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1、 1/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 國產替代系列四：國產浪潮隨風起，光刻機國產替代系列四：國產浪潮隨風起，光刻機行業亟待破局行業亟待破局 光刻機是半導體制造過程中價值量和技術壁壘最高的設備之一。全球光刻機市場規模超 230 億美元，ASML 處于絕對領先，國內市場規模超 200 億元，但是國產化率僅 2.5%。目前半導體制造工藝節點縮小至 5nm 及以下，曝光波長逐漸縮短至 13.5nm，光刻技術逐步完善成熟，但是國內光刻機仍明顯落后ASML。同時，美國對中國先進制程設備和技術圍追堵截，光刻機處于核心“卡脖子”狀態

2、。光刻機產業國產替代趨勢下，高端光刻機的發展有望獲得推動，國內產業鏈相關企業有望受益。跟隨光刻機產業國產替代視角，我們對相關問題展開分析探討。當前光刻機行業市場概況如何？有哪些主要技術指標？在技術路線上，未來突破路徑在哪里？當下市場呈現怎樣的局面？哪些企業占據中高端市場？國內企業與海外巨頭的差距在哪里？以及在這種情況下，對于備受市場矚目的行業國產替代情況，當前進程怎么樣？國內產業鏈有哪些進展？不同環節國產化情況如何？國產替代趨勢下，相關企業發展情況如何？未來行業有何發展趨勢？市場空間有多大？以上一系列問題，都將是我們今天探討的重點，以下我們就以光刻機行業國產替代為核心點，對相關問題展開分析。希

3、望對相關人士了解光刻機行業有所啟發。目錄目錄 一、行業概況.1 二、未來技術路徑.6 三、市場格局.10 四、國產替代.13 五、市場機遇及相關企業.18 六、未來國內行業發展趨勢.25 七、空間展望.26 八、參考研報.29 一、一、行業概況行業概況 1、光刻工藝：芯片制造的核心工藝光刻工藝：芯片制造的核心工藝 集成電路制造流程復雜，光刻為其中關鍵一環集成電路制造流程復雜，光刻為其中關鍵一環。光刻（Lithography）是指在特定波長光線的作用下，將設計在掩膜版上的集成電路圖形轉移到硅片表面的光刻膠上的技術工藝。為了完成圖形轉移，需要經歷沉積、旋轉涂膠、軟烘、對準與曝光、后烘、顯影、堅膜烘

4、焙、顯影檢測等 8 道工序，檢測合格后繼續進行刻蝕、離子注入、去膠等步驟，并視需要重復制程步驟，建立芯片的“摩天大樓”。2/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 光刻核心地位：光刻核心地位：1/2 的時間的時間+1/3 的成本的成本。隨著芯片技術的發展，重復步驟數增多，先進芯片需要進行20-30 次光刻，光刻工藝的耗時可以占到整個晶圓制造時間的 40%-50%，費用約占芯片生產成本的 1/3。光刻機單機價值量高光刻機單機價值量高。2022 年全球晶圓前道設備銷售 941 億美元，光刻機占 17%，是 IC 制造的第三大設備，但卻是單機價值量最大的設備

5、。據 ASML 財報測算，2022 年單臺 EUV 價格約 1.8 億歐元，浸沒式 DUV 約 6500 萬歐元。KYiXMBaXlXfUGWkY9UkX9P9R9PtRqQtRrNjMpPsOlOmNrPbRpOoOuOoPzQMYoPyR 3/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、光刻機分類、光刻機分類（1）根據工作原理進行分類根據工作原理進行分類 根據工作原理進行分類，按照光刻時是否使用掩膜，將光刻機分為掩膜光刻以及無掩膜光刻。其中，掩膜光刻包含接觸式光刻機、接近式光刻機和投影式光刻機；無掩膜光刻包含激光直寫光刻機、納米壓印光刻機等。1）掩

6、膜光刻掩膜光刻 根據曝光時掩膜版與襯底間的位置關系，掩膜光刻可分為接觸式、接近式和投影式光刻。其中，在投影式光刻中，根據曝光過程中掩膜和晶圓的移動方式，可進一步細分為掃描投影光刻機、步進重復光刻機和步進掃描式光刻機。2）無掩膜光刻無掩膜光刻 無掩膜光刻主要包含了直寫光刻和納米壓印光刻。其中，根據輻射源的不同，直寫光刻可分為光學直寫光刻（如激光直寫光刻）和帶電粒子直寫光刻（如電子束直寫、離子束直寫）。4/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 （2）根據光源進行分類根據光源進行分類 光源是光刻機的核心構成之一，其光源是光刻機的核心構成之一，其波長決定了光

7、刻機的工藝能力波長決定了光刻機的工藝能力。光刻機根據光源不同可分成紫外（UV）光刻機、深紫外（DUV）光刻機、極紫外（EUV）光刻機三類。3、光刻機的主要技術指標包含分辨率、光刻機精度、產能光刻機的主要技術指標包含分辨率、光刻機精度、產能 光刻機的性能是基于以下關鍵性能指標來評估，分別是光刻機的分辨率、光刻機精度（包含覆蓋精度和對準精度）、產能。根據瑞利準則，分辨率公式為 R=k1*/NA，代表光源波長，NA 代表物鏡的數值孔徑，k1 代表與光刻工藝因子。分辨率是光刻機精確定義精細特征和圖案能力的關鍵指標。對于 EUV 光刻，極紫外光源的波長是一個關鍵的性能參數。較短的波長允許更小的特征尺寸和

8、更好的分辨率。高分辨率也要求物鏡擁有更大的直徑、更多的物鏡組合以及更加先進的物鏡工藝。5/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 精度：精度包括覆蓋精度以及對準精度。覆蓋精度測量機器在硅片上對齊和準確定位多個掩模層，對于半導體器件的不同層精確對齊至關重要。對準精度衡量光刻機對掩模和基板的對準精度。以光雙工件臺系統為例，工件臺和掩模臺只有同步運動才能保證良率。而其精度要通過激光干涉儀來測量以確保誤差在可控范圍之內。通常激光干涉儀精度 10nm 能支撐 90nm 光刻機，1nm 能支撐 7nm 光刻機。ASML的 EUV 光刻機的激光干涉儀的有效位移測量分

9、辨力為 38pm。產能：產能通過處理量來體現。主要指光刻機處理晶圓的速度，以每小時（WPH）的晶圓來衡量，對于半導體制造的整體效率至關重要，更高的吞吐量允許更快的生產和更低的每芯片成本。光刻機的晶圓需要按部就班進行測量、對準、曝光程序，因此在一定程度上限制了光刻機的產能。自 21 世紀初，ASML 推出雙工件臺光刻機的產能實現跨越式的提升。系統可以通過雙工件臺實現各個程序同步進行。6/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 二、二、未來技術未來技術路徑路徑 1、突破路線：遠期自研突破路線：遠期自研 EUV 帶來更高分辨率，中短期帶來更高分辨率，中短期

