什么是光刻機?光刻機行業(yè)市場銷量及行業(yè)發(fā)展前景

• 吳澳燕 2022年12月21日 來源：中國科技信息 1144 74
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光刻機按照有無掩模，可細(xì)分為有掩模光刻機和無掩模光刻機。無掩模光刻機分為電子束/激光/離子束直寫光刻機，有掩模光刻機分為接近/接觸/投影光刻機。

光刻機按照有無掩模，可細(xì)分為有掩模光刻機和無掩模光刻機。無掩模光刻機分為電子束/激光/離子束直寫光刻機，有掩模光刻機分為接近/接觸/投影光刻機。

光刻機作為集成電路制造中最關(guān)鍵的設(shè)備，對芯片制作工藝有著決定性的影響，被譽為“超精密制造技術(shù)皇冠上的明珠”，制造和維護(hù)均需要高度的光學(xué)和電子工業(yè)基礎(chǔ)。而光刻技術(shù)則是制造集成電路的關(guān)鍵技術(shù)，是通過紫外光、準(zhǔn)分子激光、電子束等廣義光源和與其敏感的光刻膠之間的相互作用在基板上形成微納結(jié)構(gòu)圖形的技術(shù)。

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，光刻機上游產(chǎn)業(yè)鏈主要包括測量臺與曝光臺(雙工件臺)、激光器、光速矯正器、能量控制器、光速形狀設(shè)置、遮光器、能量探測器、掩膜版、掩膜臺、物鏡、內(nèi)部封閉框架和減震器等11個模塊的組件。上游最為核心設(shè)備分別為光學(xué)鏡頭、光學(xué)光源和雙工件臺。光刻機行業(yè)的下游主要是圓晶代工企業(yè)，下游主要決定了光刻機市場的需求。

光刻機行業(yè)市場銷量及行業(yè)發(fā)展前景

根據(jù)2020年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報，2020年中國集成電路產(chǎn)量為2614.7億塊，較2019年同比增長29.6%，2016-2020年年均復(fù)合增速為18.7%，中國已成為全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場。

然而，另一組數(shù)據(jù)顯示，2020年集成電路進(jìn)口量為5435億塊，較2019年同比增長18.8%，這表明中國集成電路市場對外依存度處于較高水平。這是因為光刻設(shè)備對光學(xué)技術(shù)和上游供應(yīng)鏈的要求非常高，光刻機技術(shù)是全球化帶來技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果，無明顯的政府干預(yù)手段，這充分表明光刻機產(chǎn)業(yè)的壟斷性并非如供水、供熱等市政公用行業(yè)的區(qū)域性、局部市場的自然壟斷，而是全球性的自然壟斷，其壟斷性質(zhì)更強。

光刻機作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)要求最高的設(shè)備，市場高度集中背景，市場主流產(chǎn)品基本來自前三大企業(yè)，數(shù)據(jù)顯示，隨著半導(dǎo)體和信息通訊等產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步擴張，全球光刻機銷量呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢，2021年top3企業(yè)銷量達(dá)478臺，同比2020年增長65臺。整體來看，集成電路、面板和LED光刻機整體出貨約650臺，其中集成電路約500臺左右。

就細(xì)分產(chǎn)品類型而言，EUV作為唯一能夠制備7nm及以下工藝的光刻機，采用EUV光源，使用的光波波長只有13.5nm， NA (數(shù)值孔徑)為0.33， 目前全球只有ASML能生產(chǎn)EUV光刻機。 隨著高端芯片持續(xù)上升，EUV銷量穩(wěn)步擴張，是光刻機市場規(guī)模增長的主要動力。

在近日召開的“2022半導(dǎo)體EUV生態(tài)系統(tǒng)全球大會”上，全球最大的光刻機供應(yīng)商荷蘭ASML表示，今年其極紫外光刻機(EUV)生產(chǎn)量將超過50臺。EUV的供應(yīng)一直受到產(chǎn)能不足的限制。但從2019年的22臺增加至今年的50臺，預(yù)計ASML的EUV出貨總量已達(dá)到180臺，呈現(xiàn)加速入場之勢。與此同時，三星、臺積電和英特爾也在不斷強化2/3nm的開發(fā)進(jìn)程。EUV的加速入場亦將加劇芯片三巨頭在先進(jìn)工藝領(lǐng)域的爭奪。

光刻機的爭奪也推動了ASML業(yè)績的增長。ASML首席執(zhí)行官兼總裁Peter Wennink表示，雖然當(dāng)前宏觀環(huán)境帶來了短期的不確定性，但市場對其的長期需求和公司產(chǎn)能仍將穩(wěn)定發(fā)展。不斷擴大的應(yīng)用空間和行業(yè)創(chuàng)新將繼續(xù)推動半導(dǎo)體市場的增長。財報顯示，ASML2022年第三季度實現(xiàn)凈銷售額58億歐元，毛利率為51.8%，凈利潤17億歐元;預(yù)計第四季度凈銷售額約為61億至66億歐元，毛利率約為49%;基于第四季度預(yù)期的中位數(shù)，預(yù)計2022年營收約為211億歐元。

光刻機產(chǎn)業(yè)鏈上有所突破的中國企業(yè)

華卓精科在光刻機雙工件臺技術(shù)上的突破，也為中國自主研發(fā)65nm至28nm 雙工件干臺式及浸沒式光刻機奠定了基礎(chǔ)，成為生產(chǎn)國產(chǎn)光刻機的上海微電子的唯一工件臺提供商。建立初衷在于將清華大學(xué)在"極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝"國家科技重大專項中積累的尖端技術(shù)落地產(chǎn)業(yè)化。

北京科益虹源光電技術(shù)有限公司在國家大力推動科技成果轉(zhuǎn)化的政策下于2016年7月成立，由中國科學(xué)院光電院、中國科學(xué)院微電子研究所、北京亦莊國際投資有限公司、中科院國有資產(chǎn)經(jīng)營有限公司共同投資創(chuàng)立。

在光源方面，科益虹源公司自主研發(fā)設(shè)計生產(chǎn)的首臺高能準(zhǔn)分子激光器，以高質(zhì)量和低成本的優(yōu)勢，填補中國在準(zhǔn)分子激光技術(shù)領(lǐng)域的空白，打破國外廠家對該技術(shù)產(chǎn)品長期市場壟斷局面，其已完成了6khz、60w主流ArF光刻機光源制造，也是上海微電子即將交付的28nm光刻機的光源制造商。

奧普光學(xué)身為第三批專精特新企業(yè)，從事制造光機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)，屬于專用儀器儀表制造，主要業(yè)務(wù)為光電測控儀器設(shè)備、光學(xué)材料和光柵編碼器等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。奧普光電的大股東為中科院長春光機所，其主要負(fù)責(zé)我國國產(chǎn)光刻機光源、光學(xué)部分的研發(fā)工作。

在光學(xué)鏡頭方面，奧普光學(xué)提供的鏡頭可以做到90nm，但是與卡爾蔡司、Nikon等公司還有非常大的差距。

更多行業(yè)詳情請點擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年光刻機產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及未來發(fā)展現(xiàn)狀趨勢預(yù)測報告》。

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