1、請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告|20242024年年1212月月0505日日優于大市優于大市光刻機產業深度系列專題報告（一）光刻機產業深度系列專題報告（一）先進制程關鍵步驟，半導體設備明珠，先進制程關鍵步驟，半導體設備明珠，光刻機光刻機市場市場迎國產化機遇迎國產化機遇核心觀點核心觀點行業研究行業研究行業專題行業專題電子電子半導體半導體優于大市優于大市維持維持證券分析師：胡劍證券分析師：胡劍證券分析師：胡慧證券分析師：胡慧021-60893306021-S0980521080001S0980521080002證券分析師：葉子證券分析師：葉子證券分析師：張大為

2、證券分析師：張大為0755-81982153021-S0980522100003S0980524100002證券分析師：詹瀏洋證券分析師：詹瀏洋010-S0980524060001市場走勢資料來源：Wind、國信證券經濟研究所整理相關研究報告半導體三季報業績綜述：收入和歸母凈利潤均同比增長，毛利率同環比提高 2024-11-10半導體 11 月投資策略：全球半導體銷售額創季度新高，繼續推薦細分龍頭 2024-11-07半導體 10 月投資策略：8 月全球半導體銷售額創歷史新高，推薦細分龍頭 2024-10-06CIS 行業專題：影像技術路線分化，國產龍頭加速趕超 2024-09-24半導體行業

3、專題：先進封裝超越摩爾定律，晶圓廠和封測廠齊發力 2024-09-19光刻是先進制程的關鍵步驟光刻是先進制程的關鍵步驟，半導體產業的基石半導體產業的基石。光刻是一種圖像復制技術，在芯片制造過程中耗時最長，成本占比最高。作為先進制程的關鍵步驟，光刻分辨率決定了元件的最小特征尺寸與芯片的集成度。根據瑞利準則，可以通過縮短光源波長、增大數值孔徑、減小光刻工藝因子提高光刻分辨率，進而提升芯片的性能。光刻技術作為半導體產業的基石，一般用工藝節點反應半導體行業發展水平，28nm 是工藝節點的重要分水嶺，在性價比方面與下一代工藝有著較大差異。光刻機為半導體光刻機為半導體設備設備皇冠上的明珠皇冠上的明珠，光學

4、系統是其最重要的子系統之一光學系統是其最重要的子系統之一。光刻機作為所有半導體制造設備中難度最高、最難突破的一環，占晶圓生產設備總市場的24%。從UV到EUV，光刻機經歷了五代發展和進化，每次光源的改進都顯著提升了光刻機所能實現的最小工藝節點。根據前瞻研究院數據，光刻機由光源、曝光和雙工作臺三大核心系統組成，一臺EUV光刻機內含有超10 萬個精密零部件，全球供應商超過5000 家。其中光學系統最重要的子系統之一，約占整體光刻機成本的30%。全球全球光刻機千億光刻機千億人民幣人民幣市場規模且保持高速增長市場規模且保持高速增長。市場規模方面，2011年光刻機市場規模257 億美元。根據Market

5、 Intelligence，預計2022-2028 年全球光刻機市場規模CAGR 有望達到6%。出貨量方面，ASML、Nikon、Canon三大光刻機供應商占據了 99%以上市場份額，出貨量穩步提升，2019-2023年CAGR 達16.75%。按供應商分類，ASML 出貨量增長最為明顯，近五年光刻機出貨量CAGR 達18.33%。平均售價方面，EUV 光刻機單價增長明顯，ASP 由2018 年的1.0億歐元提升至2023年的1.7億歐元，其余價格較為穩定。ASMLASML、NikonNikon、CanonCanon 三大光刻機供應商占據主要市場，三大光刻機供應商占據主要市場，ASMLASML

