中国报告大厅网讯，薄膜沉积设备是在半导体、平板显示、光伏等基板表面通过物理或化学方法形成功能性薄膜的专用工艺设备，是半导体制造环节核心设备之一，行业现状呈现全球头部高度集中、本土替代加速推进的特征。

一、市场规模与结构

1.1 全球市场演进

1.1.1 历年规模变动

薄膜沉积设备覆盖半导体、光伏、显示多个下游领域，不同统计口径下的规模数据存在差异，下游资本开支周期直接影响设备需求，2019年以来全球半导体产能扩张与光伏技术迭代带动设备需求波动，不同统计机构对整体市场与细分半导体市场的统计口径不同，区分统计口径可避免数据混淆对趋势判断造成干扰，已发生数据优先采用权威机构披露的核定数值。

不同口径的数据差异反映出半导体领域是薄膜沉积设备最大的细分需求领域，仅半导体细分领域的规模就已经接近整体市场的统计值，可见半导体行业的资本开支周期一定程度上主导了整体市场的需求波动，光伏显示等领域的需求占比相对稳定。

1.1.2 技术路线占比

薄膜沉积设备按工艺原理分为CVD（化学气相沉积）、PVD（物理气相沉积）、ALD（原子层沉积）三类，不同技术路线对应不同的下游应用场景，技术壁垒也存在明显差异。PVD主要用于金属薄膜沉积，CVD主要用于绝缘层薄膜制备，ALD用于先进制程的高精度超薄薄膜沉积，从市场占比来看，CVD占比最高，其次是PVD，ALD占比随着先进制程渗透率提升逐步增长。

CVD又可以细分为PECVD（等离子增强化学气相沉积）、LPCVD（低压化学气相沉积）等细分品类，其中PECVD是当前晶圆制造领域需求量最大的薄膜沉积设备品类，本土厂商在PECVD领域的突破较早，已经实现了14nm以上制程的批量应用，部分厂商已经推进到7nm及更先进制程的验证。PVD设备主要用于晶圆制造中的阻挡层、金属栅极等结构的薄膜沉积，本土厂商也已经实现了对成熟制程的覆盖，ALD设备由于需要实现单原子层的沉积控制，对设备的反应腔设计、气源控制、软件算法都有极高的要求，本土厂商目前还处于实验室研发与小批量验证阶段，尚未实现大规模的商业化出货，所以国产化率远低于CVD和PVD。

不同技术路线的国产化进度差异，本质上是技术壁垒与下游需求迭代节奏共同作用的结果，先进制程对薄膜均匀性、厚度一致性的要求越高，对应设备的国产化难度越大，本土厂商的突破顺序从低壁垒到高壁垒，逐步推进。

1.2 中国市场特征

1.2.1 需求规模变化

中国是全球最大的半导体、光伏和平板显示生产基地，下游产能扩张带动薄膜沉积设备需求持续增长，2018年以来中国大陆晶圆厂扩产周期启动，设备采购规模持续提升，不同年份的需求规模也随着下游资本开支节奏波动。国内薄膜沉积设备需求增长同时来自半导体产能扩张和光伏新技术迭代两个核心驱动力，近年来光伏领域的需求增量占比持续提升，成为拉动国内设备需求增长的重要一极。

中国市场占全球的比例稳定在25%左右，符合中国大陆晶圆产能占全球的比例区间，近年来光伏TOPCon、HJT等新技术迭代，带动了大量薄膜沉积设备的新增需求，中国市场的需求增量越来越多来自光伏领域的技术迭代，一定程度上对冲了半导体行业周期波动的影响。

1.2.2 国产化率变化

国产化率的提升是本土设备厂商技术突破加下游客户国产替代政策共同推动的结果，晶圆厂为了保障供应链安全，逐步加大对本土设备厂商的验证和采购力度，本土厂商通过持续研发投入，逐步突破了核心技术壁垒，实现了从0到1的突破，再到批量出货。2021年测算数据显示，中国大陆薄膜沉积设备国产化率大约5%，当时本土厂商仅能实现小批量出货，大部分订单还是被海外厂商占据。

经过三年的发展，本土厂商的出货规模快速增长，头部企业的收入规模从2021年的个位数增长到2024年的百亿元级别，国产化率提升幅度明显。下游客户的开放验证给本土厂商提供了技术迭代的机会，设备行业的技术进步离不开下游客户的工艺适配，本土厂商通过与下游晶圆厂的合作，不断优化设备的工艺性能，逐步缩小与海外头部厂商的差距，部分成熟制程领域，本土设备的工艺性能已经接近海外厂商的水平，采购成本更低，交付周期更短，性价比优势明显，所以获得了越来越多的订单，国产化率持续提升。未来随着先进制程技术突破，国产化率仍将保持较快的提升速度，这一过程仍有赖于本土厂商持续的研发投入。

