原子层沉积设备市场规模与份额
市场概述
| 研究期 | 2019 - 2030 |
|---|---|
| 市场规模 (2025) | 7.16 十亿美元 |
| 市场规模 (2030) | 12.30 十亿美元 |
| 增长率 (2025 - 2030) | 11.43% CAGR |
| 增长最快的市场 | 亚太地区 |
| 最大的市场 | 亚太地区 |
| 市场集中度 | 中 |
主要参与者
*免责声明：主要玩家排序不分先后 图片 © Mordor Intelligence。重新使用需遵守 CC BY 4.0 并注明出处。 |
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Mordor Intelligence原子层沉积设备市场分析
原子层沉积设备市场规模在2025年为71.6亿美元，预计到2030年将达到123.0亿美元，复合年增长率为11.43%。这一增长主要由先进逻辑和3D存储节点工艺密度提升、环栅（GAA）晶体管的采用以及固态电池和微型LED生产线的快速增长需求推动。亚太地区大规模的晶圆厂建设，加上美国和欧盟的政策激励措施，扩大了单片、批量和空间平台的买方基础。设备制造商通过推出高通量反应器、提供钌和钼等低电阻金属薄膜，以及嵌入实时前驱体利用率分析来捕获价值。与此同时，前驱体稀缺性、PFAS法规以及降低每片晶圆成本的需求使工艺整合和供应链韧性成为工具供应商和芯片制造商的核心关注点。[1]ASM国际公司，"ASM 2025年第一季度业绩"，asm.com
主要报告要点
- 按设备类型，热ALD在2024年以55.2%的收入份额领先；空间ALD预计到2030年将以17.1%的复合年增长率扩张。
- 按反应器配置，集群式（单片）工具在2024年占据原子层沉积设备市场65.2%的份额，而独立批次式系统预计到2030年将以14.3%的复合年增长率增长。
- 按基板尺寸，300毫米平台在2024年占据原子层沉积设备市场规模的70.5%；≥450毫米试验线预计到2030年将以21.7%的复合年增长率增长。
- 按薄膜化学，氧化物薄膜在2024年占据48.3%的份额；金属薄膜（Co、Ru、Mo）代表增长最快的细分市场，复合年增长率预期为18.3%。
- 按应用，半导体逻辑和存储器在2024年占据原子层沉积设备市场规模的68.4%；固态电池涂层到2030年将以22.5%的复合年增长率推进。
- 按地理区域，亚太地区在2024年以41.8%的收入份额占主导地位，该地区预计在2025-2030年期间将实现最高的17.3%复合年增长率。
全球原子层沉积设备市场趋势与洞察
驱动因素影响分析
| 约束因素 | (~) %对复合年增长率预测的影响 | 地理相关性 | 影响时间线 |
|---|---|---|---|
| 前驱体金属稀缺性和成本波动（Ru、Ir、Co） | -1.2% | 全球，在亚太地区影响更大 | 中期（2-4年） |
| 产能限制vs高产量代工厂目标 | -0.8% | 全球 | 短期（≤2年） |
| OLED封装的竞争性空间CVD | -0.5% | 亚太地区 | 中期（2-4年） |
| 含氟等离子体副产物的严格EHS法规 | -0.7% | 欧洲、北美 | 中期（2-4年） |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
亚洲3D NAND和DRAM节点收缩激增
商用3D NAND器件的层数已超过200层，需要数十层高宽比介电层和金属层以亚埃级精度沉积。韩国和中国领先的存储制造商增加了热ALD反应器的订单，这些反应器可在100:1宽比结构中保持厚度变化低于1%。2024-2025年存储器价格复苏恢复了工厂利用率，即使在出口管制阻力下也提高了工具需求。中国工厂购买了2024年全球晶圆厂设备的40%，造成ALD前驱体产能的区域性供不应求。能够将批量经济学与高k介电均匀性结合的供应商赢得了大多数替换订单。
