一、CVD的概念

化学气相沉积(CVD)是指化学气体或蒸汽在基质表面反应合成涂层或纳米材料的方法，是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。

(相关资料图)

从理论上来说，它是很简单的：两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内，然后他们相互之间发生化学反应，形成一种新的材料，沉积到晶片表面上。沉积氮化硅膜(Si3N4)就是一个很好的例子，它是由硅烷和氮反应形成的。

化学气相沉积是一种化工技术，该技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。化学气相淀积是近几十年发展起来的制备无机材料的新技术。化学气相淀积法已经广泛用于提纯物质、研制新晶体、淀积各种单晶、多晶或玻璃态无机薄膜材料。这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间化合物，而且它们的物理功能可以通过气相掺杂的淀积过程精确控制。化学气相淀积已成为无机合成化学的一个新领域。

化学气相沉积法是传统的制备薄膜的技术，其原理是利用气态的先驱反应物，通过原子、分子间化学反应，使得气态前驱体中的某些成分分解，而在基体上形成薄膜。化学气相沉积包括常压化学气相沉积、等离子体辅助化学沉积、激光辅助化学沉积、金属有机化合物沉积等。

二、CVD行业市场发展现状分析

现代科学和技术需要使用大量功能各异的无机新材料，这些功能材料必须是高纯的，或者是在高纯材料中有意地掺入某种杂质形成的掺杂材料。但是，我们过去所熟悉的许多制备方法如高温熔炼、水溶液中沉淀和结晶等往往难以满足这些要求，也难以保证得到高纯度的产品。因此，无机新材料的合成就成为现代材料科学中的主要课题。

化学气相沉积技术是一种重要的材料制备方式，在对贵金属薄膜和涂层上有着重要的作用，当前我国在航空航天领域仍处于发展期，而化学气相沉积技术的使用还有很大的探索空间，需要我们投入更多的精力进行研究。

CVD按照沉积条件的条件又可以分为PECVD、LPCVD、APCVD、SACVD(次常压CVD)等，适用于不同工艺节点对膜质量、厚度以及孔隙沟槽填充能力等的不同要求。PECVD由于等离子体作用，化学反应温度明显降低，薄膜纯度和致密度得到加强，在从亚微米到90nm往下的发展中扮演了重要角色，目前也是应用最广、占比最大的。

化学气相沉积法在半导体工业中有着比较广泛的应用。比如作为缘介质隔离层的多晶硅沉积层。在当代，微型电子学元器件中越来越多的使用新型非晶态材料，这种材料包括磷硅玻璃、硼硅玻璃、SiO2以及 Si3N4等等。此外，也有一些在未来有可能发展成开关以及存储记忆材料，例如氧化铜-五氧化二磷、氧化铜-五氧化二钒-五氧化二磷以及五氧化二钒-五氧化二磷等都可以使用化学气相沉积法进行生产。

目前全球CVD设备组成结构而言，PECVD设备在相对较低的反应温度下形成高致密度、高性能薄膜，不破坏已有薄膜和已形成的底层电路，实现更快的薄膜沉积速度，2020年占比全球CVD设备46.9%左右，ALD也随着先进制程需求持续增长占比有所提升，目前达17.7%左右。

贵金属薄膜因其有着较好的抗氧化能力、高导电率、强催化活性以及极其稳定引起了研究者的兴趣。和生成贵金属薄膜的其他方式相比，化学气相沉积法有更多技术优势，所以大多数制备贵金属薄膜都会采用这种方式。沉积贵金属薄膜用的沉积员物质种类比较广泛，不过大多是贵金属元素的卤化物和有机化合物，比如COCl2、氯化碳酰铂、氯化碳酰铱、DCPD化合物等等。

根据中研普华产业研究院发布的《2020-2025年中国CVD行业市场发展前景预测与投资战略规划研究报告》显示：

全球CVD设备市场规模变动而言，2019年受下游需求下降整体半导体景气度下降影响，CVD设备需求出现较大幅度下滑，2020年以来5G带动智能手机需求回暖，整体半导体设备产业需求回升，2020年CVD设备规模达85亿美元。随着汽车电子和物联网整体持续发展，半导体需求持续提升，预计2024年市场规模将达到105亿美元。

就国内CVD市场现状而言，国内目前薄膜沉积设备整体市场规模表现为快速增长趋势， CVD设备作为主要组成技术受制于国际企业，2021年市场规模达33亿美元左右，随着国际局势持续趋紧，半导体设备整体国产化趋势加速，CVD有望受益规模引来较快增长。

拓荆科技是国内唯一一家产业化应用的集成电路PECVD、SACVD设备厂商，以前后两任董事长为核心的五名国家级海外高层次专家组建起一支国际化的技术团队，形成了包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备、原子层沉积(ALD)设备和次常压化学气相沉积(SACVD)设备三个产品系列，已广泛应用于国内晶圆厂14nm及以上制程集成电路制造产线，并已展开10nm及以下制程产品验证测试。

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