國產(chǎn)芯片設(shè)備“難中難”，我國何時才能摘取光刻機明珠？

通過激光或電子束直接寫在光掩模板上，然后用激光輻照光掩模板，晶圓上的光敏物質(zhì)因感光而發(fā)生材料性質(zhì)的改變，通過顯影，便完成了芯片從設(shè)計版圖到硅片的轉(zhuǎn)移。光刻的工藝水平直接決定芯片的制程和性能水平。

隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的向前發(fā)展 ，不斷追求著尺寸更小、速度更快 、性能更強的芯片。正是半導(dǎo)體行業(yè)對于芯片的不斷追求推動了光刻機產(chǎn)品的不斷升級與創(chuàng)新。

根據(jù)所用光源改進和工藝創(chuàng)新，光刻機經(jīng)歷了 5 代產(chǎn)品發(fā)展，每次光源的改進都顯著提升了光刻機所能實現(xiàn)的最小工藝節(jié)點。在技術(shù)節(jié)點的更新上，光刻機經(jīng)歷了兩次重大變革，在歷次變革中，ASML 都能搶占先機，最終奠定龍頭地位。

目前業(yè)內(nèi)最先進的是采用波長 13.5nm 極紫外光的第五代 EUV 光刻機，可實現(xiàn) 7nm 工藝制程，技術(shù)要求極高，單臺價值為 1.2 億歐元。

現(xiàn)在芯片追求更快的處理速度，需要縮短晶體管內(nèi)部導(dǎo)電溝道的長度，而光刻設(shè)備的分辨率決定了 IC 的最小線寬，受益于下游需求旺盛，光刻設(shè)備有望量價齊升帶動市場空間不斷增長。

量：晶圓尺寸變大和制程縮小將使產(chǎn)線所需的設(shè)備數(shù)量加大，12 寸晶圓產(chǎn)線中所需的光刻機數(shù)量相較于 8 寸晶圓產(chǎn)線將進一步上升。同時預(yù)計 2020 年隨著半導(dǎo)體產(chǎn)線得到持續(xù)擴產(chǎn)，光刻機需求也將進一步加大。價：隨著芯片制程的不斷升級， IC 前道光刻機制造日益復(fù)雜，其價格不斷攀升。

目前光刻機行業(yè)已經(jīng)成為一個高度壟斷的行業(yè)，行業(yè)壁壘較高，全球前道制造光刻機市場基本被 ASML、尼康、佳能壟斷，CR3 高達 99%。ASML 一家獨占鰲頭，成為唯一的一線供應(yīng)商，Nikon 高開低走，但憑借多年技術(shù)積累，勉強保住二線供應(yīng)商地位；而 Canon 只能屈居三線；上海微電子裝備（SMEE）作為后起之秀，暫時只能提供低端光刻設(shè)備。

隨著第三次全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移，國內(nèi)晶圓廠投資加速，光刻機作為新建晶圓廠的核心資本支出，市場空間進一步打開。28nm 作為當前關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點，工藝制程從 90nm 突破至 28nm，對于國產(chǎn)替代具有重大戰(zhàn)略意義。

實現(xiàn)光刻機的國產(chǎn)替代并不是某一企業(yè)能夠單獨完成的，需要光刻產(chǎn)業(yè)鏈的頂尖企業(yè)相互配合。光刻產(chǎn)業(yè)鏈可拆分為兩個部分，一是光刻機核心組件，包括光源、鏡頭、雙工作臺、浸沒系統(tǒng)等關(guān)鍵子系統(tǒng)，二是光刻配套設(shè)施，包括光刻膠、光掩模版、涂膠顯影設(shè)備等。

上海微電子將在 2021 年交付的 28nm 光刻機正是源于以下核心企業(yè)以舉國之力在各自細分領(lǐng)域的技術(shù)突破：上海微電子負責(zé)光刻機設(shè)計和總體集成，北京科益虹源提供光源系統(tǒng)，北京國望光學(xué)提供物鏡系統(tǒng)，國科精密提供曝光光學(xué)系統(tǒng)，華卓精科提供雙工作臺，浙江啟爾機電提供浸沒系統(tǒng)。

以下是《光刻機行業(yè)深度報告》部分內(nèi)容：