向环栅和高k金属栅逻辑转型
GAA架构将栅电极环绕整个纳米带，使每个器件的共形高k/金属层数量倍增。台积电的2纳米平台计划于2025年下半年批量生产，整合数百个ALD步骤以确保阈值电压控制，同时比3纳米节点节省25-30%功耗。钼和钌ALD在多个互连层面取代钨和铜，使线阻降低35%并简化化学机械抛光。需求偏向具有源内测量功能的单片工具，可在每个循环后验证膜厚度。能够在>200 Wph通量下提供亚2埃厚度重复性的供应商处于最佳位置。
微型/微LED背板的快速采用
微LED工厂需要在≤100°C下进行无针孔钝化以保护GaN像素。2024年安装的空间ALD生产线将产量提升4倍，同时满足4.4×10⁻⁵g/（m²天）的水蒸气透射目标。显示器制造商报告称，将侧壁钝化从PECVD转换为ALD后，漏电流降低85%，亮度提高30%。向AR/VR头显和汽车抬头显示器的推进缩短了专用ALD封装工具的投资回收期，特别是在大多数面板产能所在的台湾和中国大陆。
电动汽车电池固态电解质涂层需求
汽车制造商加速固态路线图，推动旋转床ALD系统的阴极颗粒涂层订单。5纳米铌氧化物薄膜在4.7V下500次循环后将容量保持率提高到99.4%。[2]Nature Communications，"消除锂固态电池的化学机械降解"，nature.com一家一级电池供应商在氧化铝ALD层抑制枝晶形成后，将充电时间从45分钟缩短至15分钟。然而，与半导体相比，销量仍较少，预订至2027年的多反应器电池生产线预示着原子层沉积设备市场持久的第二增长腿。
约束因素影响分析
| 约束因素 | (~) %对复合年增长率预测的影响 | 地理相关性 | 影响时间线 |
|---|---|---|---|
| 前驱体金属稀缺性和成本波动（Ru、Ir、Co） | -1.2% | 全球，在亚太地区影响更大 | 中期（2-4年） |
| 产能限制vs高产量代工厂目标 | -0.8% | 全球 | 短期（≤2年） |
| OLED封装的竞争性空间CVD | -0.5% | 亚太地区 | 中期（2-4年） |
| 含氟等离子体副产物的严格EHS法规 | -0.7% | 欧洲、北美 | 中期（2-4年） |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
前驱体金属稀缺性和成本波动
钌和铱供应链仍集中在两个生产国，使工厂面临2024年超过40%的价格波动。一家领先逻辑工厂因Ru短缺而将3纳米爬坡推迟三个月，增加前驱体回收设备使工具资本支出增加15%。锌烷基辅助钴ALD的研究将薄层电阻降至15μΩ·cm，但在电迁移寿命方面仍落后于Ru。在替代化学品成熟之前，铂族金属价格将限制激进的成本下降路线图。
产能限制vs高产量代工厂目标
传统ALD每个循环增长0.5-2埃，产生比CVD或PVD更慢的每小时晶圆数。一条5纳米逻辑线将ALD和高密度等离子体CVD用于阻挡层进行基准测试；后者3倍更高的通量确保了生产槽位，尽管ALD具有更好的阶跃覆盖。供应商通过空间ALD和高速脉冲等离子体模式响应，将45纳米高k栅的通量提高一倍。虽然收益缩小了差距，但资本效率仍是价格敏感工厂广泛部署的关键因素。
细分分析
按设备类型：空间ALD颠覆传统平台
热ALD在2024年占据原子层沉积设备市场最大份额，为55.2%。单片热反应器对高宽比存储刻蚀停止层不可或缺，配方灵活性支持频繁的前驱体更换。然而，空间ALD的17.1%复合年增长率使其成为到2030年的突出赢家。一家顶级OLED面板制造商验证了大气压空间ALD封装，将通量提高四倍并满足严格的阻挡指标。由此每平方米成本下降28%，引导新订单转向在线空间工具。等离子体增强ALD扩大了在柔性电子器件中的吸引力，实现了对塑料基板至关重要的低于100°C薄膜生长。供应商还发布了卷对卷变体，将ALD推广到食品和太阳能模块的阻挡薄膜中。
