（1）半导体行业概览：

①半导体产业链情况：半导体行业是电子信息产业的基础支撑，主要分为集成电路、分立器件、传感器和光电子器件等四大类，广泛应用于5G通信、计算机、云计算、大数据、物联网等下游终端应用市场，是现代经济社会中的战略性、基础性和先导性产业。

半导体产业链主要包括半导体材料、半导体设备以及半导体设计、制造、封测环节，具体情况如下图所示：

②半导体行业发展概况：

A、全球半导体行业市场规模巨大：自半导体核心元器件晶体管诞生以来，半导体行业遵循着摩尔定律快速发展。2013年到2018年，全球半导体市场规模从3,056亿美元迅速提升至4,688亿美元，年均复合增长率达到8.93%。2019年，受国际贸易环境恶化导致市场信心不足等因素影响，全球半导体市场出现下跌。2020年，受益于疫情催生远程办公设备销量提振以及全球汽车产业复苏所推动的需求强劲反弹，全球半导体行业克服新冠疫情影响，发展态势良好。

B、全球半导体制造产能逐步向中国大陆转移：全球半导体产业的发展经历了由美国向日本、韩国和中国台湾地区以及中国大陆的几轮产业转移。

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国半导体设备行业市场调查及投资战略预测报告》

全球半导体产业区域转移发展历程

凭借着巨大的市场容量和消费群体，在半导体制造方面，中国大陆近年来已超过美国、欧洲、日本，成为全球最大的半导体销售国。中国大陆半导体市场发展势头良好，吸引了台积电、三星、英特尔、SK海力士等在中国大陆建厂。

根据中金企信统计数据，2017-2020年间全球投产的半导体晶圆厂为62座，其中有26座设于中国大陆，占全球总数的42%。

C、中国半导体行业稳步发展：中国大陆正处于新一代智能手机、物联网、人工智能、5G通信等行业快速崛起的进程中，已成为全球最重要的半导体应用和消费市场之一。集成电路为半导体工业的核心，经过多年的改革开放，中国集成电路市场获得了长足的发展，我国对集成电路的需求也在不断提升。据中国半导体行业协会统计，2020年中国集成电路产业销售额为8,848亿元人民币，较2019年增长17%，在2020年受疫情影响的情况下，中国集成电路产业销售额仍稳步提升。

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（2）半导体设备行业：

①半导体设备发展基本情况及特点：半导体设备主要包括前道工艺设备和后道工艺设备，前道工艺设备为晶圆制造设备，后道工艺设备包括封装设备和测试设备，其他类型设备主要包括硅片生长设备等。其中晶圆前道工艺设备整体占比超过80%，是半导体设备行业最核心的组成部分。

前道工艺主要包括七大步骤分别为热处理（氧化/扩散/退火）、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗与抛光、金属化。薄膜沉积工艺系在晶圆上沉积一层待处理的薄膜，匀胶工艺系把光刻胶涂抹在薄膜上，光刻和显影工艺系把光罩上的图形转移到光刻胶，刻蚀工艺系把光刻胶上图形转移到薄膜，去除光刻胶后，即完成图形从光罩到晶圆的转移。制造芯片的过程需要数十层光罩，集成电路制造主要是通过薄膜沉积、光刻和刻蚀三大工艺循环，把所有光罩的图形逐层转移到晶圆上。因此，半导体制造过程可以理解为循环进行“加减法”。

薄膜沉积作为“加法工艺”，与光刻和“减法工艺”刻蚀，共同构成了半导体制造过程中不可或缺的生产工艺。

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半导体前道工艺及相关设备分析

从晶圆厂的投资构成来看，刻蚀设备、光刻设备、薄膜沉积设备是集成电路前道生产工艺中最重要的三类设备。其中，薄膜沉积设备投资额占晶圆厂投资总额的16%，占晶圆制造设备投资总额的21%。

