一块指甲盖大小的芯片内部,立体堆叠着超过百层的存储结构,而分隔这些层的“楼板”厚度必须精确到原子级别。

东北老工业基地沈阳浑南区,一家名为拓荆科技的公司悄然解决了这一芯片制造的世界级难题-5-6。当全球半导体产业的目光聚焦于三维堆叠技术时,这家中国企业凭借ALD原子层沉积设备,在3D NAND闪存制造领域撕开了一道技术突破口。


01 技术破局

2017年,沈阳拓荆科技的第一台量产型3D NAND PECVD设备正式出厂-6。这不仅是公司发展史上的里程碑,更是中国半导体设备在三维存储领域迈出的关键一步。

当时,国际巨头几乎垄断了高端薄膜沉积设备市场,而国产设备在先进制程领域的应用几乎为零。拓荆科技的团队从成立之初就瞄准了这个被“卡脖子”的环节。

薄膜沉积设备与光刻机、刻蚀机共同构成了芯片制造的三大核心设备-7-9。在芯片制造总投资中,这类设备占据着高达25%的比重-9

随着芯片工艺节点的不断进步,所需薄膜层数急剧增加。90纳米工艺大约需要40道薄膜沉积工序,而到了3纳米工艺,这一数字超过100道,涉及材料也从6种增加到近20种-9。传统的二维平面结构已经无法满足存储容量增长的需求,三维堆叠成为必然选择

02 三维革命

2025年3月,上海SEMICON China展会上,拓荆科技以“拓芯章·见未来”为主题的新品发布会吸引了行业内外数百名嘉宾-1

公司ALD事业部总经理陈新益站在台上,详细解读了新一代原子层沉积设备VS-300T的技术优势。这台设备在坪效比、拥有成本和薄膜均匀性方面达到了业界领先水平-1

对于3D NAND闪存而言,ALD技术的重要性不言而喻。随着存储单元堆叠层数不断增加,从64层到128层,再到更高层数,对薄膜均匀性和厚度的控制要求愈发严苛-7-9

每一层薄膜的厚度偏差必须控制在极小的范围内,否则就会影响整个芯片的性能和可靠性。沈阳拓荆科技的3D NAND ALD技术正是针对这一痛点展开攻关,通过自主研发实现了在复杂三维结构表面沉积均匀薄膜的能力。

03 ALD的精密世界

原子层沉积技术堪称薄膜沉积领域的“微雕艺术”。这项技术通过将前驱体交替通入反应腔,使材料以单原子层的形式逐层生长在基片表面。

在3D NAND闪存的制造过程中,ALD技术主要用于沉积阻挡层、电荷陷阱层和隧穿层等关键薄膜。这些薄膜的厚度通常只有几纳米到几十纳米,但对均匀性要求极高。

拓荆科技的ALD设备已经在国内实现了装机量第一和薄膜工艺覆盖率第一的双重突破-1。这意味着他们的设备不仅卖得多,而且能够处理的工艺类型也最为全面。

2025年第三季度,基于新型设备平台和新型反应腔的ALD SiCO等先进制程验证机台已经通过客户认证,进入了规模化量产阶段-3-4。这一进展表明沈阳拓荆科技在3D NAND ALD领域的技术已经得到市场认可。

04 产能与市场

走进拓荆科技位于沈阳浑南区的生产基地,现代化洁净厂房内,一台台高端半导体设备正在装配调试-5

公司目前主要在沈阳、上海临港设有产业化基地,总体可支撑超过700台套/年的产能-3-4。随着沈阳二厂的建设推进,未来的产能支撑能力将进一步提升。

市场的认可直接反映在订单上。拓荆科技在2025年第三季度业绩说明会上透露,公司目前在手订单饱满,薄膜设备系列产品及先进键合系列产品在存储芯片制造领域已实现产业化应用-3-4

随着存储芯片市场的复苏和价格上涨,制造厂商的扩产意愿增强,这将进一步拉动对薄膜沉积设备的需求-4

特别是3D NAND闪存堆叠层数的不断提高,以及高带宽存储器向三维集成方向的演进,都大幅增加了对ALD等薄膜设备的需求-3-4

05 技术拓展

除了ALD技术,拓荆科技的产品线还在不断丰富。2025年的新品发布会上,公司展示了完整的3D-IC及先进封装系列设备,包括低应力熔融键合设备Dione 300F、混合键合设备Pleione等四款产品-2

这些设备实现了国产键合设备从“单点突破”到“全链条覆盖”的跨越-2。董事长吕光泉在2025年9月的半导体设备展上指出,集成电路的创新路径必须从平面走向三维,才能突破存储墙与I/O带宽限制-8-10

在这个三维集成的时代,ALD技术与前道器件密度提升、键合技术与后道先进封装,共同成为解决带宽与密度问题的关键-8-10

三维集成技术能够将I/O带宽提升千倍以上,而HBM结构、背面供电技术等则成为重要发展方向-8-10沈阳拓荆科技的3D NAND ALD技术正是这一产业变革中的重要一环

06 未来展望

从2010年成立到2022年科创板上市,再到2025年发布三大系列新品,拓荆科技走过的是一条持续创新的道路-1-2-6

公司2025年前三季度出货金额同比增长超过160%,研发投入达4.81亿元,累计申请专利1279项-6。这些数字背后,是对技术创新的不懈追求。

随着半导体产业逐步进入后摩尔时代,新结构、新材料不断涌现。全环绕栅极、背面供电等核心技术应运而生,高K金属栅等特殊材料的应用也愈发重要-3-4

在这个过程中,薄膜沉积设备的技术要求越来越高,而ALD技术因其优异的台阶覆盖能力和厚度控制精度,将在先进制程中扮演更加关键的角色。


在沈阳拓荆科技的生产基地外,一座新的厂房正在建设中。车间内,最新型号的ALD设备正在进行最后的调试,准备发往国内某大型存储芯片制造企业。

随着全球数据量的爆发式增长,对存储芯片的需求将持续攀升。三维堆叠的3D NAND闪存技术路线已经明确,而实现这一技术的关键设备之一——ALD原子层沉积系统,正在这家东北企业的手中不断进化。

半导体产业的竞争从未停歇,而在三维集成的新赛道上,中国设备企业已经与国际巨头站在了同一起跑线