6、 為為行業行業龍頭。龍頭。光刻機行業屬于寡頭壟斷格局，市場份額集中，ASML出貨量市占率63%，營收市占率81%。在高端光刻機（EUV、ArFi、ArF）市場，ASML的出貨量占據優勢，市占率分別為100%/95%/87%。2006-2023 年，ASML總計投入研發費用245.48億歐元，平均研發費用率達到15.5%。持續高強度的研發投入使ASML在高端光刻機領域構建起絕對領先的技術壁壘，市占率有望繼續鞏固。Nikon和Canon 則憑借價格優勢占據中低端光刻機（KrF、i-line）市場。國產光刻機空間廣闊國產光刻機空間廣闊、任重道遠任重道遠。陸資晶圓代工廠產能持續擴張帶動光刻機需求提升，

7、美日荷對華先進制程封鎖，光刻機國產化勢在必行。上海微電子作為目前國內唯一前道光刻機整機制造商，其自主研發的600系列前道光刻機可批量生產90nm 工藝的芯片，500系列后道制造光刻機占據80%以上國內市場。國產供應鏈方面，科益虹源作為我國唯一、全球第三家從事光刻準分子激光技術全鏈條研發的公司，193nm ArF準分子激光器完成出貨。國望光學研發面向28nm 節點的ArFi 光刻曝光光學系統，國科精密團隊成功研制國內首套NA0.75 ArF 曝光光學系統。華卓精科與清華大學團隊持續攻堅浸沒式光刻機用雙工件臺DWSi。產業鏈相關公司：產業鏈相關公司：茂萊光學、福晶科技、福光股份、騰景科技、波長光電

8、、永新光學、藍特光學、炬光科技、賽微電子等。風險提示：風險提示：國外頂尖制程工藝再度突破；國產光刻機研發及落地不及預期；下游需求疲軟，晶圓代工廠擴產不及預期；光刻機出口管制進一步加劇。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告2內容目錄內容目錄光刻：先進制程關鍵步驟，半導體產業基石光刻：先進制程關鍵步驟，半導體產業基石.6 6光刻技術簡介.6光刻的工藝水平決定芯片的制程與性能.8制程技術決定半導體行業的發展水平.10多重曝光工藝可跨越光刻機極限分辨率，實現更小線寬.12光刻機詳解：半導體制造業皇冠上的明珠，光學系統為重中之重光刻機詳解：半導體制造業皇冠上的明珠，光學系

9、統為重中之重.1414發展歷程與趨勢：從 UV 到 EUV，正在向 High-NA EUV 發展.14產業鏈涉及范圍廣，所需供應組件眾多，供應鏈管理難度高.15整體結構：多種先進系統的精準組合.16光源系統：穩定產生特定波長的光線.17照明系統：優化成像過程.18投影物鏡系統：實現光線的聚焦.19工作臺系統：承載晶圓、精確對準.21千億市場高速增長，一超兩強三分天下千億市場高速增長，一超兩強三分天下.2222市場規模：千億市場高速增長.22競爭格局：三大供應商占據主要市場，ASML 為絕對龍頭.24國產光刻機空間廣闊、任重道遠國產光刻機空間廣闊、任重道遠.2727中國除港澳臺地區光刻機進口規模

10、大，替代空間廣.27陸資晶圓代工廠需求持續增高.28美日荷對華先進制程封鎖，光刻機國產化勢在必行.30舉全國之力，國產光刻機產業鏈實現部分突破.30產業鏈相關公司概覽產業鏈相關公司概覽.3434茂萊光學（688502.SH）：精密光學方案商賦能國產 I 線曝光物鏡.34福晶科技（002222.SZ）：立足晶體元件，布局超精密光學業務.34福光股份（688010.SH）：特種及民品光學鏡頭領先者.35騰景科技（688159.SH）：深入研發光刻機合分束器項目.35波長光電（301421.SZ）：大孔徑光學鏡頭進入半導體產業鏈.36永新光學（603297.SH）：光學精密儀器及元組件供應商，產品可