10、DUV 多重曝光搭多重曝光搭建先進制程建先進制程 未來發展未來發展：目前隨著技術節點向 90nm、65nm、40nm、28nm、16/14nm、10nm、7nm 和 5nm 等逐漸縮放，無論它是否仍然是前一個節點的固定百分比，都需要提高分辨率和覆蓋精度，需要改進如下數據：數值孔徑（NA）增加、波長減少、更好的光刻膠、更好的掩膜版、更高精度的步進精度、更高精度的對準、更小的透鏡畸變、更好的晶圓平整度等。國內的先進光刻技術的發展有兩條路線：一條是迭國內的先進光刻技術的發展有兩條路線：一條是迭代浸沒式代浸沒式 DUV 光刻機，實現多重曝光功能，另一條是長期布局光刻機，實現多重曝光功能，另一條是長期布

11、局 EUV 光刻技術光刻技術。EUV 光源光源：ASML 典型的沉浸式步進掃描光刻機工作方式，首先是激光器發光，經過矯正、能量控制器、光束成型裝置等之后進入光掩膜臺，上面放的就是設計公司做好的光掩膜，之后經過物鏡投射到曝光臺，晶圓上涂抹了光刻膠，具有光敏感性，紫外光就會在晶圓上蝕刻出電路。激光器負責光源產生，而光源對制程工藝是有決定性影響的，隨著半導體工業節點的不斷提升，光刻機縮激光波長也在不斷的縮小?，F在 DUV 光刻機是目前大量應用的光刻機，波長是 193nm，光源是 ArF（氟化氬）準分子激光器，從 45nm 到 10/7nm 工藝都可以使用這種光刻機，但是 7nm 節點已經是 DUV

12、光刻的極限，所以Intel、三星和臺積電都在 7nm 這個節點引入極紫外光（EUV）光刻技術，而 Global Foundries 當年也曾經研究過 7nmEUV 工藝，目前已經放棄。7/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 EUV 的優勢之一是減少了芯片處理步驟，而使用的優勢之一是減少了芯片處理步驟，而使用 EUV 代替傳統的多重曝光技術將大大減少沉積、蝕代替傳統的多重曝光技術將大大減少沉積、蝕刻和測量的步驟刻和測量的步驟。193nm 光源 DUV 其實是 2000 年代就開始使用的，然而在更短波長光源技術上卡住了，157nm 波長的光刻技術對比

13、193nm 波長的進步只有 25%，但由于 157nm 的光波會被 193nm 所用的鏡片吸收，鏡片和光刻膠都要重新研制，再加上當時成本更低的浸入式 193nm 技術已經出來，所以193nmDUV 光刻一直用到現在。最初的浸入式光刻是在晶圓光刻膠上加 1mm 厚的水，水可以把 193nm的光波長折射成 134nm，后來不斷改進提高 NA 鏡片、多光照、FinFET、Pitch-split 以及光刻膠等技術，一直用到現在的 7nm/10nm，但這已經是 193nm 光刻機的極限了。NA 數值一時間不能提升，所以光刻機就選擇了改變光源，用數值一時間不能提升，所以光刻機就選擇了改變光源，用 13.5

14、nm 波長的波長的 EUV 取代取代 193nm 的的DUV 光源，這樣也能大幅提升光刻機的分辨率光源，這樣也能大幅提升光刻機的分辨率。在現有技術條件上，NA 數值孔徑并不容易提升，目前使用的鏡片 NA 值是 0.33，ASML 投入 20 億美元入股卡爾 蔡司公司，雙方將合作研發新的 EUV 光刻機。ASML 與蔡司合作研發 NA0.5 的光學鏡片可以用于 2nm 及以下的制程，這是 EUV 光刻機未來進一步提升分辨率的關鍵，但是預計高 NA 的 EUV 光刻機要到 2025-2030 年才能正式推入市場。多重曝光：多重曝光：10nm 節點及以下工藝制造目前較為普遍采用的是節點及以下工藝制造

15、目前較為普遍采用的是 193nm 波長浸沒式光刻機波長浸沒式光刻機+多重曝光多重曝光（Multiple Patterning，MP）技術，也能實現技術，也能實現 10nm 和和 7nm 工藝生產工藝生產。目前市場上已有多款EUV 機型開始出貨，三星、臺積電均在 7nm 工藝中采用 EUV 光刻機。目前業內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 7nm 工藝制程，但是 EUV 的技術要求極高，單臺價值為 1.2 億歐元。通過使用多個掩膜板進行多次曝光，可以實現對更高制程工藝的支持。然而采用多重曝光會帶來兩大問題：一是光刻加掩膜的成本上升，而且影響良率，多一次工藝

16、步驟就是多一次良率的降低；二是工藝的循環周期延長，多重曝光不但增加曝光次數，而且增加刻蝕和 CMP 工藝次數。光刻機可以借由多重曝光技術實現更寬光刻機可以借由多重曝光技術實現更寬的制程覆蓋，已被高端制程工藝廣泛應用的制程覆蓋，已被高端制程工藝廣泛應用。通過使用多個掩膜板多次曝光，可以實現對更高制程工藝的支持，如目前主流的 14nm 制程工藝就是通過 DUV 光刻機通過多重曝光實現的，而臺積電的第一代和第二代 7nm 制程工藝也是通過 DUV 光刻機多重曝光實現的。目前多重曝光主要應用于浸沒式 DUV 光刻機，對應 7-32nm 高端工藝，EUV 由于本身精度較高且缺少相關實例，尚未應用多重曝光

17、技術。多重曝光常見工藝為 LELE、LELELE、SADP 和 SAQP，LELE 為依次進行光刻、刻蝕、光刻、刻蝕（LITHO、ETCH、LITHO、ETCH），LELELE 則多進行一次光刻和刻蝕，SADP 為自對準雙重曝光，SAQP 為自對準四重曝光，自對準技術相對多重 LE 技術有更好的光刻精度。在多重曝光技術中，最重要的是套刻精度，多套圖形必須非常精確地對準以避免電路錯誤在多重曝光技術中，最重要的是套刻精度，多套圖形必須非常精確地對準以避免電路錯誤。另外高對比度非線性光刻膠、合理的掩膜設計亦是該技術實現的關鍵。多重曝光工藝使得成本激增，隨著曝光次數的增加，光刻機的生產效率、良品率、耗

18、電量等都會受到影響，故會帶來成本的激增，使得先進制程芯片的產業化效益降低，因此在對芯片性能沒有極高要求的領域，使用多重曝光的工藝具有最優的性價比，預計其需求亦保持穩定。8/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、未來技術未來技術：穩態微聚束加速器可能成為新穩態微聚束加速器可能成為新 EUV 光源方案光源方案 目前的目前的 LPP EUV 光源技術復雜，有功率提升瓶頸光源技術復雜，有功率提升瓶頸。目前 ASML 是全球唯一的 EUV 光刻機供應商，其采用的是激光等離子體（laser-produced plasma,LPP）EUV 光源。具體來說,通過

19、一臺功率大于 20kW的 CO2 氣體激光器轟擊液態錫形成等離子體，從而產生 13.5nm 的 EUV 光。通過不斷優化驅動激光功率、EUV 光轉化效率、收集效率以及控制系統，LPP-EUV 光源目前能夠在中間焦點處實現 350W 左右的 EUV 光功率，該功率水平剛達到工業量產的門檻指標。產業界認為 LPP 光源未來可以達到的 EUV功率最高為 500W 左右。SSMB-EUV 光源方案有望成為新技術路線光源方案有望成為新技術路線。由于基于等離子體輻射的 EUV 光源功率進一步突破困難，因此基于相對論電子束的各類加速器光源逐漸進入產業界的視野，如基于超導直線加速器技術的高重頻FEL 以及 S