晶圆厂投资构成分析

数据统计：中金企信国际咨询

②全球半导体设备行业发展情况：2013年以来，随着全球半导体行业整体景气度的提升，半导体设备市场也呈增长趋势。根据中金企信统计数据，全球半导体设备销售额从2013年的约318亿美元增长至2020年的712亿美元，年均复合增长率约为12.20%。由于半导体专用设备行业对制造工艺和标准要求严格，行业进入的技术壁垒、市场壁垒和客户认知壁垒较高，全球半导体设备市场集中度较高。目前全球前十大半导体设备制造商主要集中在美国、日本和荷兰。根据中金企信统计数据，2020年全球半导体设备前十名厂商合计实现销售收入708亿美元，市占率为76.63%。中国半导体设备厂商因发展起步较晚，目前尚未进入全球行业前列。全球半导体设备龙头厂商情况如下：

数据统计：中金企信国际咨询

③中国半导体设备行业发展概况：

A、中国大陆成为全球第一大半导体设备需求市场：从需求端分析，根据中金企信统计数据，2013-2020年半导体设备在大陆销售额的年复合增长率达到27.59%，2020年在全球半导体市场大幅下跌的态势下依然逆势增长，在中国大陆的销售额达到187.2亿美元，发展势头良好。根据中金企信统计数：我国投产、在建和规划的38条八英寸晶圆制造线中，已经量产的有19条，宣布投产的有5条，在建项目有10条，规划中的项目有4条。其中宣布投产的月产能总计22.5万片，在建项目规划月产能总计37.2万片。受益于中国大陆地区晶圆厂建设加速推进，中国大陆半导体设备市场需求快速增长。

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国半导体薄膜沉积设备市场发展战略及投资前景预测咨询报告》

2019年、2020年，中国大陆市场约占全球半导体设备市场比例分别为22.51%、26.30%。中国大陆已成为全球第一大半导体设备需求市场，具体情况如下：

数据统计：中金企信国际咨询

B、顶尖设备仍依赖进口：2020年中国大陆已经成为最大的半导体设备市场，但全球前十五名设备商中尚没有中国企业。中国半导体设备明显落后于美国、荷兰、日本等国。据中国电子专用设备工业协会数据统计，2020年国产半导体设备销售额约为213亿元，自给率约为17.5%，其中集成电路设备自给率仅有5%左右，技术含量最高的集成电路前道设备则自给率更低，与不断增长的需求市场形成了较大的缺口，国产化率增长空间巨大。中国半导体设备大量依赖进口不仅严重影响我国半导体的产业发展，也对我国电子信息安全造成重大隐患，中国半导体设备国产替代、自主可控需求迫切。

C、半导体设备发展趋势向好：集成电路尺寸及线宽的缩小、产品结构的立体化及生产工艺的复杂化等因素都对半导体设备行业提出了更高的要求和更多的需求。尺寸缩减趋势重点推动光刻设备的进步，3D结构化趋势重点推动刻蚀、薄膜设备的进步。两因素共同推动了集成电路整体结构的复杂化，进而推动化学机械研磨、清洗、离子注入、检测等其他设备的进步，并为半导体核心装备的发展提供了广阔的市场空间。

除此之外，功率器件、光电子等领域市场的发展和市场需求的提升，也将不断刺激半导体设备市场需求。受多个下游市场需求增长的共同驱动，半导体设备市场预计将持续保持增长势头，市场前景良好。预测原始设备制造商全球半导体制造设备销售额相比2020年的711亿美元，2021年增长34%至953亿美元，2022年将创下超过1,000亿美元的新高。

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（3）半导体薄膜沉积设备的发展情况：

①半导体薄膜沉积设备行业发展情况：

A、薄膜沉积设备市场规模持续增长：根据中金企信统计数据，全球半导体薄膜沉积设备市场规模从2017年的125亿美元扩大至2020年的172亿美元，年复合增长率为11.2%。预计至2025年市场规模可达340亿美元。

