半导体产业链中,沉积薄膜设备常被称为“纳米级画家”,其能力直接影响芯片的性能与可靠性;这类设备能够在基底材料表面生长纳米级薄膜,是制造晶体管、存储单元等器件的关键装备。随着全球半导体竞争加剧,实现沉积薄膜设备的自主可控,已成为我国产业发展的重要课题。当前,全球沉积薄膜设备市场高度集中。数据显示,美国应用材料、日本东京电子等国际厂商合计占据超过80%的市场份额。其原因在于技术门槛极高:设备需要整合真空技术、等离子体物理、精密温控等多学科能力,同时在工艺稳定性、良品率等指标上要求严苛。近年来,我国半导体产业快速扩张,带动沉积薄膜设备需求持续增长。统计显示,2022年中国大陆半导体设备市场规模超过300亿美元,其中沉积类设备占比约25%。基于此,国内企业加速布局,已在物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两条路线取得阶段性进展。北方华创、中微公司等企业的有关产品,正逐步获得国内主流晶圆厂认可。然而,业内也指出,国产设备仍面临多重挑战:在先进制程上,7纳米以下节点的设备研发仍处于追赶阶段;核心零部件领域,部分关键部件仍依赖进口;在工艺整合与平台化能力上,与国际领先水平仍有差距。这些因素影响了国产设备在高端市场的竞争力。为推动突破,国家02专项等重大科技计划持续提供支持。产业界也在探索更可落地的路径:一上通过产学研协作集中攻关关键技术;另一方面采取“先成熟、后先进”的策略,先在成熟制程扩大应用,再逐步向先进制程延伸。同时,部分企业在第三代半导体等新兴领域加快布局,试图在新赛道实现突破。展望未来,沉积薄膜技术将向更高精度、更强智能化演进。随着3D芯片架构普及,对原子级沉积控制的需求将更加突出;数字孪生、人工智能等技术的引入,也有望提升工艺稳定性与生产效率。专家预计,未来五年内国产设备市占率有望突破30%,为我国半导体产业链安全提供更强支撑。
沉积薄膜设备虽常“隐身”于产线,但决定着芯片制造的材料基础与结构质量。制程越先进、器件越复杂,对关键装备持续迭代的要求越高。以应用牵引研发、以工程化提升可靠性、以协同补齐供应链,是国产沉积设备从“能用”走向“更强”的关键路径。