2023CVD行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析

• 黃文玉 2023年3月26日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 453 23
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化學氣相沉積(CVD)是指化學氣體或蒸汽在基質(zhì)表面反應合成涂層或納米材料的方法，是半導體工業(yè)中應用最為廣泛的用來沉積多種材料的技術(shù)，包括大范圍的絕緣材料，大多數(shù)金屬材料和金屬合金材料。

一、CVD的概念

化學氣相沉積(CVD)是指化學氣體或蒸汽在基質(zhì)表面反應合成涂層或納米材料的方法，是半導體工業(yè)中應用最為廣泛的用來沉積多種材料的技術(shù)，包括大范圍的絕緣材料，大多數(shù)金屬材料和金屬合金材料。

從理論上來說，它是很簡單的：兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導入到一個反應室內(nèi)，然后他們相互之間發(fā)生化學反應，形成一種新的材料，沉積到晶片表面上。沉積氮化硅膜(Si3N4)就是一個很好的例子，它是由硅烷和氮反應形成的。

化學氣相沉積是一種化工技術(shù)，該技術(shù)主要是利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質(zhì)、在襯底表面上進行化學反應生成薄膜的方法?；瘜W氣相淀積是近幾十年發(fā)展起來的制備無機材料的新技術(shù)?；瘜W氣相淀積法已經(jīng)廣泛用于提純物質(zhì)、研制新晶體、淀積各種單晶、多晶或玻璃態(tài)無機薄膜材料。這些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化物，也可以是III-V、II-IV、IV-VI族中的二元或多元的元素間化合物，而且它們的物理功能可以通過氣相摻雜的淀積過程精確控制?；瘜W氣相淀積已成為無機合成化學的一個新領域。

化學氣相沉積法是傳統(tǒng)的制備薄膜的技術(shù)，其原理是利用氣態(tài)的先驅(qū)反應物，通過原子、分子間化學反應，使得氣態(tài)前驅(qū)體中的某些成分分解，而在基體上形成薄膜?；瘜W氣相沉積包括常壓化學氣相沉積、等離子體輔助化學沉積、激光輔助化學沉積、金屬有機化合物沉積等。

二、CVD行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析

現(xiàn)代科學和技術(shù)需要使用大量功能各異的無機新材料，這些功能材料必須是高純的，或者是在高純材料中有意地摻入某種雜質(zhì)形成的摻雜材料。但是，我們過去所熟悉的許多制備方法如高溫熔煉、水溶液中沉淀和結(jié)晶等往往難以滿足這些要求，也難以保證得到高純度的產(chǎn)品。因此，無機新材料的合成就成為現(xiàn)代材料科學中的主要課題。

化學氣相沉積技術(shù)是一種重要的材料制備方式，在對貴金屬薄膜和涂層上有著重要的作用，當前我國在航空航天領域仍處于發(fā)展期，而化學氣相沉積技術(shù)的使用還有很大的探索空間，需要我們投入更多的精力進行研究。

CVD按照沉積條件的條件又可以分為PECVD、LPCVD、APCVD、SACVD(次常壓CVD)等，適用于不同工藝節(jié)點對膜質(zhì)量、厚度以及孔隙溝槽填充能力等的不同要求。PECVD由于等離子體作用，化學反應溫度明顯降低，薄膜純度和致密度得到加強，在從亞微米到90nm往下的發(fā)展中扮演了重要角色，目前也是應用最廣、占比最大的。

化學氣相沉積法在半導體工業(yè)中有著比較廣泛的應用。比如作為緣介質(zhì)隔離層的多晶硅沉積層。在當代，微型電子學元器件中越來越多的使用新型非晶態(tài)材料，這種材料包括磷硅玻璃、硼硅玻璃、SiO2以及 Si3N4等等。此外，也有一些在未來有可能發(fā)展成開關以及存儲記憶材料，例如氧化銅-五氧化二磷、氧化銅-五氧化二釩-五氧化二磷以及五氧化二釩-五氧化二磷等都可以使用化學氣相沉積法進行生產(chǎn)。

目前全球CVD設備組成結(jié)構(gòu)而言，PECVD設備在相對較低的反應溫度下形成高致密度、高性能薄膜，不破壞已有薄膜和已形成的底層電路，實現(xiàn)更快的薄膜沉積速度，2020年占比全球CVD設備46.9%左右，ALD也隨著先進制程需求持續(xù)增長占比有所提升，目前達17.7%左右。

貴金屬薄膜因其有著較好的抗氧化能力、高導電率、強催化活性以及極其穩(wěn)定引起了研究者的興趣。和生成貴金屬薄膜的其他方式相比，化學氣相沉積法有更多技術(shù)優(yōu)勢，所以大多數(shù)制備貴金屬薄膜都會采用這種方式。沉積貴金屬薄膜用的沉積員物質(zhì)種類比較廣泛，不過大多是貴金屬元素的鹵化物和有機化合物，比如COCl2、氯化碳酰鉑、氯化碳酰銥、DCPD化合物等等。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2020-2025年中國CVD行業(yè)市場發(fā)展前景預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃研究報告》顯示：

全球CVD設備市場規(guī)模變動而言，2019年受下游需求下降整體半導體景氣度下降影響，CVD設備需求出現(xiàn)較大幅度下滑，2020年以來5G帶動智能手機需求回暖，整體半導體設備產(chǎn)業(yè)需求回升，2020年CVD設備規(guī)模達85億美元。隨著汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)整體持續(xù)發(fā)展，半導體需求持續(xù)提升，預計2024年市場規(guī)模將達到105億美元。

就國內(nèi)CVD市場現(xiàn)狀而言，國內(nèi)目前薄膜沉積設備整體市場規(guī)模表現(xiàn)為快速增長趨勢， CVD設備作為主要組成技術(shù)受制于國際企業(yè)，2021年市場規(guī)模達33億美元左右，隨著國際局勢持續(xù)趨緊，半導體設備整體國產(chǎn)化趨勢加速，CVD有望受益規(guī)模引來較快增長。

拓荊科技是國內(nèi)唯一一家產(chǎn)業(yè)化應用的集成電路PECVD、SACVD設備廠商，以前后兩任董事長為核心的五名國家級海外高層次專家組建起一支國際化的技術(shù)團隊，形成了包括等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)設備、原子層沉積(ALD)設備和次常壓化學氣相沉積(SACVD)設備三個產(chǎn)品系列，已廣泛應用于國內(nèi)晶圓廠14nm及以上制程集成電路制造產(chǎn)線，并已展開10nm及以下制程產(chǎn)品驗證測試。

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