2017-2025年全球半导体薄膜沉积设备市场规模分析

数据统计：中金企信国际咨询

B、薄膜沉积设备国产化率低：我国半导体设备经过最近几年快速发展，在部分领域已有一定的进步，但整体国产设备特别在核心设备化上的国产化率仍然较低，具体如下：

半导体薄膜沉积设备行业基本由AMAT、ASM、Lam、TEL等国际巨头垄断。近年来随着国家对半导体产业的持续投入及部分民营企业的兴起，我国半导体制造体系和产业生态得以建立和完善。半导体薄膜沉积设备的国产化率虽然由2016年的5%提升至2020年的8%，但总体占比尤其是中高端产品占比较低。

C、各类薄膜沉积设备发展态势：从半导体薄膜沉积设备的细分市场上来看，CVD设备占比56%，PVD设备市占率23%，其次是ALD及其他镀膜设备。

半导体薄膜沉积设备分析

数据统计：中金企信国际咨询

在半导体制程进入28nm后，由于器件结构不断缩小且更为3D立体化，生产过程中需要实现厚度更薄的膜层，以及在更为立体的器件表面均匀镀膜。在此背景下，ALD技术凭借优异的三维共形性、大面积成膜的均匀性和精确的膜厚控制等特点，技术优势愈加明显，在半导体薄膜沉积环节的市场占有率也将持续提高。

②ALD技术在半导体薄膜沉积设备中的典型应用情况：ALD技术在高k材料、金属栅、电容电极、金属互联、TSV、浅层沟道隔等工艺中均存在大量应用，广泛应用于逻辑芯片、存储芯片、第三代化合物半导体等领域。

A、ALD典型应用——高介电常数金属栅极（HKMG）工艺：晶体管是构成逻辑电路、微处理器及记忆元件的基本单元，漏电一直是影响其良率、性能和功耗的重要影响因素。在半导体晶圆制程进入65nm及之前，集成电路主要通过沉积SiO2薄膜形成栅极介电质减少漏电；随着集成电路尺寸不断缩小，特别是制程28nm之后，传统的SiO2栅介质层物理厚度缩小至1纳米以下，达到了其物理极限，产生明显的量子隧穿效应和多晶硅耗尽效应，导致漏电流急剧增加，器件性能急剧恶化。

通过引入高介电常数金属栅极（HKMG）工艺，可以解决上述问题，即采用高k材料替代传统的二氧化硅栅极氧化层作为栅极介质层，TiN替代传统的多晶硅栅极作为金属栅极，高k栅氧化层与金属栅极的组合使用，不仅能够大幅减小栅极漏电流，同时因高k栅氧化层的等效氧化物厚度较薄，还能有效减低栅极电容。

传统多晶硅栅极/SiO2介质层与HKMG结构对比分析

ALD技术凭借其精确的膜厚控制、均匀性和致密性的特点，自从英特尔在45nm技术节点将应用于栅介质薄膜制造工艺后，就被广泛应用于栅极介质层、金属栅极制备。

B、ALD典型应用——电容和电极材料：集成电路2D存储器件的线宽已接近物理极限，NAND闪存已进入3D时代。目前64层3DNAND闪存已进入量产阶段，128层闪存也陆续有厂商开始推出，行业预期未来将叠加至500层，技术工艺还会持续推进。3DNAND制造工艺中，增加集成度的主要方法不仅是缩小单层上线宽，而且需要增加堆叠的层数，使得一些器件结构的深宽比增加至40：1，甚至是80：1的极深孔或极深的沟槽，对薄膜沉积设备等生产设备提出了更高的要求。

存储芯片结构演变（以NAND为例）分析

ALD技术最早应用于DRAM存储器件的超高深宽比的电容电极制作工艺。随着3DNAND和DRAM相关技术的不断发展，等效氧化物厚度进一步下降，3DNAND和DRAM电容呈现高深宽比结构，在这种情况下，高k电容材料和电容电极的沉积只有具备优异填隙性和共形性的ALD技术才可以满足。除此之外，新型存储器也在快速发展，与闪存和DRAM相比，新型存储器一般具有更高的写入速度和更长的读写寿命。以铁电存储器（FeRAM）为例，其由电容和场效应管构成，其中电容为在两个电极板中间沉淀的一层晶态的铁电晶体薄膜，该薄膜对于厚度、质量均有非常高的要求，ALD技术可以较好地满足技术指标。