11、用于半導體領域.37藍特光學（688127.SH）：領先的光學產品制造企業，納米級光刻機鏡頭系統在研.37炬光科技（688167.SH）：供應光刻機用光場勻化器，擬向光刻制程設備微透鏡陣列拓展.38賽微電子（300456.SZ）：全球 MEMS 代工龍頭，高端光刻機微鏡主要供應商.39風險提示風險提示.4141請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告3圖表圖表目錄目錄圖1：摩爾定律.6圖2：相機原理示意圖.7圖3：光刻原理示意圖.7圖4：半導體芯片制造流程.8圖5：瑞利準則概述圖.8圖6：孔徑角示意圖.8圖7：光刻機光源波長變化趨勢.9圖8：光刻機數值孔徑 NA 變

12、化趨勢.9圖9：晶體管的柵極長度示意圖.11圖10：ASML 對客戶節點演進的預測.11圖11：LELE 工藝示意圖.12圖12：SADP 工藝示意圖.12圖13：使用浸沒式 DUV 和 EUV 實現更小特征尺寸時的方案.13圖14：使用浸沒式 DUV 進行多重曝光的工藝復雜度.13圖15：采用浸沒式 DUV 與 EUV 的工藝步數對比.13圖16：ASML 光刻機簡易工作原理圖.14圖17：光刻機產業鏈.15圖18：光刻機的結構構成（以浸沒式 DUV 設備 TWINSCAN NET：2100i 為例）.16圖19：光刻機的結構構成（以 ASML EUV 設備為例）.16圖20：Cymer 單

13、腔 DUV 準分子激光器的工作原理.17圖21：新型準分子激光器各個模塊的技術進步.17圖22：EUV 光源系統結構圖.18圖23：EUV 光源雙脈沖方案.18圖24：照明系統結構.18圖25：衍射光無法成像示意圖.19圖26：環形光成像示意圖.19圖27：物鏡系統通過各種透鏡組合修正成像質量.19圖28：DUV 光刻機的物鏡系統.20圖29：EUV 光刻機的物鏡系統.20圖30：投影物鏡與高端單反鏡頭像素差.21圖31：ZESSI 物鏡參數.21圖32：雙工件臺工作原理示意（以 ASML DUV 光刻機為例）.21圖33：全球光刻機市場規模（百萬美元）.22圖34：全球半導體設備細分市場結構

14、.22圖35：光刻機占半導體市場規模比例.23圖36：2019-2022 年全球光刻機出貨量（臺，按供應商分）.23圖37：2019-2022 年全球光刻機營收（億元）及同比（%）.23請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告4圖38：2019-2023 年全球光刻機出貨量（臺，按設備類型分）.24圖39：不同類型光刻機平均售價（億歐元/臺）.24圖40：2023 年光刻機市占率（按出貨量）.25圖41：2023 年光刻機市占率（按營收）.25圖42：2023 年不同類型光刻機市占率（按出貨量）.25圖43：ASML 研發費用（億歐元）及研發費用率（%）.26圖44

15、：2016-2023 年 ASML 分地區營收情況（億歐元）.28圖45：2023 年全球 300mm（12 英寸）晶圓產能市占率.28圖46：陸資 200mm（8 英寸）晶圓產能（萬片/月）及市占率.28圖47：上海微電子自主研發的 600 系列前道制造光刻機.32圖48：上海微電子自主研發的 500 系列后道先進封裝光刻機.33圖49：茂萊光學營業收入及同比增速.34圖50：茂萊光學歸母凈利潤及同比增速.34圖51：福晶科技營業收入及同比增速.35圖52：福晶科技歸母凈利潤及同比增速.35圖53：福光股份營業收入及同比增速.35圖54：福光股份歸母凈利潤及同比增速.35圖55：騰景科技營業

