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光刻技术经过不断地技术迭代已经达到了以浸没式、多重曝光技术为主的先进光刻技术环节,芯片的制程技术达到了3nm以下。http://www.hibor.com.cn【慧博投研资讯】光刻是半导体生产过程中最重要的步骤之一,典型的光刻工艺流程包括8个步骤,分别是底膜准备、涂胶、软烘、对准曝光、曝光后烘、显影、坚膜、显影检测。http://www.hibor.com.cn(慧博投研资讯)在光刻机的发展历史中,光刻技术经历了接触/接近式光刻机、扫描投影光刻机、步进重复式光刻机到现在的步进扫描光刻机的发展历程,现阶段主流技术为步进扫描光刻机,其余技术基本已经被淘汰了。主流的光刻机均采用浸没系统、可编程光照、畸变修正、热效应修正、对准与表面测量等高难度技术。光刻机可通过多重曝光来提高光刻精度,但是当制程节点达到3nm以下时,EUV光刻机则成为了必需的设备。光刻机重要结构包括光源系统、光学镜头、工作台,其中光源系统是决定光刻机技术迭代的关键系统,光源技术迭代经历了g-line、i-line、KrF、ArF、EUV技术,光刻精度也从800nm逐步提升至3nm。
全球光刻机规模在2023年约为271亿美元,ASML、Nikon、Canon这3家公司几乎垄断全球光刻机供应。2023年全球光刻机总规模高达271.3亿美元,预计2024年或将增长到315亿美元,长期来看光刻机需求有量价齐升的逻辑,市场规模有望保持增长趋势。光刻机的价值量随着制程不断降低呈现指数级别上涨,未来3nm-1nm制程的光刻机价值量或将超过10亿元。2022年三家公司共出货551台光刻机,其中ASML生产了345台光刻机,占比63%。如果拆分不同类别的光刻机占比来看,在EUV领域,ASML具有绝对话语权,占有100%份额,ASML官网数据,2023年各类光刻机均价为EUV(17386万欧元)、ArFi(7196万欧元)、ArFdry(2742万欧元)、KrF(1192万欧元)、l-ine(399万欧元)。
目前光刻机国产化率仅为2.5%,整机技术与海外差距较大,短期5-10年内一方面重点发展90、28nm光刻机的研发量产较为关键,一方面重点布局国内半导体零组件发展。根据中国国际招标网信息,半导体设备招标中,刻蚀、沉积等核心设备的国产化率获得了较大的提升,核心在于技术上我国相关企业已经逐步追赶上海外企业;但光刻机作为核心设备,国产化率不足3%,核心原因在于零组件供应与整机技术与海外差距较大,这样的技术发展需要长达5-10年甚至更久远时间才能逐步突破。我国2023年进口光刻机数量高达225台,进口金额高达87.54亿美元,进口金额创下历史新高,预计3-5年内我国光刻机主要依赖进口。一台先进的光刻机高达10万个零部件,整体来看我国半导体零组件的国产化率非常低,尽管在各个赛道均有相关的国有企业在不断发展,距离海外企业依然有较大的差距,同时也预示着国内零组件企业公司有较大的发展机遇。
建议关注光刻机以及光刻机零部件赛道优质企业。在海外不断修改半导体贸易规则的外部环境下,我国半导体产业要发展进步,光刻机不可或缺,光刻技术壁垒极高,长期不断积累才能构建企业长期核心竞争力,国产光刻机整机与零组件企业已经逐步形成一定规模,在自主可控势在必行的长期形势下,国产企业有望迎来较大市场机遇。建议关注:光刻机整机龙头厂商上海微电子(未上市)、金属工艺件/结构件厂商富创精密、光学镜头领先厂商茂莱光学、半导体洁净领域核心厂商美埃科技、光学晶体龙头福晶科技、半导体管阀生产商新莱应材。
风险提示:1)光刻机研发进度不及预期的风险;2)下游需求复苏不及预期的风险;3)国际贸易规则变更的风险。
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