二、竞争格局与头部玩家

2.1 全球竞争梯队

2.1.1 头部企业份额

全球薄膜沉积设备市场呈现高度集中的竞争格局，头部海外厂商凭借数十年的技术积累、品牌口碑和全产品线覆盖，占据了大部分市场份额。行业的技术壁垒高，客户认证周期长，新进入者很难在短时间内撼动头部厂商的地位，头部厂商的优势不仅体现在技术层面，还体现在生态层面，先进制程的工艺开发需要设备厂商和芯片设计、制造厂商深度耦合，提前参与工艺开发，新进入者很难接入这一生态体系。按市场份额划分，全球市场可以分为三个梯队，第一梯队为全球头部厂商，占据超过七成的市场份额，第二梯队为其他海外厂商和本土头部厂商，第三梯队为中小初创企业。

前三名头部厂商合计占据全球市场75%的份额，行业集中度处于较高水平，三家厂商各有优势领域，应用材料在PVD和CVD领域都有全产品线布局，泛林集团在先进制程的沉积设备领域有技术优势，东京电子在ALD和蚀刻沉积耦合设备领域布局领先，这种格局已经维持了超过十年，短期内很难出现颠覆性变化。

2.1.2 细分领域垄断特征

不同细分领域的垄断程度不同，成熟制程的通用设备竞争相对充分，先进制程的高精度设备几乎被头部海外厂商垄断。核心零部件领域，本土厂商的自主化率还比较低，上游的射频电源、真空泵、特种气体等核心零部件，大部分还是依赖海外供应商，这一定程度上限制了本土设备厂商的成本控制能力和交付能力。

ALD设备领域，2020年东京电子和ASM两家合计占据60%的市场份额，其他厂商的份额都比较小，MOCVD设备领域，本土厂商已经实现了突破，占据了国内大部分市场份额。细分领域的垄断格局差异，主要来自技术迭代的时间节点，MOCVD技术迭代相对稳定，本土厂商抓住了国内LED产业扩产的机会，实现了技术突破和进口替代，而先进制程的ALD技术迭代速度快，海外厂商已经提前完成了技术布局，建立了完善的专利壁垒，新进入者很难追赶。核心零部件的垄断是另一个层面的问题，本土上游零部件厂商的技术突破，会进一步帮助本土设备厂商提升竞争力，这一过程仍需要时间，尚需要下游客户的持续验证。

2.2 本土企业进展

2.2.1 头部企业营收

国内本土薄膜沉积设备市场已经形成了以头部上市企业为核心的竞争格局，不同企业的产品线布局各有差异，拓荆科技专注于CVD设备领域，是国内本土CVD设备的龙头企业，北方华创覆盖PVD、CVD等多个品类，是国内半导体设备的全品类龙头，中微公司在MOCVD和LPCVD领域布局，分别服务于光伏/LED和半导体晶圆制造领域。梳理头部企业2024年的薄膜沉积设备相关收入，可以直观观察本土企业的发展规模和梯队分化。

国内头部企业的收入规模差异较大，北方华创凭借全产品线布局，收入规模领先，拓荆科技作为专注细分领域的龙头，收入规模也突破了四十亿元，中微公司的薄膜沉积设备收入规模相对较小，主要聚焦于细分品类。本土头部企业的收入规模持续增长，反映出国产替代的进程在不断加快，梯队分化也越来越明显，头部企业的规模优势逐步凸显。

2.2.2 技术专利积累

本土设备厂商的竞争优势建立在持续的研发投入基础上，为了突破海外厂商的技术垄断，本土厂商维持了较高的研发投入强度，部分企业在发展早期研发费用率超过40%，远高于一般制造业的平均水平。较高的研发投入带动了技术积累，专利数量稳步增长，截至2023年底，国内头部半导体薄膜沉积设备企业累计获得发明专利34项，实用新型专利94项，软件著作权20项，这些专利覆盖了设备设计、工艺控制、软件算法等多个环节，为企业的技术迭代提供了知识产权支撑。

研发投入是设备企业维持竞争力的核心，本土厂商发展时间短，技术积累少，需要通过持续的高研发投入缩小与海外头部厂商的差距，2022年第一季度，国内头部细分龙头的研发费用率达到43.52%，2021年该企业的毛利率达到44%，较高的毛利率也支撑了企业持续的高研发投入，形成了研发投入-技术突破-收入增长-更高研发投入的正向循环。

本土厂商的专利积累主要集中在设备集成环节，核心材料和核心零部件的专利布局还比较少，这一短板仍然需要时间弥补，本土厂商的技术突破还停留在系统集成层面，底层核心技术的积累仍然不足，仍需要持续的投入，未来随着上游零部件本土化率提升，本土设备厂商的竞争力会进一步提升。

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核心洞察：全球薄膜沉积设备CR3超75%；本土头部细分龙头研发费用率超40%；国产化率较2021年明显提升。