16、收入及同比增速.36圖56：騰景科技歸母凈利潤及同比增速.36圖57：波長光電營業收入及同比增速.36圖58：波長光電歸母凈利潤及同比增速.36圖59：永新光學營業收入及同比增速.37圖60：永新光學凈利潤及同比增速.37圖61：藍特光學營業收入及同比增速.38圖62：藍特光學凈利潤及同比增速.38圖63：炬光科技營業收入及同比增速.39圖64：炬光科技凈利潤.39圖65：賽微電子營業收入及同比增速.40圖66：賽微電子凈利潤及同比增速.40請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告5表1：各個工藝節點和工藝及光刻機光源類型的關系.11表2：光刻機發展歷程.15表3：

17、2023 年前三大供應商（ASML、Nikon、Canon）的集成電路用光刻機出貨量（單位：臺）.24表4：部分在售光刻機相關參數.26表5：陸資晶圓廠 300mm（12 英寸）擴產規劃.29表6：陸資晶圓廠 200mm（8 英寸）擴產規劃.29表7：“02 專項”目標.30表8：國內光刻機重點項目主要產業化落地公司及進展.31表9：上海微電子歷史沿革.31表10：藍特光學部分在研項目情況.38表11：賽微電子與 AS 公司歷史建立訂單情況.40請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告6光刻：先進制程關鍵步驟，半導體產業基石光刻：先進制程關鍵步驟，半導體產業基石光刻

18、技術簡介光刻技術簡介摩爾定律摩爾定律（MooresLawMooresLaw）：1965 年，英特爾聯合創始人戈登 摩爾（Gordon Moore）提出著名的摩爾定律：當價格不變時，集成電路上可容納的電子元件的數目，約每隔 18-24 個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。半導體行業大致按照摩爾定律發展了半個多世紀，對二十世紀后半葉的世界經濟增長做出了貢獻，并驅動了一系列科技創新、社會改革、生產效率的提高和經濟增長。個人電腦、因特網、智能手機等技術改善和創新都離不開摩爾定律的延續。不斷迭代創新的光刻技術使摩爾定律持續實現。圖1：摩爾定律資料來源：Wiki，國信證券經濟研究所整理光刻光刻(Litho

19、graphy)(Lithography)是一種圖像復制技術，是集成電路工藝中至關重要的一項工是一種圖像復制技術，是集成電路工藝中至關重要的一項工藝。藝。簡單地說，光刻是將掩模版上具有各種電子特性的區域圖（即電路圖形），按比例精確微縮并曝光成像在晶圓上，完成集成電路工藝圖形化轉移的第一步。其原理與照相十分類似，但精細度要求較高。相機的原理，是被攝物體被光線照射所反射的光線，透過相機的鏡頭，將影像投射并聚集在相機的底片（感光元件）上。而光刻機的原理是將高能激光（Laser）穿過掩模版（Reticle），將掩模版上的電路圖形透過聚光鏡（Projection lens），將影像縮小十六分之一后成像（影

20、像復制）在預涂光阻層的晶圓（Wafer）上。對比相機和光刻機，被拍攝的物體相當于掩模版，單反鏡頭等同于聚光鏡，底片就是預涂光阻層的晶圓。值得注意的是，光刻過程只是投影，并沒有刻的過程，刻的過程是在刻蝕機完成的。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告7圖2：相機原理示意圖圖3：光刻原理示意圖資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理光刻在芯片制造過程中耗時最長、成本占比最高。光刻在芯片制造過程中耗時最長、成本占比最高。在芯片制造過程中，一般需要進行 20-30 次光刻才能完成各層圖形的傳遞，每一次都需要經過一整套復雜的工藝過

