半导体设备市场新焦点：刻蚀与薄膜沉积设备的崛起

近期，中微公司披露的财务报告显示，半导体设备行业的关注点正在从光刻机延伸至刻蚀、薄膜沉积等其他关键设备领域，市场格局呈现多元化拓展态势。

2025年前三个季度，中微公司实现营业收入80.63亿元，较去年同期大幅增长46.40%。具体来看，其刻蚀设备贡献收入61.01亿元，同比增长38.26%；而LPCVD、ALD等薄膜沉积类设备收入达到4.03亿元，同比激增1332.69%，增长势头极为迅猛。

随着半导体技术持续演进，刻蚀与薄膜沉积工艺已跃升为产业核心聚焦环节。

半导体设备，最新焦点

半导体制造所需的核心设备可分为前道晶圆制造与后道封装测试两大类，其中前道设备技术门槛最高，占据了市场的主要份额。

在众多前道设备中，光刻机、刻蚀机与薄膜沉积设备构成三大核心板块。依据SEMI的测算数据，这三类设备在全球半导体设备市场中的占比分别约为24%、20%和20%。它们各自扮演着独特角色：

光刻机好比“精密投影仪”，利用光源将设计好的电路图形投射到晶圆表面，直接决定了芯片所能达到的最小线宽。

刻蚀机则如同“微观雕刻刀”，负责有选择性地去除晶圆上的多余材料，从而精准地复刻出光刻后的图形。

薄膜沉积设备主要用于沉积导体、绝缘体等多种功能性薄膜层，以构建芯片的基础物理结构。该设备主要分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）三大技术类别。

刻蚀与薄膜沉积设备之所以成为当前产业瞩目的新焦点，其背后是半导体工艺迈向先进制程所引发的必然技术路径变迁。

首先，当前极紫外（EUV）光刻机的波长被限制在13.5纳米，其直接成像的线条宽度约为14纳米。为了制造10纳米、7纳米乃至5纳米芯片，业界普遍采用多重图形化技术，例如将20纳米线条通过多次曝光和刻蚀“翻版”为更细的线条。SEMI数据显示，在从65纳米制程向7纳米制程演进的过程中，光刻工艺步骤数量仅增加约30%，而刻蚀工艺步骤数量却暴增超过300%。

与此同时，薄膜沉积工艺的步骤数量与复杂程度也同步大幅攀升。当工艺节点向7纳米及以下推进时，多重曝光技术的采用使得薄膜沉积次数显著增加。例如，90纳米CMOS工艺大约需要40道薄膜沉积工序，而3纳米FinFET工艺产线所需的薄膜沉积工序则高达100道。

其次，三维堆叠存储技术的快速发展进一步推高了相关设备需求。为提升存储密度，3D NAND闪存将存储单元进行垂直堆叠，堆叠层数不断攀升，目前主流产品已超过200层，并朝着1000层的目标迈进。DRAM内存未来也有类似的3D堆叠技术路线图。这使得对刻蚀设备的需求量和性能要求呈指数级增长，例如堆叠层数从32层提升至128层时，刻蚀设备在制造过程中的用量占比就从35%上升至48%。此外，近存计算架构的兴起增加了对硅通孔（TSV）技术的需求，而在TSV工艺中，刻蚀和填充设备的成本占比接近70%，这进一步拉动了刻蚀设备的需求。

同时，3D NAND堆叠层数的增加对每一层薄膜的厚度均匀性提出了严苛要求，使得原子层沉积（ALD）与化学气相沉积（CVD）的协同工艺成为主流，这对薄膜沉积设备的精度和稳定性提出了更高挑战。

再次，全环绕栅极晶体管（GAAFET）是接替鳍式场效应晶体管（FinFET）的下一代关键技术。与FinFET相比，GAAFET制造过程中涉及的刻蚀工艺步骤更多。FinFET大约有5道关键步骤涉及刻蚀，而GAAFET晶体管则有9道。根据IMM的数据，刻蚀设备在先进制程中的用量占比将从FinFET时代的约20%提升至GAA架构下的约35%，同时单台设备的平均价值量也预计增长12%。

