一、ALD原子层沉积设备工艺壁垒突出，具备精度、保形性、适配性三大核心优势
ALD原子层沉积（Atomic Layer Deposition）是一种纳米级薄膜沉积技术，核心在于 “自限制化学反应”：前驱体气体分批次脉冲式通入反应腔室，与晶圆表面原子发生饱和反应，每层仅生长 1 个原子层（约 0.1-0.3nm）。这种 “层 - by-layer” 的生长模式，使 ALD 能够在复杂三维结构（如高深宽比通孔、鳍式晶体管）中实现近乎完美的保形覆盖，薄膜厚度均匀性误差 < 1%，而传统 CVD/PVD 工艺在类似结构中的误差可达 10% 以上。例如，在 5nm 逻辑芯片的高 k 栅极沉积中，ALD 制备的 HfO₂薄膜厚度仅 1.2nm，且在整个晶圆表面的厚度波动 < 0.05nm，这是传统工艺无法企及的精度。
ALD原子层沉积三大优势
| 优势 | 简介 |
| 原子级精准厚度控制，薄膜均匀度极致 | ALD 依靠前驱体自限制表面反应，单次循环仅沉积单原子层薄膜，膜厚可精准控制至 0.1nm 级别；不受沉积时间、前驱体流量波动干扰，重复性、一致性远优于 CVD/PVD。适配先进制程高 k 栅介质、DRAM 超薄电容膜等纳米级薄层场景，是 7nm 及以下芯片唯一可行镀膜方案。 |
| 优异三维保形覆盖能力（台阶覆盖性） | 针对 3D NAND 高纵深比沟道、GAA 环绕栅、深沟槽电容等复杂立体结构，ALD 可在垂直侧壁、底部、拐角处沉积厚度完全一致的薄膜，无薄化、断裂、空洞问题。传统 PVD 溅射存在阴影效应、深孔底部膜厚不足，普通 CVD 台阶覆盖能力差距显著，高堆叠存储、环绕栅逻辑芯片高度依赖 ALD 该特性。 |
| 工艺兼容性强，适配多元材料与低温制程 | 可沉积氧化物、氮化物、金属、金属化合物等上百种薄膜材料，覆盖栅介质、阻挡层、钝化层、金属栅等全制程需求；同时支持低温沉积工艺，适配先进封装、柔性器件、宽禁带半导体 SiC/GaN 等不耐高温基材，应用场景横跨逻辑、存储、封装、功率半导体、光伏等多赛道。 |
资料来源：观研天下整理
二、先进制程与新兴技术推进，全球原子层沉积设备加速渗透
原子层沉积设备是半导体制造关键设备，半导体应用占比达65%。随着先进逻辑芯片制造中不断提升的工艺复杂度，以及先进DRAM 在存储单元与外围 CMOS 电路中结构层数的持续增加，原子层沉积设备“刚需”属性日渐突出，市场有望快速扩容。
数据来源：观研天下数据中心整理
预测全球单晶圆 ALD 市场规模将从 2024 年的 30 亿美元稳步攀升至 2030 年的 51亿至 61 亿美元区间，期间年复合增长率达 9%至 13%。相较之下，同期全球前端晶圆制造设备（WFE）市场预计由 1100 亿美元扩容至 1550 亿美元，其 6%的复合增速低于ALD 赛道。
原子层沉积设备行业核心驱动因素
| 核心驱动 | 简介 |
| 先进制程 | 先进制程持续微缩直接带动 ALD 设备需求结构性增长。逻辑芯片正从 3nm FinFET 迭代至 2nm/1.4nm GAA，远期落地 0.7nm CFET 架构；节点每下探一代，单晶圆 ALD 薄膜沉积层数同步增加。2nm 升级至 1.4nm GAA 阶段，受 DTCO 协同优化驱动，前道 FEOL 工艺复杂度大幅提升，FEOL 对应的 ALD 沉积层数占比由 50% 升至 60%，增速远超 MOL、BEOL 工序。三维晶体管结构不断复杂化，芯片制造对 ALD 高保形、高精度镀膜需求持续抬升，先进逻辑产线 ALD 设备渗透与订单增长具备长期确定性。 |
| 存储器件 | 存储芯片三维化、结构复杂化是 ALD 设备需求扩张核心驱动力。DRAM 从 6F2 单元升级至 4F2 架构，配套外围 CMOS 切换 FinFET，电容高 k 介质、金属电极、栅极薄膜等全工序高度依赖 ALD，同步新增大量高 k、功函数金属沉积需求；3D NAND 堆叠层数持续提升，高深宽比填充、选择性沉积等工艺进一步强化 ALD 刚需。存储架构迭代催生原子级高精度、高保形镀膜刚性需求，将持续提升存储产线 ALD 设备渗透率，带动设备厂商业绩改善。 |