空间ALD的原子层沉积设备市场规模预计将比任何其他细分市场扩张更快，由显示器和太阳能工厂的需求驱动。相反，ALE使能平台作为新兴利基浮现；在一个框架内整合沉积和刻蚀缩短了232层NAND阶梯刻蚀步骤的工艺队列。总体而言，这些发展使收入流多样化，超越了核心半导体基础。
备注: 购买报告时可获得所有单个细分市场的细分份额
按反应器配置：单片灵活性满足批量经济性
集群系统在2024年收入中占65.2%，因其在亚3纳米逻辑线的配方敏捷性而受青睐。最近的升级将先进前驱体蒸汽输送与机器学习故障检测相结合，将循环时间缩短25%，片间均匀性提升40%。这种生产率增益有助于维持单片工具的原子层沉积设备市场份额优势。
然而，批量反应器正在卷土重来，因为存储器和模拟工厂寻求更低的每片晶圆成本。新的热壁设计同时处理100片晶圆，同时将温度控制在±1°C内。一家韩国存储器生产商在将介电衬垫步骤从集群式迁移到批量ALD时实现了30%的成本节约。因此，批量收入正以14.3%的复合年增长率增长，超过整体市场增长。
按基板尺寸：450毫米试验线驱动未来增长
针对300毫米基板优化的设备占2024年销售额的70.5%，反映了根深蒂固的300毫米工厂基础。工艺控制进展，如预测性前驱体质量流量调节，将化学品使用量减少35%，有助于工具制造商的毛利率扩张。来自≥450毫米试验线的原子层沉积设备市场规模今天很小，但到2030年表现出21.7%的复合年增长率前景。一条多合作伙伴研发线展示了相比等效300毫米流程每芯片成本降低40%，强调了长期经济激励。
≤200毫米系统对SiC功率器件和MEMS仍然相关。汽车逆变器的需求上升促使一家供应商收购利基外延公司，扩大其150毫米和200毫米ALD产品组合。晶圆直径的多样化缓冲了供应商对逻辑大型工厂周期性的影响。
按薄膜化学：金属薄膜实现下一代互连
氧化物薄膜在2024年保持48.3%的份额，得到高k栅堆栈和铁电存储器层的支撑。诱导正交HfO₂相的工艺调整将开关能耗降低60%，保持时间延长3倍，重振嵌入式非易失性存储器路线图。
由于GAA驱动的钼和钌采用，金属薄膜以18.3%的复合年增长率增长最快。一家领先代工厂的ALD-Ru线将互连电阻比铜降低35%，为AI加速器解锁更高带宽。氮化物和氮氧化物堆栈继续服务于阻挡和功函数需求，而氟化物和硫化物工艺在量子器件钝化中获得关注。
备注: 购买报告时可获得所有单个细分市场的细分份额
按应用：固态电池成为增长前沿
半导体逻辑和存储器使用在2024年以68.4%占主导地位，因为领先节点每片晶圆需要超过300个ALD层。原子层沉积设备市场受益于半导体行业2025年6970亿美元的收入，AI服务器和HBM模块维持资本密集度。
以固态电池为主导的能源器件形成增长最快的应用，复合年增长率达22.5%。涂覆千克级阴极粉末的旋转床ALD生产线展示了40%的循环寿命增益，推动在亚洲、欧洲和北美的试验安装。先进封装和生物医学涂层的新兴用例增加了增量需求，并使原子层沉积设备行业的终端市场敞口多样化。
地理分析
亚太地区在2024年保持41.8%的收入份额，预计到2030年将实现17.3%的复合年增长率。台湾、韩国和中国联合生产了全球80%以上的逻辑和存储器晶圆，确保了集中的工具需求。尽管出口限制，中国仅在2024年就购买了所有晶圆厂设备的40%，得到470亿美元国家基金的支撑。该地区还承载了大多数微LED产能，进一步放大了空间ALD的采用。
北美排名第二，受CHIPS和科学法案激励措施推动。亚利桑那州、俄亥俄州和德克萨斯州的新工厂为GAA试验线和先进小芯片封装earmarked数十亿美元的ALD工具预算。2023年美国公司在研发和资本支出方面投资1075亿美元，加强了国内需求。
![2024"年数据手册"，semiconductors.org">[3]<span class="tooltip-text">半导体产业协会，](https://s3.mordorintelligence.com/atomic-layer-deposition-market/atomic-layer-deposition-market-Atomic-Layer-Deposition-Equipment-Market-CAGR--Growth-Rate-by-Region-2025---2030-1749637439538.webp)