薄膜沉积设备则面临在复杂三维纳米结构上实现原子级均匀薄膜沉积的挑战。以GAA纳米片晶体管为例，需要在原子尺度精确控制多层材料（如Si/SiGe超晶格）的堆叠，并要求等离子体增强化学气相沉积（PECVD）所沉积的介电薄膜（如栅极侧墙隔离层）厚度偏差控制在±0.5埃以内，同时还需在高深宽比结构中实现超过95%的保形覆盖率。

因此，半导体制造的未来重点，正从单纯依靠光刻机缩小线宽，转向对刻蚀及薄膜沉积等更复杂、更关键工艺的依赖与创新。

Q3设备进口数据，透露哪些信息？

海关总署数据显示，2025年第三季度，中国前道半导体设备进口总额达101.87亿美元，同比增长15.28%，环比增长33.15%，创下历史新高。核心设备进口数据的波动，既是国内半导体产能布局的“风向标”，也映射出全球设备产业的竞争态势。其中，化学气相沉积（CVD）设备、干法刻蚀设备等核心工艺设备的进口数量和单价均处于历史高位。

具体分析如下：

光刻设备领域：“其他光刻设备”进口数量有所下降，但来自荷兰的同类设备进口单价却飙升至历史峰值。这可能意味着国内正在减少中低端光刻设备的引进，转而聚焦于采购更高端的光刻设备，旨在突破先进工艺的技术瓶颈。

薄膜沉积设备领域：CVD设备呈现量价齐升的态势，且进口数量创下历史纪录，这反映出国内在先进逻辑芯片和高端存储芯片领域的产能扩张需求强劲，对CVD这类核心沉积设备的依赖度依然很高。物理气相沉积（PVD）设备方面，国内已在中低端领域实现突破，同时对高端PVD设备的采购标准也在提高。薄膜沉积设备下一阶段的看点将集中在CVD、ALD等高端设备的国产化进程上。

刻蚀设备领域：干法刻蚀设备进口量和进口单价双双显著增长，这可能表明国内产能扩张正朝着先进制程方向倾斜。随着芯片结构从二维平面向三维立体演进，对高性能干法刻蚀设备的需求激增。与此同时，“其他刻蚀及剥离设备”的进口量和单价同比均出现下滑，这或许意味着国产设备厂商在成熟制程的刻蚀环节已取得一定市场份额。

离子注入设备领域：当前国内市场主要由美国应用材料公司和亚舍立公司垄断，全球竞争日趋激烈。

氧化扩散设备领域：自2024年下半年以来，氧化扩散等热处理设备的进口数量整体呈下降趋势，但进口单价持续走高，这表明国产设备在中低端应用领域已占据相当份额。

半导体设备，多点开花

根据国际半导体产业协会SEMI预测，2025年全球半导体晶圆厂前端设备支出将达到1100亿美元，较2024年增长约2%。在数据中心和边缘计算对芯片需求持续走高的背景下，预计2026年该项支出将攀升至1298亿美元，同比增速高达18%。

刻蚀设备

从技术路径看，刻蚀工艺主要分为湿法刻蚀和干法刻蚀两大路线。随着半导体制造向7纳米及更先进节点迈进，芯片集成度不断提高，器件结构日益复杂，对刻蚀工艺的精度、选择性和一致性提出了前所未有的要求。在此趋势下，干法刻蚀凭借其卓越的技术适配性与精细的工艺控制能力，已在逻辑芯片、存储芯片等高端制程中占据绝对主导地位，成为推动半导体技术迭代的核心工艺之一。