20、SMB（穩態微聚束）等。SSMB 也可以實現大于 1kW 的 EUV 光功率，且造價和規模適中。作為一種新型光源原理，SSMB 原理實驗驗證已經實現，需要進行產業落地并成熟化。根據穩態微聚束加速器光源，SSMB-EUV 光源用于 EUV 光刻具有以下特點及潛在優勢：高平均功率高平均功率：SSMB 儲存環支持安裝多條 EUV 光束線，可同時作為光刻大功率照明光源及掩模、光學器件的檢測光源，還可以為 EUV 光刻膠的研究提供支撐；9/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 窄帶寬與高準直性窄帶寬與高準直性：SSMB 光源容易實現 EUV 光刻所需的小于 2

21、%的窄帶寬要求，并且波蕩器輻射集中于0.1mrad 的角度范圍內。窄帶寬以及高準直的特性可為基于 SSMB 的 EUV 光刻光學系統帶來創新性的設計，同時可以降低 EUV 光學反射鏡的工藝難度；高穩定性的連續波輸出高穩定性的連續波輸出：SSMB 輸出的是連續波或準連續波輻射，可以避免輻射功率大幅漲落而引起的對芯片的損傷。儲存環光源的穩定性好，采用 top-up 運行模式的 SSMB 儲存環，可使光源的長時間可用性得到進一步提升；輻射清潔輻射清潔：與 LPP-EUV 光源相比，波蕩器輻射的高真空環境對光刻的光學系統反射鏡不會產生污染，鏡子的使用壽命可以大大延長；可拓展性可拓展性：SSMB 原理上

22、容易往更短波長拓展，為下一代采用波長 6.xnm 的 Blue-X 光刻技術留有可能。SSMB-EUV 光源方案逐步落地中光源方案逐步落地中。2022 年 12 月 6 日，清華大學與河北雄安新區簽訂河北雄安新區管理委員會、清華大學關于共同支持“穩態微聚束(SSMB)極紫外光源設施”項目的合作意向書。2023年 3 月 19-20 日，清華大學黨委常委、副校長曾嶸在雄安新區實地考察 SSMB 項目選址地點。隨著清華SSMB-EUV 方案的落地，有望提供 EUV 光源的新的解決方案。10/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 三三、市場栺局、市場栺局

23、1、光刻機生產制造的技術要求極高，光刻機生產制造的技術要求極高，ASML 一臺光刻機包含了一臺光刻機包含了 10 萬個零萬個零部件部件 半導體制程越先進，光刻設備便需要越精密復雜，包括高頻率的激光光源、光掩模的對位精度、設備穩定度等，集合了許多領域的最尖端技術。光刻機之所以被稱為集成電路產業皇冠上的明珠，是因為集中了目前人類在電子、光學、精密機械和控制領域的最尖端知識，它的主要系統包括曝光光源、光學系統、電系統、機械系統和控制系統，每個系統既要超高精密，又要完美配合，因此對制造和裝配技能有極高的要求。光學系統光學系統：紫外光從光源模組（Source）生成之后，被導入到照明模組（illumina

24、tion module，該系統要對光的能量、均勻度、形狀進行檢測和控制），光穿過光罩后，聚光鏡模組（Optics）將影像聚焦成像在晶圓表面的光阻層上。傳輸系統傳輸系統：光罩模組可分為光罩傳送模組（Reticle Handler）及光罩平臺模組（Reticle Stage）。光罩傳送模組負責將光罩由光罩盒一路傳送到光罩平臺模組，而光罩平臺模組負責承載及快速來回移動光罩；晶圓模組分為晶圓傳送模組（Wafer Handler）及晶圓平臺模組（Wafer Stage）。曝光系統曝光系統：晶圓傳送模組負責將晶圓由光阻涂布機一路傳送到晶圓平臺模組，而晶圓平臺模組（一般是雙平臺）負責承載晶圓及精準定位晶圓來

25、曝光。光刻機生產制造的技術要求極高，光刻機生產制造的技術要求極高，ASML 一臺光刻機包含了一臺光刻機包含了 10 萬個零部件萬個零部件。光刻機零部件涉及到上游5000 多家供應商，比如德國的光學設備與超精密儀器，美國的計量設備與光源等。一臺光刻機的主要部件包含測量臺與曝光臺、激光器、光束矯正器、能量控制器等 11 個模塊。其中比較重要的零部件包括：11/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 激光器（激光器（Laser）：也就是光源的發源地，光刻機核心設備之一。束流輸送（束流輸送（Beam Delivery）：設置光束為圓型、環型等不同形狀，不同的光

26、。束狀態有不同的光學特性。矯正光束入射方向，讓激光束盡量平行。物鏡（物鏡（Projection Lens）：物鏡用來補償光學誤差，并將線路圖等比例縮小。操作控制單元（操作控制單元（Operate Control Unit）：操作控制設備的運行控制電腦面板。光源（光源（Illuminator）：是光刻的利刃。光源的要求：有適當的波長（波長越短，曝光的特征尺寸就越?。?，同時有足夠的能量，并且均勻地分布在曝光區。紫外光源的高壓弧光燈（高壓汞燈）的 g 線（436nm）或 i 線（365nm）；準分子激光（Excimerlaser）光源，比如 KrF（248nm）、ArF（193nm）和 F2（157

27、nm），EUV 光源（13.5nm）。硅片傳輸系統（硅片傳輸系統（Wafer Transport System，WTS）：用硅晶制成的圓片。硅片有多種尺寸，圓片尺寸越大，產率越高。曝光的特征尺寸越小，產率越高。隔震器（隔震器（Airmounts）：將工作臺與外部環境隔離，保持水平，減少外界振動干擾，并維持穩定的溫度、壓力。2、ASML、Nikon、Canon 三分天下，國產化任重道遠三分天下，國產化任重道遠 ASML、Nikon 和和 Canon 三分天下三分天下。目前市場主流產品基本來自三大企業：ASML、Nikon、Canon。三大企業光刻機銷量穩步提升，從 2015 年的 281 臺增長

28、至 2022 年的 551 臺，CAGR 達 10.10%，銷售收入由 2019 年的 945 億元增長至 2022 年的 1318 億元，CAGR 達 11.73%，其中 ASML 占據銷量的 8成以上。12/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 ASML 龍頭地位顯著龍頭地位顯著。ASML 是位于荷蘭 Veldhoven 的全球最大的半導體設備制造商之一，向全球復雜集成電路生產企業提供領先的綜合性關鍵設備，產品覆蓋低端至超高端的全系列產品。與此同時，ASML 作為全球唯一一家生產高精度光刻機公司，無論是產品均價還是產品數量皆遠高于其他企業，龍頭地

29、位顯著。隨著下游集成電路需求持續復雜和精細，工藝制程愈加接近極限，高端光刻機需求將持續擴張，整體光刻機營收也迎來上升。ASML 壟斷高端壟斷高端 EUV 光刻機市場光刻機市場。ASML 占有 EUV 光刻機 100%的市場份額，位于壟斷地位，同時多種光刻機均有出售，并在高端光刻機上占有絕對優勢地位。EUV 光刻機在性能、功耗、生產成本、生產周期等方面優勢突出，且由于 ASML 產能吃緊，在先進邏輯芯片、12nmDRAM 領域 EUV 光刻機供不應求。對應近年來 EUV 光刻機平均售價遙遙領先且一路攀升，據 ASML 財報數據，2022 年 EUV 光刻機均價高達 1.76 億歐元每臺，遠高于其

