原子层沉积（ALD）技术凭借其原子级精度和均匀性，正从实验室走向大规模量产。这项技术在半导体、新能源和光学领域的应用，正在重塑产业格局。

ALD 通过逐层化学反应实现薄膜厚度的原子级控制，每次循环仅沉积 0.1-1 纳米。这种特性使其在高 k 介质层（如 HfO₂）和金属栅极（如 Ru）的沉积中表现优异，薄膜均匀性误差＜±3%。2024 年全球 ALD 设备市场规模达 68 亿美元，中国市场需求增速（37%）远超全球平均水平。

厦门毅睿科技-芯壹方 微波等离子体辅助原子层沉积系统（MPALD）

通过自主研发攻克了“卡脖子”难题不仅，降低了对进口设备的依赖，更通过自主可控的技术体系为半导体产业链安全提供保障。

在 3D NAND 存储芯片中，ALD 设备用于沉积 Al₂O₃阻挡层，厚度控制在 5nm 以内，确保电荷俘获效率＞95%。 ALD 设备已进入三星、SK 海力士供应链，2024 年出货量预计突破 1000 个反应腔，支持 200 层以上堆叠。此外，ALD 技术在 FinFET 工艺中用于间隔层定义（SDDP），可将鳍部宽度缩小至 10nm 以下，提升晶体管密度。

在锂电池领域，ALD 设备通过沉积 Li3PO4 包覆层，可将电池循环寿命提升至 2000 次以上，容量衰减＜10%。粉末式 ALD 设备支持 100kg 级电池材料包覆，批次非均匀性＜5%，预计 2025 年实现产业化。此外，ALD 技术在钙钛矿太阳能电池中用于界面修饰，可将光电转换效率提升至 26% 以上。

厦门毅睿科技-芯壹方原子层沉积（ALD）系统

ALD 设备在光学涂层中用于制备减反射膜和高反射膜。例如，沉积 Al₂O₃和 TiO₂的多层膜可将镜头反射率降低至 0.1% 以下，提升成像质量。同济大学研发的离子束溅射 ALD 设备通过氢化处理，将非晶硅薄膜的光学吸收降低 94%，机械损耗降低 92%，推动其在引力波探测器中的应用。

ALD 设备的前驱体材料开发仍是行业短板，国内企业需加强与化学供应商的协同创新。例如，金属有机前驱体（如 Al (CH3) 3）的纯度需达到 99.999% 以上，才能满足半导体量产需求。此外，ALD 设备的产能提升（如多腔室并行沉积）和成本降低（如国产真空泵替代）将是未来发展的关键。

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原子层沉积（ALD）：从实验室到量产的跨越