行业背景与市场格局 - 美国BIS在2024年12月修订出口管制条例，针对高深宽比结构和新金属材料（如钌、钼）的尖端薄膜沉积设备实施新管控，将中国半导体产业链锁定在中低端环节 [2] - 芯片结构根本性变革重塑薄膜沉积设备市场格局，为国产厂商提供换道超车窗口 [3] - 薄膜沉积设备占芯片制造设备资本开支70%-80%，其重要性随制程先进化呈指数级增长：90nm工艺需约40道工序，3nm工艺激增至超100道工序，薄膜材料从6种增至近20种，薄膜颗粒控制要求从微米级跃升至纳米级（≤5nm） [3] - 2023年中国薄膜沉积设备市场规模达479亿元，但国产化率仍低于25% [6][7] - 中国大陆连续五年成为全球最大半导体设备市场，2024年销售额达495.5亿美元，占比42% [55][62] 薄膜沉积设备国产化现状 - 国内薄膜沉积设备主要厂商包括北方华创、拓荆科技、中微公司、盛美上海、微导纳米、晶盛机电 [7][58] - 其他设备国产化率：光刻机<1%、刻蚀设备>25%、量测设备<5%、清洗设备>30%、CMP设备>30%、离子注入机<10% [7][58] - 全球薄膜沉积设备市场高度垄断，应用材料、泛林集团、TEL等国际巨头占据主导地位：CVD市场CR3达70%，PVD市场应用材料占比85%，ALD市场ASMI和TEL合计占比75% [72][76] 技术演进与创新方向 - 芯片制造从2D平面走向3D立体，驱动薄膜沉积设备技术重心与市场结构变革 [9] - PVD技术通过离子化升级应对高深宽比结构，国产PVD设备已实现逻辑/存储芯片金属化制程28nm至3nm节点全覆盖，并在钨栓塞黏附层（钛离子PVD）和隔离层（氮化钛CVD）等关键工艺批量应用 [10][11] - PECVD占薄膜沉积设备市场33%，因其低温沉积（400℃ vs LPCVD 700℃）特性适配28nm以下节点介质薄膜要求 [13][87] - 专用CVD成为突破利器：HDPCVD通过"沉积-刻蚀-沉积"循环实现高深宽比（<5:1）沟槽无孔洞填充，是3D NAND层数突破关键；SACVD在次常压环境下通过臭氧/TEOS反应实现<7:1深宽比填充，是45nm以下逻辑电路制造关键 [15][16] - ALD需求受三大引擎驱动：逻辑芯片GAA结构需要沉积High-K栅介质（如HfO₂）、金属栅极（如TiN）及内侧墙Low-K介质；DRAM电容深宽比达100:1，需均匀填充ZAZ电介质叠层；3D NAND千层堆叠使ALD设备需求增长7倍以上 [19][20][22][26] - 国产ALD设备已在28nm产线实现High-K介质沉积，并在存储芯片钨填充、DRAM电容结构等细分领域批量应用 [24] 国产厂商发展策略 - 采用差异化切入策略：在巨头垄断的通用型PECVD市场，从3D NAND所需HDPCVD、SACVD等专用设备切入；在逻辑芯片金属栅极竞争红海，聚焦存储芯片钨沉积应用 [25] - 技术卡位下一代工艺节点：提前布局PEALD和Thermal ALD，在GAA、3D DRAM等新兴结构研发中与晶圆厂共同开发工艺 [27] - 平台化延伸提升客户粘性：从单一PVD或CVD设备向PVD/CVD/ALD/外延/电镀全产品线扩展，提供一站式解决方案 [27] - 产业链协同创新：设备厂商与上游材料、零部件企业（靶材、前驱体、射频电源）联合攻关，实现整体解决方案性能提升 [27] 投资逻辑与关键赛道 - 投资核心逻辑是寻找能在特定先进工艺窗口实现闭环而不仅是单机替代的公司 [28] - 关键赛道包括：ALD集成商（具备PEALD与Thermal ALD双线能力并能提供工艺配方）、专用CVD专家（在HDPCVD、FCVD等填充工艺具有know-how积累）、前驱体与材料伙伴（共同开发新型High-K材料、金属有机前驱体） [29][30][31] - 延伸投资机会：量测与过程控制设备（晶圆缺陷检测、薄膜量测）、集成式解决方案（沉积+刻蚀+退火多工艺集成）、技术可迁移性（从光伏、显示、功率器件向集成电路迁移） [32] - 核心零部件卡脖子环节：等离子体源/射频电源（技术壁垒极高）、真空系统与部件、精密陶瓷件（静电吸盘、气体分配盘） [34][35][36] - 零部件投资视角：验证壁垒形成护城河、平台型零部件公司（横跨沉积/刻蚀/离子注入等多类设备）、材料-部件一体化公司（掌握特种陶瓷材料到精密加工全流程） [36][37] 产能与需求增长驱动 - 全球晶圆厂产能稳步增长，25Q1产能达4270万片/季度（约当12英寸），半导体Capex在24Q3反弹后预计25Q1同比增长16%，其中WFE季度支出达260亿美元 [51][62] - 2018-2025年全球新建晶圆厂项目171座，中国大陆占74座（43%），其中53座为12英寸项目 [68] - 以中芯国际产线为例，薄膜沉积设备数量占比约20%，12寸产线占比更高（23.74%） [66][67][69] - 工艺进步驱动设备需求：3D NAND层数从128层向1000+层迈进，薄膜沉积设备占产线资本开支比例从2D时代18%增长至3D时代26% [81][86]