C、ALD典型应用——金属互联阻挡层：金属互联即在集成电路片上沉积金属薄膜，并通过光刻技术形成布线，把互相隔离的元件按一定要求互连成所需电路的工艺。

铜互连为金属互联的一种，而在铜互连中采用ALD的主要驱动力在于随着制程进步、TSV等先进封装工艺的发展，元件集成度提高、几何构架收缩，导致深宽比的增加，ALD技术能够沉积尽可能薄的阻挡层，阻止铜和周围绝缘体之间的相互扩散，且作为粘附层促进互连铜的生长，给铜沉积留出最大的空间。

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③半导体薄膜沉积设备发展趋势：

A、半导体行业景气度带动设备需求增长：随着半导体行业整体景气度的提升，全球半导体设备市场呈现快速增长态势，拉动市场对薄膜沉积设备需求的增加。薄膜沉积设备行业一方面长期受益于全球半导体需求增加与产线产能的扩充，另一方面受益于技术演进带来的增长机遇，包括制程进步、多重曝光与3DNAND存储技术，全球半导体薄膜沉积设备市场规模将因此高速增长。预计全球半导体薄膜沉积设备市场规模在2025年将从2020年的172亿美元扩大至340亿美元，保持年复合13.3%的增长速度。

B、进口替代空间巨大：近年来，在国家政策的拉动和支持下，我国半导体产业快速发展，整体实力显著提升，设计、制造能力与国际先进水平不断缩小，但半导体先进设备制造仍然相对薄弱。《中国制造2025》对于半导体设备国产化提出明确要求：在2020年之前，90-32nm工艺设备国产化率达到50%，实现90nm光刻机国产化，封测关键设备国产化率达到50%。在2025年之前，20-14nm工艺设备国产化率达到30%，实现浸没式光刻机国产化。为推动我国半导体产业的发展，国家先后设立国家重大专项和国家集成电路基金，国家集成电路基金首期募资1,387亿元，二期募资超过2,000亿元。

伴随着国家鼓励类产业政策和产业投资基金不断的落实与实施，本土半导体及其设备制造业迎来了前所未有的发展契机，而薄膜沉积设备作为半导体制造的核心设备，将会迎来巨大的进口替代市场空间。

C、薄膜要求提高衍生设备需求：在晶圆制造过程中，薄膜发挥着形成导电层或绝缘层、阻挡污染物和杂质渗透、提高吸光率、阻挡刻蚀等重要作用。由于芯片的线宽越来越窄、结构越来越复杂，薄膜性能参数精细化要求也随之提高，如先进制程的前段工艺对薄膜均匀性、颗粒数量控制、金属污染控制的要求逐步提高，台阶覆盖能力强、薄膜厚度控制精准的ALD设备因此被引入产线。

D、先进制程增加导致设备市场攀升：随着集成电路制造不断向更先进工艺发展，单位面积集成的电路规模不断扩大，芯片内部立体结构日趋复杂，所需要的薄膜层数越来越多，对绝缘介质薄膜、导电金属薄膜的材料种类和性能参数不断提出新的要求。在90nmCMOS工艺大约需要40道薄膜沉积工序。在3nmFinFET工艺产线，则超过100道薄膜沉积工序，涉及的薄膜材料由6种增加到近20种，对于薄膜颗粒的要求也由微米级提高到纳米级。只有薄膜沉积设备的不断创新和进步才能支撑集成电路制造工艺向更小制程发展。

目前，半导体行业的薄膜沉积设备中，PVD设备与CVD设备均已初步实现国产化，而ALD设备作为先进制程所必须的工艺设备，在大规模量产方面国内厂商尚未形成突破。当技术节点向14纳米甚至更小的方向升级时，与PVD设备和CVD设备相比，ALD设备的必要性更加凸显。目前，基于供应链安全考虑，国内设备制造商正面临更多的机会。面对半导体设备向高精度化与高集成化方向发展的趋势，以及国产化进程加快的背景下，国产半导体ALD设备迎来前所未有的发展契机。