21、程,包括沉積、涂膠、曝光、顯影、刻蝕、離子注入、光刻膠移除等重要步驟。在芯片制造過程中，光刻是最復雜、昂貴和關鍵的工藝，光刻的成本約為整個制造工藝成本的 1/3，耗費時間約占整個制造工藝時間的 40%-60%。(1)沉積：沉積：將硅或是其他材料通過沉積的方式加在晶圓上,作為這一層的基材(基底材料)。并在其上層產生氧化層(二氧化硅)作為絕緣層。(2)涂膠：涂膠：將光刻膠均勻旋涂在氧化層(二氧化硅)上。(3)曝光：曝光：使用高能激光透過掩模版，將光罩上的線路圖形轉移到光刻膠上，光刻膠被激光照射到的部分會產生感光。(4)顯影顯影：加入顯影液，將沒有被感光的光刻膠溶解去除。此時，氧化層(二氧化硅)上只

22、留下了被感光的光刻膠區域，即掩模版上的線路圖圖形。(5)刻蝕：刻蝕：使用化學或物理濺射方式將沒有被光阻保護的氧化層(二氧化硅)部分去除。(6)離子注入離子注入：在沒有被光刻膠或氧化層保護的部分注入離子,在硅層產生半導體層。(7)光刻膠移除：光刻膠移除：離子注入之后，已經不再需要光刻膠作為保護層，這時將多余的光刻膠去除。與其他技術路線相比，光刻技術更適合大規模量產。與其他技術路線相比，光刻技術更適合大規模量產。由于采用了投影的方式，一片晶圓經過光刻工藝之后，便完成了成千上萬個芯片的曝光工作，效率較高，遠超電子束刻蝕、納米壓印等其他技術路線。高效率意味著更低的成本，因此光刻技術路線是目前廠商大規模

23、量產的主流選擇，其地位不可撼動。以 ASML NXT1980Di 的官方數據為例，其產能是每小時 275 片，前置條件是單片晶圓曝光 96個區域，同時每平方厘米能給 30 焦耳的能量。目前沒有一個其他的技術路線，包括電子束刻蝕和納米壓印能做到這樣的量產規模。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告8圖4：半導體芯片制造流程資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理光刻的工藝水平決定芯片的制程與性能光刻的工藝水平決定芯片的制程與性能光刻分辨率光刻分辨率（ResolutionResolution）表示能清晰投影最小圖像的能力表示能清晰投影最小圖像的能力，是光刻機最重要的

24、是光刻機最重要的技術指標之一技術指標之一，決定元件的最小特征尺寸與芯片的集成度決定元件的最小特征尺寸與芯片的集成度。對于理想的成像系統，一個點所成的像是一個完美的點，但實際光學系統中使用的透鏡具有一定大小的孔徑，由于光的衍射現象衍射現象，系統所成的像不再是理想的幾何點像，而是具有一定大小的光斑（艾里斑）。當兩個點過于靠近時，其所成的光斑重疊在一起，就可能分辨不出是兩個點所成的像，即光學系統中存在著極限分辨率極限分辨率。瑞利準則（Rayleigh Criterion）規定，當一個艾里斑的中心與另一個艾里斑的第一級暗環重合時，達到極限點，此時兩個光斑剛好可以被分辨，再近就不能分辨了。其中，能夠區分

25、兩個光斑的最小距離，就是分辨率能夠區分兩個光斑的最小距離，就是分辨率。分辨率決定了元件的最小特征最小特征尺寸尺寸，進而決定了芯片的集成密度。我們沿著摩爾定律不斷追求晶體管數目翻倍的過程，其實就是在追求越來越高的分辨率。圖5：瑞利準則概述圖圖6：孔徑角示意圖資料來源：百度百科，國信證券經濟研究所整理資料來源：Zeiss，國信證券經濟研究所整理光刻分辨率由光源波長光刻分辨率由光源波長、數值孔徑數值孔徑、光刻工藝因子決定光刻工藝因子決定。根據瑞利準則，分辨率公式為 R=k1*/NA，其中為光刻機使用的光源波長；NA(Numerical Aperture）是光學器件的數值孔徑，描述了它們能夠收集光的角