全球竞争格局方面，半导体刻蚀设备市场高度集中，主要由泛林集团、应用材料和东京电子三家巨头垄断，合计占据近90%的市场份额。

其中，应用材料在电容耦合等离子体刻蚀与电感耦合等离子体刻蚀两大技术路线上均实力雄厚，产品线覆盖全面，尤其在导体刻蚀与介质刻蚀领域保持领先；泛林集团则在电容耦合等离子体刻蚀技术领域，特别是高深宽比刻蚀方面拥有统治性优势，其设备已成为3D NAND制造过程中不可或缺的核心。日本东京电子作为全球第三大刻蚀设备供应商，在电容耦合和电感耦合等离子体刻蚀领域都具备强大竞争力，尤其在介质刻蚀领域与美系企业齐头并进。

相比之下，国内厂商如中微公司、北方华创、屹唐半导体等起步较晚，尚处于追赶阶段，全球市场占有率相对较低。国内集成电路制造厂商及国产刻蚀设备仍有广阔的成长空间。

中微公司是国内刻蚀设备的领军企业，其电容耦合等离子体刻蚀设备已实现对28纳米以上绝大多数工艺应用的全面覆盖，并在28纳米及以下节点取得重要突破。在3D NAND芯片的高深宽比刻蚀和逻辑芯片的前道刻蚀方面，中微的技术已触及部分先进节点，并被全球顶级芯片制造商所采用。

不过，其平台化解决方案能力相对较弱，尚不能提供覆盖全流程的设备组合。在电感耦合等离子体刻蚀设备方面，中微的产品已进入逻辑、DRAM、3D NAND等50条客户产线，在MEMS和先进封装的深硅刻蚀领域表现优异，但要进入最复杂的关键工艺步骤，仍需经历更长的客户验证周期。

北方华创作为半导体设备领域的平台型厂商，其半导体设备品类数量在国内同类型公司中位居前列，覆盖光刻胶处理、刻蚀、清洗、热处理、化学气相沉积、物理气相沉积等多个集成电路生产关键环节。

技术层面，北方华创的电容耦合等离子体刻蚀设备在8英寸产线的硅刻蚀、介质刻蚀应用中已占据主导地位，在12英寸产线也成功应用于硬掩模刻蚀、铝垫刻蚀等非核心关键步骤。值得注意的是，其电感耦合等离子体刻蚀设备发展势头更为强劲，市场认可度持续提升。

然而，在最先进的逻辑芯片制造以及128层以上3D NAND芯片的极高深宽比接触孔刻蚀等尖端应用领域，北方华创设备在技术成熟度、工艺均匀性和长期稳定性方面仍有提升空间，尚未进入全球顶尖芯片制造商的最先进量产线。

屹唐半导体前身为美国应用材料公司旗下的半导体湿法设备业务部门，于2015年通过国产化收购重组后成立。目前，公司已形成刻蚀、薄膜沉积、快速热处理三大类核心设备产品线。根据Gartner 2023年数据，在干法去胶设备领域，屹唐股份以34.6%的市场占有率位居全球第二；在快速热处理设备领域，以13.05%的市场占有率同样位居全球第二；同时，它也是国内少数可实现单晶圆快速热处理设备大规模量产的集成电路设备公司之一；在干法刻蚀领域，其市场占有率已进入全球前十。

薄膜沉积设备

半导体薄膜沉积设备主要分为化学气相沉积、物理气相沉积和原子层沉积三大类别。

当前，全球薄膜沉积设备市场基本由应用材料、泛林集团、东京电子等美日厂商主导：在物理气相沉积设备领域，应用材料处于绝对领先地位，市场份额高达85%左右；在化学气相沉积领域，应用材料、泛林集团、东京电子三家合计份额超过80%；在原子层沉积设备领域，东京电子和ASM国际两家合计占比约60%。

近年来，国内企业持续加强技术研发，涌现出北方华创、拓荆科技、中微公司、微导纳米等一批薄膜沉积设备制造商。但整体而言，国内在薄膜沉积设备领域的国产化实力仍相对较弱，尤其是技术门槛更高的原子层沉积设备。

