原子层沉积（ALD）技术已成为半导体晶圆设备中增长最快的领域之一。东吴证券海外半导体设备巨头巡礼系列报告指出，2022年全球ALD市场规模达26亿美元，预计2027年将增长至42-50亿美元，2022-2027年复合年增长率（CAGR）达10-14%。ASM作为全球ALD设备龙头，市场份额从2020年的42%提升至2022年的55%，约14亿美元。AI驱动算力需求爆发，GAA（全环绕栅极）技术节点突破、3D DRAM和3D NAND存储芯片扩产，三大驱动力共同推动ALD设备需求进入高速增长通道。本报告从市场空间、技术驱动、竞争格局三个维度解析ALD设备行业投资机会。
ALD市场空间——2027年50亿美元，半导体设备增长最快领域
随着AI与先进制程发展对半导体需求的日益增高，ALD已成为半导体晶圆设备中增长最快的领域之一。根据ASM 2023年投资者日披露数据，2022年全球ALD市场规模为26亿美元，预计2025年达31-37亿美元，2027年市场规模将达42-50亿美元，2022-2027年五年CAGR为10%-14%。ASM是全球ALD设备龙头，根据Gartner数据，2022年ASM市场份额高达55%（约14亿美元），得益于尖端ALD技术的不可替代性，公司ALD市场份额从2020年的42%逐年提升至2022年的55%。AI半导体销售规模从2022年45亿美元预计增长至2027年115亿美元（CAGR超30%），计算（25→62亿美元）和存储（10→23亿美元）是前两大需求板块，芯片含量增加推动晶圆需求增长，器件结构从FinFET到GAA的演进带来更多ALD和EPI需求。
三大技术驱动——GAA、3D DRAM、3D NAND
GAA时代已经到来。2023年ASM主要客户完成2nm GAA技术节点大部分开发，2023年下半年收到试生产第一批有效订单，2024年上半年正式启动。GAA采用钼金属取代传统CVD钨和PVD铜以降低电阻，ALD可以提升钼等新金属的粘附性和稳定性，使其在微缩工艺下仍保持优异性能；GAA依赖于选择性沉积工艺，ALD在高纵横比结构中均匀沉积的特性至关重要。据ASM测算，基于十万片晶圆产能，GAA将为ASM的ALD及硅外延业务增加4亿美元收入。3D DRAM的发展需要进一步依赖ALD和EPI工艺支持更复杂堆叠结构——低电阻字线金属通过ALD沉积、Low-K间隙降低寄生电容、ALD沉积高质量氧化物层确保晶体管可靠性。3D NAND使用多层垂直堆叠实现更高密度和更低功耗，相较于2D NAND，3D NAND中ALD设备价量比重由18%上升至26%。
竞争格局与国产替代——ASM领跑，国内三强追赶
全球ALD设备市场高度集中，ASM凭借Pulsar（High-K）、Emer（Metal）、Synergis（Metal+金属氧化物）等热ALD产品及Eagle、QCM等PEALD产品覆盖全品类。Pulsar XP是ASM制霸ALD领域的拳头产品，2007年成为全球首个用于大批量制造使用新型铪基High-K介电材料器件的系统，采用固体源传输系统和交叉流反应器设计，在先进节点3D晶体管结构从FinFET到GAA的转换中发挥引领作用。国内ALD领域，微导纳米T-ALD用于逻辑芯片High-K栅氧层沉积已产业化应用，PE-ALD用于第三代化合物半导体钝化层和过渡层；拓荆科技PE-ALD用于SADP和STI工艺；北方华创PE-ALD/T-ALD均有布局。微导纳米与拓荆科技呈差异化竞争（T-ALD vs PE-ALD），ALD技术在国内处于第一梯队。东吴证券认为随着国内先进制程扩产和存储芯片3D化升级，ALD国产替代空间广阔，看好专业化布局的微导纳米引领ALD国产替代。
全球ALD设备市场规模及ASM份额
| 年份 | 全球ALD市场规模 | ASM ALD收入 | ASM市场份额 |
|
|
|
|
|
| 2020 | 约20亿美元 | 约8.4亿美元 | 42% |
| 2022 | 26亿美元 | 约14亿美元 | 55% |
| 2025E | 31-37亿美元 | — | — |
| 2027E | 42-50亿美元 | — | — |