30、他類型的光刻機。2022 年 ASML 各產品銷售額中，EUV 光刻機的銷售額占比近 50%，其次是 ArFi 的 35%，EUV 和 ArFi 作為高端機型，單價較貴，為 ASML 貢獻了主要營收增長動力。Nikon、Canon 占據中低端市場占據中低端市場。中低端光刻機由于較低的技術壁壘，競爭者數量較多，Nikon 和Canon 憑借價格優勢占據中低端市場主導地位。Canon 在低端光刻機市場占據優勢地位，僅在 i-line，KrF 兩類光刻機上有所出貨，且主要集中在 i-line 光刻機；Nikon 在光刻機產品類型覆蓋較廣，在除EUV 之外的類型均有涉及，其中以 ArF 和 i-lin

31、e 光刻機領域較為突出，但在出貨量上遠少于 ASML 和Canon。目前 Nikon 在 ArFimmersio、ArFdry（干式 DUV）、KrF 領域已有不少產品對標 ASML 的產品，但其生產效率與 ASML 相比仍存在差距。13/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 而上海微電子作為大陸光刻機進展最快的廠商，在而上海微電子作為大陸光刻機進展最快的廠商，在 IC 前道光刻機與國際先進水平差距仍較大前道光刻機與國際先進水平差距仍較大。上海微電子裝備有限公司已量產的光刻機中性能最好的最高可實現 90nm 制程節點，ASML 的 EUV 3400B

32、 制程節點可達到 5nm。這也使得在 IC 前道光刻機市場，國產化率較低，國內的 IC 前道光刻機市場主要被 ASML、Nikon 和 Canon 瓜分。四四、國產替代、國產替代 1、當前產業現狀、當前產業現狀：全球市場維持高增，全球市場維持高增，國內光刻機依賴進口，國產廠商國內光刻機依賴進口，國產廠商任重道遠任重道遠（1）全球光刻機市場維持高增長全球光刻機市場維持高增長 2022 年全球光刻機市場規模達 196 億美元，同增 26%，約占全球半導體銷售額（1076 億美元）的 18%。在 2020 年“宅經濟”刺激的半導體強需求下，2021-2022 年半導體需求旺盛，但受美聯儲加息、經濟增

33、速下行的影響下，全球半導體銷售額自 2022 年 8 月起持續下行，但是 2022 年光刻機出貨量逐季創新高。盡管目前已有多家晶圓廠下調 2023 年資本開支，但考慮光刻機交期長（2022 年末 ASML 在手訂單高達 404 億歐元，訂單營收比達 1.9 倍）、戰略意義高，預計 2023 年光刻機市場需求維持高增。預計2028 年全球光刻機市場規模將達到 277 億美元，2022-2028 年 CAGR 達 6%。14/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告（2）國內光刻機依賴進口，亟待國內光刻機依賴進口，亟待 01 的突破的突破 中國大陸光刻機市場

34、空間廣闊，但主要依賴荷蘭、日本等地進口中國大陸光刻機市場空間廣闊，但主要依賴荷蘭、日本等地進口。根據中國海關總署數據，2022 年中國大陸 IC 用光刻機進口金額共 39.7 億美元，其中從荷蘭、日本的進口金額分別為 25.5/13.0 億美元，進口機臺數分別為 147 臺、635 臺，對應進口均價分別為 1733、204 萬美元，高端機臺主要從荷蘭ASML 進口。中國大陸是中國大陸是 ASML 第三大客戶第三大客戶。2022 年 ASML 對中國大陸總銷售額 31.4 億美元（含設備、服務等），其中設備收入 23.3 億美元，占 14%，僅次于中國臺灣和韓國。（3）高端光刻機面臨斷供，自主可

35、控勢在必行高端光刻機面臨斷供，自主可控勢在必行 制裁情況優于此前預期，行業燃眉之急暫緩制裁情況優于此前預期，行業燃眉之急暫緩。2023 年初美日荷三國領導人會晤，計劃聯合制裁。隨后日本管制條例于 7 月 23 日正式實施，Nikon 的高端 DUV 受限。3 月 8 日荷蘭政府公告擬對華限制出口“最先進”的 DUV 光刻設備，6 月 30 日正式出臺管制措施，并定于 9 月 1 日正式落地。此前預期 ASML NXT:2000i 及之后的浸沒式機臺將無法出貨。但 ASML 最新確認，公司可在 2023 年底前向中國大陸客戶出口包括 2000i 及更先進型號的浸沒式 DUV。延長了出貨時間，且先

36、進機臺的套刻精度、產率都有明顯提升。EUV 長期被限，長期被限，2024 年高端浸沒式也將斷供年高端浸沒式也將斷供。盡管危機暫緩，但并未完全解除，我國光刻機仍受制于人，仍是“卡脖子”最關鍵環節，從國家安全考慮，實現高端光刻機的國產替代至關重要。2、產業進展：、產業進展：國產光國產光刻機產業鏈初具雛形，全產業鏈均快速發展刻機產業鏈初具雛形，全產業鏈均快速發展 國內光刻機從艱難起步到奮力追趕，扎實前進國內光刻機從艱難起步到奮力追趕，扎實前進 15/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 我國光刻機的發展歷史可以追溯到上個世紀七十年代我國光刻機的發展歷史可以

37、追溯到上個世紀七十年代。前二十年，科研人員將光刻機技術與國外的 20年差距縮短到 7 年；中間十五年，差距重新拉回 20 年；而近十五年又在大力追趕。目前，中國光刻機技術與國外相比，仍有較大差距。但在部分領域也已取得了一定的進展與突破。從技術實力上看，國產光刻機尚與國際先進水平存在較大差距，主要體現在制程覆蓋上，但處于快速追從技術實力上看，國產光刻機尚與國際先進水平存在較大差距，主要體現在制程覆蓋上，但處于快速追趕階段趕階段。在低階 KrF 領域，國產成熟光刻機產品主要在套刻精度和生產效率上與海外同級別產品尚存在差距。目前國內僅上海微電子上海微電子可以量產光刻機，其目前最先進產品為 ArFDr

38、y 光刻機，型號為 SSA 600/20，采用 1:4 鏡頭倍率，采用自適應調焦調平技術，可支持 90nm 制程；同時其 ArFIm 光刻機SSA800/10，目前處于研發階段。因此目前中國大陸和全球先進水平還存在 2 代以上（ArFi、EUV 等）的差距，目前處于快速追趕過程。3、各環節國產化情況、各環節國產化情況（1）光刻機整機：國產光刻機整機：國產 90nm 已攻兊，推進已攻兊，推進 28nm 上海微電子實現光刻機技術突破上海微電子實現光刻機技術突破。2019 年以來，ASML 對中國內地銷售額呈現持續增長態勢，2022 年中國內地銷售額占比達 14%。上海微電子光刻機技術在國內領先，目

