
今天分享的是:光刻机行业深度研究报告:光刻机,半导体设备价值之冠,国产替代迎来奇点时刻
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光刻机行业深度研究报告总结
光刻机是半导体设备中技术最复杂、价值量最高的环节,2024年以约24%的市场份额位居半导体设备首位,承担晶圆制造中电路图形转移的关键使命,单机价格高昂,DUV机型售价2000万-5000万美元,EUV机型达1.5亿-2亿美元,最新High-NA EUV设备价格或超3.5亿美元。
光刻机技术演进遵循瑞利判据(CD=k₁·λ/NA),通过四条主线突破工艺节点。一是光源波长从汞灯(g线436nm、i线365nm)向DUV(KrF 248nm、ArF 193nm)再到EUV(13.5nm)逐步缩短,EUV成为7nm及以下先进制程核心方案,ASML正研发High-NA EUV瞄准2nm及以下节点。二是数值孔径借助浸没式技术突破瓶颈,在ArF光源机型中填充水介质,将NA提升至1.35,等效波长缩短至134nm。三是工艺因子优化,通过离轴照明、光学邻近效应校正、相移掩模、多重曝光等技术扩展工艺窗口。四是曝光方式从接触式、接近式演进至步进扫描投影式,成为现代主流架构,兼顾分辨率、良率与产能。
光刻机由光源、光学、工作台三大核心子系统构成。光源系统方面,Cymer(被ASML收购)与Gigaphoton垄断市场,EUV光源需用高功率CO₂激光轰击锡滴产生13.5nm光,技术难度大。光学系统是价值核心,蔡司为ASML供应关键光学部件,占其2024年采购成本超28%,DUV用高NA折射透镜,EUV转向钼硅多层膜反射镜。工作台系统采用气浮或磁浮技术,ASML双工件台架构使产能提升约35%,保障纳米级精度与高通量。
全球光刻机市场呈“一超两强”格局,2024年ASML、Canon、Nikon市占率分别为61.2%、34.1%、4.7%。ASML通过三次技术突破(双工件台、浸没式ArF、EUV)及收购Cymer、参股蔡司等整合产业链,垄断EUV与ArFi高端机型;Canon、Nikon聚焦KrF、i线等成熟DUV机型。
中国是2024年ASML最大市场,贡献其41%营收,但光刻机国产化率不足1%,高度依赖进口。受美日荷联合出口管制影响,国产替代需求迫切。在“02专项”支持下,上海微电子推出90nm ArF光刻机,华卓精科突破双工件台技术,茂莱光学、汇成真空等企业在核心零部件领域也取得进展,国产光刻机正加速从验证向商业化推进。
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