| 先进封装 | 先进封装是半导体设备中长期核心增长赛道，薄膜沉积设备渗透率持续提升。预测 2030 年全球先进封装 TAM 达 115 亿美元，薄膜设备合计占资本开支 34%（PVD22%、CVD9%、ALD3%），价值量突出。SoIC 等异构集成方案中，混合键合层、芯片间隙填充、钝化层、TSV 衬底等工序均需 ALD、CVD、PVD 镀膜；三维堆叠架构复杂化带来高质量薄膜刚性需求，为沉积设备厂商开辟增量空间。 |
资料来源：观研天下整理
数据来源：观研天下数据中心整理
三、全球原子层沉积设备市场由海外三巨头垄断，拓荆科技引领国内厂商实现关键突破
根据观研报告网发布的《中国原子层沉积设备（ALD）行业现状深度研究与投资前景预测报告（2026-2033年）》显示，全球原子层沉积设备市场由海外三巨头（应用材料、东京电子TEL、ASM International）垄断，但市场份额有所下滑，中长期替代空间巨大。
数据来源：观研天下数据中心整理
目前国内拓荆科技、北方华创、中微公司以及微导纳米等企业正积极布局并推动原子层沉积设备的发展，并已实现关键突破。
以ALD装机量和薄膜工艺覆盖率均位居国内第一的拓荆科技为例，拓荆科技采用 PE-ALD（等离子体增强型）与 Thermal-ALD（热原子层沉积）双技术路线并行布局。其中 PE-ALD 已全面覆盖 SiO₂、SiN、SiCO 等介质薄膜工艺，同时可沉积 Al₂O₃等金属化合物薄膜，客户端量产规模持续提升；Thermal-ALD 路线实现关键突破，首台 TiN（氮化钛）设备已于 2025 年完成客户验证，后续持续斩获订单、出货规模稳步扩张。公司 ALD 业务技术落地持续转化为营收，业绩贡献加速兑现，2025 年 ALD 设备实现销售收入 3.01 亿元，同比大幅增长 191.82%。
国内原子层沉积设备厂商布局情况
| 企业名称 | 技术路线/产品布局 | 核心突破/技术亮点 | 产业化进展 |
| 拓荆科技 | PE-ALD（SiO₂、SiCO、SiN等介质薄膜全面覆盖）；Thermal-ALD（TiN金属薄膜） | ALD装机量国内第一，薄膜工艺覆盖率第一；新一代VS-300T平台具备业界领先坪效比和最低拥有成本（CoO） | 2025年ALD收入3.01亿元，同比增长191.82%，多款PE-ALD设备在客户端放量，首台TiN工艺产品通过验证；设备反应腔累计出货超3,000个，进入超70条生产线 |
| 北方华创 | 12英寸立式炉ALD系列：PEALD Si₃N₄、Low-K ALD、间隙填充氧化硅ALD | 突破射频等离子体控制、液态源供应控制、高深宽比成膜填充等关键技术；热ALD+PEALD双系列布局 | PEALD Si₃N₄立式炉已斩获多家逻辑和存储领域头部客户订单，装机量和重复订单快速攀升，为国产首批量产上市产品 |
| 中微公司 | 12英寸Preforma Uniflash®金属栅系列（TiN/TiAl/TaN三个分支） | 独创双反应台设计，系统可灵活配置多达五个双反应台反应腔，实现业界领先生产效率 | 2025年9月CSEAC展会正式发布六款半导体设备新品，涵盖ALD、刻蚀、外延工艺 |
| 微导纳米 | High-k ALD、iTomic系列（栅极金属/存储介质）、iTomic SPX空间型ALD | 国内首家将量产型High-k ALD设备应用于28nm集成电路前道生产线；TiN薄膜工艺实现规模化量产，填补国内头部存储企业空白 | 半导体设备出货量超500台；营收规模和市场占有率连续多年位居国内同类企业第一；截至2025年6月底半导体在手订单超23亿元 |
| 思锐智能 | ALD+离子注入（IMP）双线布局；ALD产品覆盖全球40+国家及地区 | 2023年成功研制全国首台8MeV高能离子注入机，打破欧美垄断；ALD设备完成从科研型向工业型、从非半导体向半导体的“双转型” | 完成数亿元C轮战略融资，由国开制造业转型升级基金等领投，加速ALD及离子注入设备产业化 |
资料来源：观研天下整理（zlj）
【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可，任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题，烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com，我们将及时沟通与处理。