39、前已可量產 90nm 分辨率的 ArF 光刻機，28nm 分辨率的光刻機也有望取得突破。16/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告（2）激光光源：浸沒式激光光源：浸沒式 193nm 準分析激光器突破，準分析激光器突破，EUV 有新進展有新進展 光刻機主要由激光光源、物鏡系統以及工作臺這三個核心部分組成，它們之間相互配合就是為了完成更為精確的光刻，數值越小芯片性能也就越強，當然難度也就大。就激光光源來說，為了實現更精確的光刻，就必須要提高分辨率，那就只有兩種方法，分別是減少光源波長或提高數值孔徑：減少波長減少波長：目前最頂尖的光刻機的光源波長達到 13

40、.5nm，也被稱為極紫外光；提高數值孔徑提高數值孔徑：改變環境的折射率，折射率越大孔徑也就越大，于是人們研究出了浸入式光刻機，也就是前面提到的工作臺，它是將光學系統浸入水中，通過水來進行折射，從而實現更高的折射率提高數值孔徑。EUV 光刻機面市時間表的不斷延后主要有兩大方面的原因，一是所需的光源功率遲遲無法達到 250 瓦的工作功率需求，二是光學透鏡、反射鏡系統對于光學精度的要求極高，生產難度極大。這兩大原因使得 ASML 及其合作伙伴難以支撐龐大的研發費用。2012 年 ASML 的三大客戶三星、臺積電、英特爾共同向 ASML 投資 52.59 億歐元，用于支持 EUV 光刻機的研發。此后

41、ASML 收購了全球領先的準分子激光器供應商 Cymer，并以 10 億歐元現金入股光學系統供應商卡爾蔡司，加速 EUV 光源和光學系統的研發進程，這兩次并購也是 EUV 光刻機能研發成功的重要原因。EUV 光源系統光源系統。EUV 光源由光的產生、光的收集、光譜的純化與均勻化三大單元組成。相關的工作元器件主要包括大功率 CO2 激光器、多層涂層鏡、負載、光收集器、掩膜版、投影光學系（Xe 或 Sn）形成等離子體，等離子利用多層膜反射鏡多次反射凈化能譜，獲得 13.5nm 的 EUV 光。光的產生：CO2 激光器，一般采用 TRUMPF（原美國大通激光）或者 Mitsubishi electr

42、onic 研制的激光發射器；光的收集：極紫外光的波長為 13.5nm，這種光容易被包括鏡頭玻璃內的材料吸收，所以需要使用反射鏡來代替透鏡；普通打磨鏡面的反射率還不夠高，必須使用布拉格反射器（Bragg Reflector，一種復式鏡面設計，可以將多層的反射集中成單一反射）。此外，氣體也會吸收 EUV 并影響折射率，所以腔體內必須采用真空系統。其次，修正光的前進方向時，每一次反射仍會損失 3 成能量，經過十幾面反射鏡，將光從光源一路導到晶圓，最后大概只能剩下不到 2%的光線。被吸收的能量必須要用大功率散熱系統進行冷卻。17/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告

43、研究報告 光的純化與均一性：各個廠家用的都不一樣，Nikon 是一種叫 fly-eye 的鏡頭。這種鏡片用很多塊凸透鏡組成，光打到上面就會在各個地方產生匯聚的作用，這樣在 relaylens 的幫助下，一個平行的均勻的光產生了。ASML 用的是一種叫 quad-rod 的玻璃長方體，光在里面反射很多次，最后出來的光就被均勻化了。光源系統發展到今天，主流的 EUV 光源已確定為激光等離子體光源（LPP），目前只有兩家公司能夠生產：一家是美國的 Cymer（2012 年被 ASML 收購），另外一家是日本的 Gigaphoton。國產進度：中國科益虹源科益虹源公司自主研發設計生產的首臺高能準分子激

44、光器，以高質量和低成本的優勢，填補中國在準分子激光技術領域的空白，其已完成了 6kHZ、60w 主流 ArF 光刻機光源制造，激光器上的 KBFF 晶體由中科院旗下的福晶科技福晶科技提供。同時，科益虹源也是上海微電子上海微電子待交付的 28 納米光刻機的光源制造商。（3）物鏡系統：與海外差距較大，突破物鏡系統：與海外差距較大，突破 90nm 物鏡是光刻機中最昂貴最復雜的部件之一，浸沒式光刻物鏡異常復雜，涵蓋了光學、機械、計算機、電子學等多個學科領域最前沿，二十余枚鏡片的初始結構設計難度極大不僅要控制物鏡波像差，更要全面控制物鏡系統的偏振像差。18/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行

45、業行業|深度深度|研究報告研究報告 隨著光刻分辨率的不斷提高，光學光刻機中采用的投影物鏡結構型式經歷了一個演變和篩選過程。在早期的低分辨率光刻機中，全反射型、全折射型、折反射型多種結構型式并存：在目前的高分辨率光刻機中，以全折射式結構型式為主流。外界都知道 ASML 對于半導體產業鏈的重要性，而德國擁有一家對于 ASML 極其重要的公司，卡爾蔡司。ASML 與卡爾蔡司合作超過三十多年?？柌趟臼?ASML 透鏡，反射鏡，照明器，收集器和其他關鍵光學元件（即光學元件）的唯一供應商。ASML 與卡爾蔡司成了獨家協議，如果卡爾蔡司無法維持和提高生產水平，ASML 可能無法履行訂單。在光學鏡頭方面，盡

46、管與卡爾蔡司、尼康等公司還有非常大的差距，但奧普光學奧普光學提供的鏡頭已經可以做到 90nm。（4）雙工作臺：突破雙工作臺：突破 10nm 高端光刻機都采用了雙工作臺，如此一來，一個工作臺負責測量，另一個工作臺可以曝光晶圓，完成后，兩個工作臺交換位置和智能，從而提高 3 倍以上的生產效率。雙工作臺技術難度很高，精確度要求極高（高速運動下保持 2nm 精度），能夠掌握該項技術的只有荷蘭 ASML。有媒體傳出清華大學清華大學和華卓精華卓精科科合作研發出光刻機雙工作臺，精度為 10nm，雖然比不上 ASML 的水平，但也算填補了國內空白。（5）沉浸系統：突破沉浸系統：突破 ArFi 目前，國產光刻機

47、還處于 DUV 階段。而 DUV 光刻機也分三類，即 KrF、ArF、ArFi。前兩種已經突破，國產最高可做到 90nm，可滿足國內重要機構使用，不受國外限制?，F在我們正在努力的就是 ArFi 光刻機（波長等效 134nm），多出的這個 i 代表加入了沉浸式技術，一旦能夠實現突破，那么就等于邁進了DUV 光刻機中的高端行列。ArFi 沉浸式光刻機最關鍵的就是這個沉浸式技術，ArF 波長為 193nm，加入沉浸式技術后就可以達到 134nm。而近些年國內企業啟爾機電啟爾機電在浸液控制系統上取得了重大突破。五五、市場機遇及相關企業、市場機遇及相關企業 1、國內光刻機產業在短期及中長期維度，都有望獲