竞争格局
ASM国际在推出GAA就绪平台后保持了单片原子层沉积工具的领导地位，该平台将通量提升30%，并为2纳米逻辑生产获得多工厂订单。应用材料通过将高速等离子体模块集成到其核心沉积框架中来深化其产品组合，允许客户在一个工厂自动化伞下结合ALD、CVD和刻蚀步骤。东京电子通过新的热壁反应器扩大其批量产品线，该反应器同时处理100片晶圆，同时将厚度不均匀性保持在1埃以下，吸引将3D NAND层扩展到232层以上的存储器生产商。
随着中国制造商硅载科技在SEMICON China展会上推出"阿里山"工具，竞争加剧，突出了国家对国产设备产能的推进，并在几个成熟节点工厂触发了本地采购计划。较小的专业公司Beneq和Picosun专注于柔性电子和医疗植入物细分市场，利用紧凑反应器和快速配方定制。市场还见证了合作，如泛林集团与领先代工厂合作，验证低氟钨ALD流程，满足即将到来的PFAS减少规则，同时将线阻降低15%。[4]SEMI，"半导体和PFAS：导航创新与可持续性"，semi.org
战略差异化集中在通量增益、前驱体利用效率和集成数据分析。工具制造商嵌入了实时质量流反馈和机器学习边缘节点，将化学废物减少高达20%。几家供应商在同一主干上封装原子层刻蚀模块，以缩短高宽比特征的队列时间。环境合规成为第二个增长载体，默克发布用于柔性OLED封装的低温硅前驱体，并在韩国显示器制造商中获得早期设计胜利。总的来说，这些举措表明从纯硬件竞争向符合区域政策激励和可持续发展要求的全栈工艺使能转变。
原子层沉积设备行业领导者
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ASM国际公司
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东京电子有限公司
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应用材料公司
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泛林集团
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Beneq Oy
- *免责声明：主要玩家排序不分先后
近期行业发展
- 2025年4月：ASM国际发布2025年第一季度订单为8.34亿欧元，同比增长14%，受AI和存储器需求驱动。
- 2025年3月：台积电开始在高雄建设其2纳米工厂；该节点高度依赖ALD用于GAA晶体管。
- 2025年3月：硅载科技在SEMICON China展会上推出'阿里山'ALD工具，扩大中国国产供应基础。
- 2025年2月：欧盟委员会为五条半导体试验线提供37亿欧元资金，针对使用ALD扩散阻挡的先进封装。
全球原子层沉积设备市场报告范围
原子层沉积是一种先进的沉积技术，允许以精确控制的方式沉积几纳米的超薄薄膜。ALD提供优异的厚度控制和均匀性，并使3D结构能够被共形涂层覆盖，用于高宽比结构。工艺的自限性质和相关的共形沉积能力是其作为缩放和3D使能器重要性的基础。
原子层沉积设备市场按应用（半导体和电子（包括计算部门、数据中心和消费电子产品）、医疗保健和生物医学应用、汽车）和地理区域（北美、欧洲、亚太地区、拉丁美洲、中东和非洲）进行细分。所有上述细分市场的市场规模和预测均以价值（美元）提供。
| 热ALD（批量） |
| 等离子体增强ALD（PEALD） |
| 空间ALD |
| 卷对卷/片对片ALD |
| 原子层刻蚀（ALE）使能工具 |
| 集群（单片） |
| 独立批量 |
| ≤200毫米 |
| 300毫米 |
| ≥450毫米试验线 |
| 氧化物薄膜 |
| 氮化物和氮氧化物薄膜 |
| 金属薄膜（Co、Ru、Ti、Al、Cu） |
