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电子行业专题研究:光刻-自主可控核心环节 国产替代迫在眉睫

时间2025-04-22 21:20:32浏览8

电子行业专题研究:光刻-自主可控核心环节 国产替代迫在眉睫

分辨率、套刻精度、产能为光刻机核心参数。光刻工艺是芯片制造流程中技术难度最大、成本最高、周期最长的环节,直接决定了芯片的最小线宽,定义了半导体器件的特征尺寸,先进技术节点的芯片制造需要60-90 步光刻工艺,光刻成本占比约为30%,耗费时间占比约为40-50%。光刻中的核心工具包括光掩膜、光刻机和光刻胶,分辨率、套刻精度、产能为光刻工艺中的关键参数,分辨率是指光刻机能清晰地在晶圆上投影出的最小特征尺寸,可通过缩短波长、提高数值孔径、降低K1 工艺因子提高。套刻精度是曝光显影后存留在光刻胶上的图形(当前层)与晶圆上已有图形(参考层)对准时能容忍的最大误差,可通过设备优化及材料与工艺协同提升,产能为衡量光刻机生产效率的核心指标,可通过技术改进。
光源、照明系统、投影物镜为光刻机核心组件。光刻机是芯片制造的核心设备,光源系统、照明系统、曝光物镜系统为核心组件,光源为光刻提供能量,不同制程和芯片类型需匹配特定光源,常见光源包括汞灯、准分子激光和极紫外光。当前先进光刻机光源供应商为ASML、日本Gigaphoton 公司。照明系统对光源发出的激光进行扩束,确保光照的均匀性和强度,同时提供特定的照明模式以适应不同的工艺需求。
投影物镜为精准成像的关键,将经过掩模版图案后的衍射光收集并聚焦至晶圆表面的光刻胶上,全球来看,蔡司为投影物镜镜头龙头供应商,ASML 镜头多由蔡司供应。
全球光刻机市场由ASML、Nikon、佳能垄断。ASML、Nikon、Canon三大供应商高度垄断全球光刻机市场,根据中商情报网数据,2024 年全球光刻机市场规模达315 亿美元,ASML 在高端光刻机绝对领先,佳能聚焦中低端光刻机领域。根据ASML 2024 年财报数据,各类光刻机收入占比中,EUV 机型贡献了39.4%,ArFi 机型占比45.8%,从产品单价来看,EUV((NXE)为1.87 亿欧元,Arfi 产品ASP 为0.75 亿欧元。
国产高端光刻机亟待突破,产业链齐发力加速替代。国产光刻机空间国内需求大于国产供给,据智研咨询数据,2023 年我国光刻机产量为124 台,需求量为727 台,供需关系严重不匹配,本土厂商供给能力有待加强。上海微电子是国内目前唯一前道晶圆制造光刻机整机制造商,光刻机产品主要对标CANON。公司自主研发600 系列前道制造光刻机已实现90nm 工艺芯片的量产。但高端光刻机方面仍处于研发阶段,尚未实现大规模量产。在海外制裁持续缩紧下,国产光刻机产业链齐发力,上海微电子、国科精密、科益虹源、茂莱光学等厂商加速进行相关组件研发,替代空间广阔。
风险提示:产品进展不及预期、客户导入不及预期、地缘政治风险。

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