48、得市場發展機遇國內光刻機產業在短期及中長期維度，都有望獲得市場發展機遇 展望未來國內光刻機產業的發展：短期維度，因為芯片制造會使用多種光刻機，對于中低階機型需求穩定，國產廠商有望在中低階領域快短期維度，因為芯片制造會使用多種光刻機，對于中低階機型需求穩定，國產廠商有望在中低階領域快速提升份額速提升份額。在芯片制造過程中，一般核心芯片關鍵層使用先進機型，金屬層線寬更寬，故可以使用傳統成熟機型優化成本結構。雖然短期內國內晶圓廠擴產主要集中于 DUV 光刻機覆蓋的制程，但預計中 19/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 低階機型需求保持穩定，考慮到市場已

49、較為成熟，國內外產品性能參數接近，且下游客戶推進供應鏈國產化意愿強烈，國產廠商有望快速提升份額。中長期維度，國產光刻機致力于逐步實現中低階工藝覆蓋，并有望通過多重曝光技術覆蓋高端工藝以實中長期維度，國產光刻機致力于逐步實現中低階工藝覆蓋，并有望通過多重曝光技術覆蓋高端工藝以實現光刻機設備自主化，現光刻機設備自主化，相關潛在市場前景廣闊相關潛在市場前景廣闊。上海微電子上海微電子研發的 SSA600/20 為 ArFDry 光刻機，可生產 90nm 芯片；其在研的 SSA800/10 為 ArFIm 光刻機，如果能夠實現量產，屆時將覆蓋目前半導體的主流工藝區間，基本滿足國內半導體制造光刻機設備的需

50、求。通過逐步覆蓋各段工藝，國產光刻機設備有望基本實現自主化，且國內晶圓廠擴產主要集中于相應區間，相關市場空間廣闊，有望成為國產光刻機廠商未來的長期增長點。2、開拓發展逢山開道，國內開拓發展逢山開道，國內產業鏈相關產業鏈相關公司加速公司加速布局布局 上海微電子上海微電子：國內領先的掌握設計、集成光刻機整機的制造商，半導體設備領域的領軍企業。華卓精科華卓精科：光刻機雙工作臺供應商，是國內首家自主研發并實現直線電機光刻機雙工件臺商業化生產的企業?？埔婧缭纯埔婧缭矗簢鴥认∪钡木邆涔饪虦史肿蛹す饧夹g研發能力的公司。蘇大維格蘇大維格：國內領先的微納結構產品制造和技術服務商。自研激光直寫光刻機及納米壓印光刻

51、機，同時已向光刻機整機廠商供應投影式光刻機的定位光柵部件。晶方科技晶方科技：國內領軍專業封測廠商，核心技術為晶圓級光學元件技術。公司通過子公司收購 ASML 的核心供應商之一 Anteryon，從而布局光刻機相關業務。新萊應材新萊應材：專注于超凈管閥近三十年，生產高潔凈流體管路系統和超高真空系統的關鍵零部件，并為光刻機等半導體設備提供核心零部件。騰景科技騰景科技：專業從事各類精密光學元件、光纖器件研發、生產和銷售，公司在研的部分光學器件及模組可應用于光刻機光學系統。茂萊光學茂萊光學：國內領先精密光學解決方案供應商，公司產品是光刻機的重要光學部件，覆蓋深紫外 DUV、可見光到遠紅外全譜段。炬光科

52、技炬光科技：主要從事高功率半導體激光元器件和原材料的研發、生產和銷售。公司生產的光場勻化器和廣角勻化擴散器為光刻機制造的重要元件。福晶科技福晶科技：主要從事非線性光學晶體、激光晶體、精密光學元件和激光器件的研發、生產和銷售，同時也為光刻機的生產與制造提供重要零部件，曾經是 ASML 的供應商之一。福光股份福光股份：主要產品為光學鏡頭、光學元器件、光電儀器、光學電子產品等，公司特種光學鏡頭及光電系統廣泛應用于光刻機等高端裝備。美?？萍济腊？萍迹簢鴥瓤諝鈨艋袠I領先供應商。公司研發的 EFU（超薄型設備端自帶風機過濾機組）及ULPA（超高效過濾器）等產品為光刻設備所需的高潔凈環境提供解決方案。清溢

53、光電清溢光電：公司生產應用于平板顯示、半導體芯片等行業的掩膜版。20/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 路維光電路維光電：國內稀缺的可覆蓋 G2.5-G11 全世代掩膜版生產能力的供應商。芯碁微裝芯碁微裝：國內直寫光刻設備領軍企業，公司深耕泛半導體直寫光刻設備。21/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、相關企業、相關企業梳理梳理（部分）（部分）（1）上海微電子：國產光刻機之光上海微電子：國產光刻機之光 上海微電子是國內半導體前道光刻設備的領航者，自成立以來多次承擔光刻機相關的國家重大科技專項，包括

54、浸沒式光刻機、90nm 光刻機等，很大程度上代表國產光刻機領域的先進水平。保持穩定發展趨勢。公司近年收入復合增長率約為 33。目前，公司先進封裝光刻機全球市占率為37%，在中國大陸市場的占有率高達 85%。注重科技研發。公司近年申請專利數共 3900 項，獲得授權2800 項，研發碩博占比 70%。上海微電子的光刻機可用于 IC 前道（SSX600）、先進封裝（SSB500）、LED&MEMS（SSB300）等領域，其中，SSX600 系列光刻機可滿足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 關鍵層和非關鍵層的光刻工藝需求，可用于 8 寸線或 12 寸線的大規模工業生產，是目前上海微

55、電子產品線中較具代表性的先進產品型號。（2）華卓精科：突破性光刻機雙工作臺供應商華卓精科：突破性光刻機雙工作臺供應商 華卓精科成立于 2012 年，主營業務為集成電路制造裝備及關鍵零部件。目前產品包括超精密運動平臺、激光退火設備、晶圓鍵合設備、靜電卡盤、精密測量系統等整機設備及半導體關鍵零部件。華卓精科針對國產高端 IC 前道光刻機的需求推出了 DWS 和 DWSi 兩種系列的雙工件臺，可根據客戶定制化需求提供技術開發服務和產品。DWS 系列雙工件臺。主要適用于干式步進掃描光刻機，產品采用平臺化、模塊化的設計，可同時進行測量流程和曝光流程下的硅片高速超精密運動定位，可用于 65nm 及以上工藝

56、節點的 IC 前道光刻機。DWSi 系列雙工件臺。適用于浸沒式光刻機，在 DWS 系列的基礎上增加了浸沒流場維持、硅片精密控溫、不斷液雙臺交換及漏液防護等功能，可用于 45nm 及以下工藝節點 IC 前道光刻機，DWSi 系列仍處于研發階段。22/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 華卓精科是除 ASML 外全球第二家掌握納米級雙工件臺技術的公司。華卓精科是國內首家自主研發并實現直線電機光刻機雙工件臺商業化生產的企業，是上海微電子的雙工件臺產品及技術開發的供應商。承接國家級專項研發工作，產學研一體化發展。公司自 2013 年以來承擔了多項“02 專

57、項”的研發工作，積累了豐富的技術和專利，為公司的業務發展奠定了堅實的基礎。華卓精科通過“公司+高?！钡难邪l方式，與清華大學半導體裝備研究室緊密合作，通過定制和標準產品業務兩種模式滿足客戶需求。定制化流程主要針對光刻機工件臺、激光退火、運動平臺、靜電卡盤等產品。（3）科益虹源：半導體光源系統供應商科益虹源：半導體光源系統供應商 光源系統光源系統光刻機的三大核心系統之一光刻機的三大核心系統之一。北京科益虹源光電技術有限公司于 2016 年 7 月成立，是國內稀缺、全球第三家具備光刻準分子激光技術全鏈條研發和產業化能力的公司。公司主要研究方向為光源系統技術，而光源系統是光刻機的三大核心系統之一。創新