26、度范圍，表示可以收集多少光，公式為 NA=n*sin，n 為投影物鏡系統像方介質的折射率，為投影物鏡像方半孔徑角；k1代表光刻工藝因子，是眾多其他影響因子的匯總，如光刻膠的聚合度，分子量，顆粒度，感光劑，以及硅片的平整度，光的入射角度，雜質/灰塵請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告9的影響量等。k1與使用方（芯片制造公司）的工藝密切相關，不同的公司，該參數差異較大，理論上對于單次曝光，k1的最小極限約為 0.25。通過縮短光源波長、增大數值孔徑、減小光刻工藝因子可以提高光刻分辨率。通過縮短光源波長、增大數值孔徑、減小光刻工藝因子可以提高光刻分辨率。(1)縮短光源

27、波長：早期的光刻機為了提高分辨率，把資源都集中在如何縮短光源波長方面，于是光刻機的波長一路降低，從早期的高壓汞燈g線的436nm，i 線的 365nm，到準分子激光器 DUV KrF 的 248nm，ArF 的 193nm，再到 193nm浸沒式等效出 134nm，到現在出現了極紫外 EUV 的 13.5nm。圖7：光刻機光源波長變化趨勢資料來源：SEMICON EUROPA 2018，ChipChina，國信證券經濟研究所整理(2)增大數值孔徑：數值孔徑 NA 和光刻機投影系統的設計有密切關系，隨著成像系統越來越復雜，內部涉及的棱鏡與反射鏡越來越多，NA 值逐漸提高、sin接近理論極限值。通

28、過改變環境的折射率可以改變數值孔徑，折射率越大NA 越大。浸入式光刻機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。從 ArF 到 ArFi，由于引入水介質（n=1.33）使得 NA 值提高了 45%。圖8：光刻機數值孔徑 NA 變化趨勢資料來源：半導體芯科技官網，國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告10(3)減小光刻工藝因子：計算光刻 OPC-由于光刻采用光學的方式曝光，存在光學鄰近效應，使得最終圖案與設計圖案存在差異，通過在掩膜上增加輔助結構來消除圖像失真，從而獲得更好的加工精度；離軸照明 OAI-通過采用特

29、殊光源讓正入射方式光變成斜入射方式，在同等數值孔徑內容納更多的高階光，以此提高分辨率；相移掩模 PSM通過改變掩模版結構，在其中一個光源處采用 180 度相移，使兩處光源產生的光產生相位相消，使兩個光源可以有效區分開，以此提高分辨率。通過不斷提升光刻工藝的分辨率通過不斷提升光刻工藝的分辨率，進而提升芯片的性能進而提升芯片的性能。由于光刻的分辨率直接決定元件的最小特征尺寸，元件的特征尺寸越小，元件間的距離越近。電子在元件中的運動是從元件的一端通過一段溝道送到另一端。元件兩端距離越短，傳送時間越短；元件與元件間的距離越近，傳送時間亦越短，因此數據傳遞的速度也越快。此外，元件的特征尺寸越小，單位面積

30、上可容納的電子元件數目越多（集成度越高）。對于存儲芯片來說，意味著存儲速度和存儲量不斷提升；對于處理芯片來說，便可在一個芯片中制作多個處理單元，即二核心、四核心、八核心等多核架構，多核架構的處理芯片能夠同時處理多個任務(多工)，顯著提升了處理速度。制程技術決定半導體行業的發展水平制程技術決定半導體行業的發展水平工藝節點工藝節點（NodeNode）是反應集成電路技術工藝水平最直接的參數是反應集成電路技術工藝水平最直接的參數。節點的尺寸數值和晶體管的長寬成正比，每一個節點基本上是前一個節點的 0.7 倍。由于長寬均成正比，0.7X0.7=0.49，所以每一代工藝節點上晶體管的面積都比上一代大約縮小