| 氟化物和硫化物薄膜 |
| 半导体逻辑和存储器 |
| 先进封装和异构集成 |
| 功率和光电子器件（SiC、GaN、LED） |
| 能源器件（锂离子、固态、燃料电池） |
| 生物医学和植入物表面功能化 |
| 汽车传感器和ADAS |
| 北美 | 美国 | |
| 加拿大 | ||
| 墨西哥 | ||
| 南美 | 巴西 | |
| 阿根廷 | ||
| 南美其他地区 | ||
| 欧洲 | 德国 | |
| 英国 | ||
| 法国 | ||
| 意大利 | ||
| 西班牙 | ||
| 俄罗斯 | ||
| 欧洲其他地区 | ||
| 亚太地区 | 中国 | |
| 日本 | ||
| 印度 | ||
| 韩国 | ||
| 东南亚 | ||
| 亚太其他地区 | ||
| 中东和非洲 | 中东 | 沙特阿拉伯 |
| 阿联酋 | ||
| 土耳其 | ||
| 中东其他地区 | ||
| 非洲 | 南非 | |
| 尼日利亚 | ||
| 非洲其他地区 | ||
| 按设备类型 | 热ALD（批量） | ||
| 等离子体增强ALD（PEALD） | |||
| 空间ALD | |||
| 卷对卷/片对片ALD | |||
| 原子层刻蚀（ALE）使能工具 | |||
| 按反应器配置 | 集群（单片） | ||
| 独立批量 | |||
| 按基板尺寸 | ≤200毫米 | ||
| 300毫米 | |||
| ≥450毫米试验线 | |||
| 按薄膜化学 | 氧化物薄膜 | ||
| 氮化物和氮氧化物薄膜 | |||
| 金属薄膜（Co、Ru、Ti、Al、Cu） | |||
| 氟化物和硫化物薄膜 | |||
| 按应用 | 半导体逻辑和存储器 | ||
| 先进封装和异构集成 | |||
| 功率和光电子器件（SiC、GaN、LED） | |||
| 能源器件（锂离子、固态、燃料电池） | |||
| 生物医学和植入物表面功能化 | |||
| 汽车传感器和ADAS | |||
| 按地理区域 | 北美 | 美国 | |
| 加拿大 | |||
| 墨西哥 | |||
| 南美 | 巴西 | ||
| 阿根廷 | |||
| 南美其他地区 | |||
| 欧洲 | 德国 | ||
| 英国 | |||
| 法国 | |||
| 意大利 | |||
| 西班牙 | |||
| 俄罗斯 | |||
| 欧洲其他地区 | |||
| 亚太地区 | 中国 | ||
| 日本 | |||
| 印度 | |||
| 韩国 | |||
| 东南亚 | |||
| 亚太其他地区 | |||
| 中东和非洲 | 中东 | 沙特阿拉伯 | |
| 阿联酋 | |||
| 土耳其 | |||
| 中东其他地区 | |||
| 非洲 | 南非 | ||
| 尼日利亚 | |||
| 非洲其他地区 | |||
报告中回答的关键问题
2025年原子层沉积设备市场规模是多少，增长速度如何？
市场在2025年达到71.6亿美元，预计到2030年将以11.43%的复合年增长率扩张至123.0亿美元。
哪个地区领导原子层沉积设备市场？
亚太地区在2024年占全球收入的41.8%，预计到2030年将以17.3%的复合年增长率增长，受台湾、韩国和中国产能增加推动。
为什么空间ALD获得关注？
空间ALD在空间上分离前驱体，将通量比传统ALD提升高达4倍，同时保持阻挡性能，使其对OLED、微LED和太阳能应用具有吸引力。
固态电池如何影响ALD工具需求？
汽车OEM和电池制造商采用ALD涂层来增强电极-电解质界面，创造22.5%的复合年增长率增长途径，使工具供应商客户基础多样化，超越半导体。
限制ALD在大批量工厂采用的主要挑战是什么？
主要约束包括钌、铱和钴前驱体的稀缺性和价格波动，以及相对于CVD和PVD替代品的固有通量限制。
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