拓荆科技深耕薄膜沉积设备领域，形成了涵盖等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积、次常压化学气相沉积、高密度等离子体化学气相沉积及可流动化学气相沉积等在内的薄膜设备系列产品，广泛应用于集成电路逻辑芯片、存储芯片制造等领域，客户覆盖中芯国际、华虹集团等国内主要厂商。

等离子体增强化学气相沉积设备作为拓荆科技的核心产品，已实现全系列介质薄膜材料的覆盖。通用介质薄膜材料（包括二氧化硅、氮化硅、原硅酸四乙酯、氮氧化硅等）和先进介质薄膜材料（包括低k介质、先进阻挡层等）均已实现产业化应用，并大规模应用于国内集成电路制造产线。

原子层沉积设备方面，拓荆科技是国内薄膜工艺覆盖率领先的国产设备厂商，其推出的原子层沉积碳氧化硅、氮化硅、氮化铝等工艺设备已实现大量出货。

次常压化学气相沉积系列产品持续保持竞争优势，并进一步扩大量产应用规模。公司推出的等离子体增强选择性原子层沉积薄膜工艺设备在客户端验证进展顺利。截至2024年，次常压化学气相沉积系列产品反应腔累计出货量已超过100个。

截至2024年，拓荆科技的高密度等离子体化学气相沉积设备在非掺杂硅玻璃、氟硅玻璃、浅沟槽隔离等薄膜工艺上均已实现产业化，并持续扩大生产规模，该系列产品反应腔累计出货量达到100个。同期，与可流动化学气相沉积设备相关的反应腔累计出货量也已超过15个。

中微公司早在2023年就有薄膜设备交付客户，主要为化学气相沉积/高深宽比/原子层沉积钨设备以及氮化钛/钛铝/氮化钽原子层沉积设备。2025年第三季度财报显示，中微公司为先进存储器件和逻辑器件开发的低压化学气相沉积、原子层沉积等多款薄膜设备已顺利进入市场，并且设备性能完全达到国际领先水平，薄膜设备的市场覆盖率正在不断提升。

北方华创是国内物理气相沉积设备的龙头企业，稀缺性较强，同时在低压化学气相沉积、常压化学气相沉积、原子层沉积领域也有所布局，其产品已经批量导入半导体生产线。微导纳米以原子层沉积设备起家，在光伏和半导体领域均有应用，该公司是国内首家成功将量产型高k介质原子层沉积设备应用于28纳米节点集成电路前道生产线的国产设备商，在原子层沉积领域具备显著竞争优势。盛美上海以清洗设备起家，正逐步向平台型设备公司拓展，目前在清洗、电镀、轨迹跟踪、抛光、薄膜沉积等领域均有产品推出。

在近期举办的第106届中国电子展上，有业内人士向半导体产业纵横透露，2010年至2024年间，国内半导体设备销售额复合年增长率高达30.2%，这一增速显著高于全球市场同期水平。增长呈现明显的阶段性特征：2017-2018年，因头部晶圆厂集中启动12英寸产线建设，设备采购需求集中释放；2023-2024年，则受益于成熟制程（28纳米及以上）扩产及特色工艺（如碳化硅、氮化镓）产能落地，增长态势得以巩固，预计2024年底仍将维持25%-30%的同比增速。

然而需要指出的是，尽管刻蚀、薄膜沉积设备本体的国产化进展加速，但关键零部件环节已成为实现自主可控的主要瓶颈。当前，这两类设备的通用标准件供应链仍高度依赖进口：日本企业（如NSK、Fujikin）占据了传动部件与特种气体控制组件的大部分市场份额；欧洲供应商（如普发真空、莱宝）则在真空系统领域占据过半份额。美国零部件公司仍掌握着部分核心定制化部件的供应。

不过，这一制约格局正迎来政策引导与市场驱动的双重破局契机：总规模达3440亿元的国家集成电路产业投资基金三期已明确将上游关键零部件列为核心投资方向之一。后续通过相关举措降低对海外供应链的依赖，将为刻蚀、薄膜沉积设备的全面国产化筑牢上游供应链根基。