58、賦能產業發展創新賦能產業發展。作為國家級高新技術企業，公司承擔多項國家 02 專項重大專項任務和北京市重大項目。公司目前已搭建超 60 個技術研究、產品研發平臺，并攻克超 80 項高端光源核心關鍵技術，申請專利 278 項，授權 129 項（國內 112 項，國際 13 項）。公司在多項技術領域填補了國內空白，部分技術達到國際先進水平，為我國半導體產業特別是光刻機的生產與制造提供產品與技術支持，成為光刻機零部件技術創新中心的牽頭單位。公司業務包括國產自研光刻曝光光源產品、進口高端光源技術服務、集成電路檢測光源、特種高壓電源、高端光源核心元器件等產品的銷售和技術服務。主要產品為 DUV（深紫外）

59、光刻光源系列。（4）茂萊光學：國內工業級精密光茂萊光學：國內工業級精密光學龍頭，半導體、學龍頭，半導體、AR/VR 成長空間廣闊成長空間廣闊 23/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 茂萊光學成立于 1999 年，2015 年 6 月 1 日，茂萊光學完成股改變更為股份制公司，并于 2023 年 3 月9 日在上交所上市。公司是國內領先的精密光學綜合解決方案提供商，專注于精密光學器件、光學鏡頭和光學系統的研發、設計、制造及銷售。目前公司產品主要為定制化工業級精密光學產品，主要覆蓋六大細分應用場景，包括半導體、生命科學、航空航天、無人駕駛、生物識別、

60、AR/VR 檢測。從客戶結構來看，公司客戶遍布中東、美國、歐洲等地，各下游領域核心客戶包括 Align、華大智造、Camtek、KLA、上海微電子、Microsoft、Meta 等大型企業。從公司的財務數據來看，公司業務發展迅速，收入規模不斷擴大，市場份額持續提升。2020-2022 年，公司營業收入分別約為 2.46 億元、3.31 億元和 4.39 億元，歸母凈利潤分別為 0.42 億元、0.47 億元、0.59 億元。從公司營業總收入來看，2016 年至 2022 年公司營業總收入實現了七連增，歸母凈利潤也呈現上升趨勢。從業務類型來看光學器件、光學鏡頭和光學系統占據公司 98.23%的營

61、收，其中光學器件營收占比在降低而技術更先進的光學系統營收占比相對提升。從公司下游應用領域收入來看，生命科學、半導體及 AR/VR 檢測是公司前三大下游應用，公司半導體與生命科學領域產品銷售提升較快，而航空航天業務收入占比在不斷降低。2023Q3 公司實現營收 1.21 億元，同比-7.89%，環比+5.73%；實現歸母凈利潤 0.08 億元，同比-70.83%，環比-47.32%。公司 Q3 營收同比下降，歸母凈利潤大幅下降主要系公司對半導體領域保持高強度投入，導致管理/研發費用大幅提升。分下游應用來看，公司前三季度半導體、生命科學、AR/VR檢測生物識別、航空航天、無人駕駛領域收入占比分別為

62、 35.35%、29.32%、9.63%、8.85%、5.68%、3.34%。其中半導體和航空航天領域需求旺盛，半導體收入同比增長 46.71%，航空航天收入同比增長62.96%。從公司產品結構來看，公司主要為客戶提供定制化的精密光學器件、光學鏡頭和光學系統。光學鏡頭方面公司透鏡、平片、棱鏡應用于光刻機，客戶有康寧集團康寧集團、上海微電子上海微電子等，并為半導體檢測設備提供高精度鏡頭、光學系統等，客戶有 Camtek、KLA 等，配套國內主流設備公司。在精密光學器件方面，茂萊光學憑借其精湛的研發和制造技術，能夠提供包括透鏡、棱鏡和平片（包括多光譜濾光片、熒光濾光片、太空反射鏡等）在內的精密光學

63、器件。這些器件具有高面型、高光潔度、高性能鍍膜等優秀特性，被廣泛應用于光刻機、高分衛星、探月工程、民航飛機等國家重大戰略發展領域。公司研發的 DUV 光學透鏡已應用于 SMEE 國產光刻機中，公司半導體檢測設備光學模組供貨 KLA。（5）福晶科技：全球光學晶體龍頭，精密光學元件廣泛布局福晶科技：全球光學晶體龍頭，精密光學元件廣泛布局 VR/AR、半導體設備等、半導體設備等領域領域 24/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 福晶科技 1990 年由中國科學院福建物質結構研究所（簡稱：中國科學院物構所）出資設立，2008 年 3月福晶科技股份有限公司在

64、深圳中小板上市。公司主要從事晶體元器件、精密光學元件及激光器件等產品的研發、生產和銷售。公司深耕非線性光學晶體三十余年，是全球知名的 LBO 晶體、BBO 晶體、Nd:YVO4 晶體、磁光晶體、精密及超精密光學元件、高功率光隔離器、聲光及電光器件的龍頭廠商。公司是國內少數能夠提供“晶體+光學元件+激光器件”一站式綜合服務的供應商。公司產品不斷豐富，下游應用逐步拓寬，客戶覆蓋全球龍頭廠商，包括相干、通快、光譜物理和銳克激光等。從公司的財務數據來看，2022 年度，公司實現營業收入 7.68 億元，同比+11.57%，公司營業收入保持九年增長，主要原因為公司在激光行業上游，近年來受到國內激光行業迅

65、速發展，客戶需求旺盛。公司2022 年實現歸母凈利潤 2.26 億元，同比+18.30%，公司不斷拓展產品線，下游應用遍布激光行業、光通信、汽車電子、消費電子等領域。2023 年 Q3 公司實現營業收入 2.07 億元，同比略微下降；歸母凈利潤 0.53 億元，較去年同比-26.49%。公司 Q3 業績有所下降，主要系公司加大對于生物醫療、半導體、光通信等新應用領域布局力度，從而使費用端出現較大增長。從盈利能力來看，23Q3 公司銷售毛利率、凈利率分別為 55.98%，29.07%，相較去年同比均有下降。福晶科技作為激光行業上游的主要業務提供商，公司的產品涵蓋了晶體元器件、精密光學元件和激光器

66、件三大類別。福晶科技的光學元件可以用于制造光刻機中的光學部分，包括投影鏡頭和顯微鏡等關鍵部 25/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 件。公司與中科晶創、物構所投資設立福建睿創光電科技有限公司，開展衍射光學及微光學等產品的開發、生產和銷售業務，衍射光學元件（Diffractive Optical Elements,DOE）是光刻機中一系列可動的鏡片，主要用于產生光刻所需要的光源。目前公司產品間接供貨給 ASML。（6）晶方科技：晶方科技：ASML 是其子公司是其子公司 Anteryon 的重要客戶的重要客戶 晶方科技擁有傳感器封測和微型光學器件兩大

67、業務晶方科技擁有傳感器封測和微型光學器件兩大業務。公司是專業的封測服務提供商，封裝產品包括圖像傳感器芯片、生物身份識別芯片、MEMS 芯片等，應用范圍涵蓋手機、安防、身份識別、汽車電子、3D 傳感等；公司微型光學器件業務主要通過并購及業務技術整合等方式加以拓展。2022 年，公司芯片封裝收入為 8.57 億元，光學器件收入為 2.39 億元。全球光刻機龍頭全球光刻機龍頭 ASML 是晶方是晶方科技子公司科技子公司 Anteryon 最主要的客戶之一最主要的客戶之一。根據公司公告及投資者互動平臺信息，2019 年，晶方光電完成對荷蘭 Anteryon 公司的并購，后者擁有混合鏡頭、晶圓級微型光學

68、器件工藝技術設計及量產能力，全球光刻機龍頭 ASML 是其最主要客戶之一。六六、未來未來國內國內行業發展趨勢行業發展趨勢 1、政策利好行業發展、政策利好行業發展 相比之下，我國光刻機技術長期處于落后狀態，光刻設備需要長期大量依賴進口，同時由于光刻機屬于高精尖產品，其產能有限。因此，從國家安全層面來講，核心技術必須做到獨立自主，相關政策也持續推出。我國對于光刻機行業較為重視。對于整個 IC 產業鏈企業的政策優待以及對于半導體設備行業的相關規劃與推動將持續推出。其主要表現在資金方面的補助和人才方面的培養，以及進出口，投融資方面的政策扶持。2、光刻機在半導體設備的占比呈向上趨勢光刻機在半導體設備的占

69、比呈向上趨勢 2022 年 WFE（全球晶圓廠設備支出）980 億美元，創歷史新高，2023 年將下降 22%至 760 億美元。預計 2024 年迎來復蘇，同比增長 21%至 920 億美元。26/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 光刻機市場趨勢與 WFE 整體趨勢基本保持一致，但隨著芯片工藝升級，對應光刻難度提升，采用更先進的機臺，因此，光刻機在半導體設備的占比呈向上趨勢，2024 年光刻支出占 WFE 的比例將超過25%，以此測算光刻機市場規模約 230 億美元。3、國產代替進口需求推動行業發展、國產代替進口需求推動行業發展 目前光刻機市場

70、主要由國外的三個企業所壟斷，隨著中國大陸代工廠的不斷擴建，未來對于國產光刻機的需求不斷提升，而當前國內與國外頂尖光刻機制程仍存在較大差距。但為應對國外技術出口管制風險，國產光刻機需求上漲，推動行業加速發展。七七、空間、空間展望展望 1、晶圓廠積極擴產帶動光刻機需求晶圓廠積極擴產帶動光刻機需求 2020-2030 年，預計全球晶圓產能每年將增長 78 萬片/月，CAGR 為 6.5%。其中先進、成熟制程每年月產能增長分別為 22/38 萬片，CAGR 分別為 12.0%/6.0%，存儲芯片增速放緩，DRAM 和 NAND 增速分別為 4.7%/4.9%。若進一步考慮技術主權和競爭，將再增加 15

71、 萬片/月的產能。27/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、高端需求驅動光刻機發展高端需求驅動光刻機發展 以光學傳感器與成熟邏輯芯片為代表的高端市場，驅動光刻機技術的迭代。其中成熟芯片中，主要包括功率芯片、傳感器、成熟邏輯/模擬芯片：ArFi 光刻機主要應用在光學傳感（ArFi 光刻花費占比約 40%）與成熟邏輯芯片（ArFi 光刻花費占比約 60%）。其余光刻機主要用于功率芯片（KrF45%、i-line55%）、非光學傳感（KrF30%、i-line70%）、模擬芯片（ArF、KrF、i-line 光刻花費占比相近）的生產。據 ASML 的

72、財報計算，EUV 與 ArFi 光刻機的 ASP 遠遠高于 KrF 和 i-line 光刻機，盡管高端機型出貨量少于中低端光刻機，但總收入較高，市場規模較大。在 ASML 的設備收入中，EUV+ArFi 占比超 8 成。3、芯片性能升級推動光刻強度上升芯片性能升級推動光刻強度上升 光刻強度是指光刻資本支出占新建晶圓廠總資本支出的比例，呈現上升態勢。先進邏輯制程對分辨率要求最高，因而光刻難度最大、光刻強度也最高。10nm 邏輯芯片已達 25%，5nm 及以下制程需要利用 EUV+多重曝光實現，光刻強度超過 35%。先進DRAM 芯片光刻強度在 25%左右。NAND 多采用 3D 堆疊架構，光刻強

73、度相對較低，但存儲巨頭也在逐步引入 EUV 生產更高層 3D NAND。28/29 2024 年年 4 月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4、半導體設備市場規模超千億美元，其中光刻設備占比超半導體設備市場規模超千億美元，其中光刻設備占比超 22%2022 年全球半導體設備市場規模年全球半導體設備市場規模超千億美元，超千億美元，2024 年有望復蘇至年有望復蘇至 1000 億美元億美元。半導體專用設備市場與半導體產業景氣狀況緊密相關，2021 年起，下游市場需求帶動全球晶圓產商持續擴建，半導體設備受益于晶圓廠商不斷拔高的資本支出，據 SEMI 數據，2021/22 年全球半

74、導體設備市場規模分別為1026/1074 億美元，連續兩年創歷史新高。SEMI 預測，由于宏觀經濟形勢的挑戰和半導體需求的疲軟，2023 年半導體制造設備全球銷售額將從 2022 年創紀錄的 1074 億美元減少 18.6%，至 874 億美元；2024 年將復蘇至 1000 億美元。2022 年中國大陸半導體設備市場規模占全球年中國大陸半導體設備市場規模占全球 26.3%，近，近 5 年增速領先全球年增速領先全球。隨著全球半導體產業鏈不斷向中國大陸轉移，國內技術進步及扶持政策持續推動中國集成電路產業持續快速發展。根據 SEMI數據，2022 年中國大陸半導體設備銷售額 282.7 億美元，市

75、場規模在 2017-2022 年的年復合增長率為28%，增速明顯高于全球。中國大陸半導體設備市場規模占全球比重 26.3%，連續三年成為全球半導體設備的最大市場，其次為中國臺灣和韓國。SEMI 預計 2023 年和 2024 年，中國大陸、中國臺灣和韓國 29/29 2024 年年 4 月月 12 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 仍將是設備支出的前三大目的地，其中預計中國臺灣地區將在 2023 年重新獲得領先地位，中國大陸將在 2024 年重返榜首。八、參考研報八、參考研報 1.華福證券-光刻機行業深度報告：博采眾星之光，點亮皇冠明珠2.中航證券-電子行業光刻機深度：篳路藍縷，尋光刻星火3.中信證券-光刻機行業深度研究報告：核心“卡脖子”設備國產替代蓄勢待發4.國金證券-電子行業深度研究：光刻機光學，國產之路道阻且長，“中國蔡司”未來可期5.嘉世咨詢-光刻機行業簡析報告6.德邦證券-電子行業專題：ASML 如何能獨霸光刻機，國產光刻機的三座大山7.光大證券-半導體行業新周期系列報告之二：光刻機，半導體設備明珠，國產化突破在即8.民生證券-機械行業一周解一惑系列：光刻機各環節國產化情況免責聲明：以上內容僅供學習交流，不構成投資建議。