31、一半，即單位面積上的晶體管數量翻了一番，這也是著名的摩爾定律的基礎所在。一般而言，大約 18-24 個月，工藝節點就會發展一代。目前主流的節點為0.35um、0.25um、0.18um、90nm、65nm、40nm、28nm、20nm、16/14nm、10nm、7nm等。工藝節點的發展圍繞著關鍵指標工藝節點的發展圍繞著關鍵指標 PPACPPAC 進行進行。PPAC 是性能（Performance），功耗（Power），面積尺寸（Area）以及成本（Cost）的縮寫。芯片的發展思路是，在不斷提高晶體管密度（不完全等于縮小晶體管）的情況下，保證晶體管的性能不變或提升，并保證成本可接受。當前的先進工

32、藝節點只是等效工藝節點，而非真正的當前的先進工藝節點只是等效工藝節點，而非真正的 GateGate LengthLength。在工藝發展的初期，節點的數值一般指晶體管柵極的最小長度（Gate Length）。晶體管的縮小不但提升了晶體管密度，也降低了功耗、提升了性能。但隨著尺寸的不斷微縮，短溝道效應和量子隧穿效應開始愈發顯著，直接縮小晶體管非但不能提升性能，反而會導致嚴重的漏電，進而影響性能。近幾年，隨著 HKMG 和 FinFET 等關鍵技術的發明和應用，在晶體管的實際 Gate Length 并沒有改變多少的情況下，晶體管密度提高、體積縮小、性能提升、功耗降低，因此也被叫做等效工藝等效工藝

33、。制造廠商出于商業宣傳的考量，開始使用一些圖形的特征尺寸（Feature Size）來表示工藝節點，往往用最致密周期圖形的半間距長度來作為工藝節點的數值，且不同制造廠的工藝節點換算方法不一，便導致了很多理解上的混亂。同時這也導致了雖然工藝節點的發展依然按照 0.7 倍的規律前進，但實際上晶體管的面積實際上晶體管的面積以及電性能的提升遠遠落后于節點數值變化以及電性能的提升遠遠落后于節點數值變化。根據 Intel 的數據，其 20nm 工藝的實際性能等效于三星 14nm 和臺積電 16nm 工藝的性能。28nm28nm 是工藝節點的重要分水嶺是工藝節點的重要分水嶺，在性價比方面與下一代工藝有著較大

34、的差別在性價比方面與下一代工藝有著較大的差別。大量不需要特別高性能而對成本敏感的產品（如 IOT 領域的芯片）會長期對 28nm工藝保持需求，因此 28nm 節點會成為一個長節點，在未來比較長的一段時間內都請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告11圖9：晶體管的柵極長度示意圖圖10：ASML 對客戶節點演進的預測資料來源：錦緞，國信證券經濟研究所整理資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理會被廣泛應用，其淘汰時間也會遠遠長于其它工藝節點。這是因為：（1）65nm 工藝及以前：工藝節點的數值和光刻機的最高分辨率一致。由于鏡頭NA 沒有太大的變化，所以工藝節點主要由

35、光源的波長決定。ArF 193nm 的波長可以實現的最高工藝節點是 65nm。（2）45-28nm 工藝：由于短溝道效應和量子隧穿效應，光源波長難于進一步突破，業界采用了浸入式技術，將等效的光源波長縮小到了 134nm。同時，在相移掩模和 OPC（光學臨近效應修正）等技術的協同助力下，在光源波長不變的條件下，業界將工藝節點一直推進到了 28nm。（3）28nm 工藝以后：由于單次曝光的圖形間距無法進一步提升，所以業界開始廣泛采用多重曝光工藝（即多次曝光和刻蝕）來產生更致密的圖形。但多重曝光工藝導致了掩模和生產工序的增加，直接導致了成本的劇烈上升以及良率的下降。同時，節點的提升并沒有帶來芯片性能

36、成比例的增加，所以目前只有對芯片性能和功耗有著極端要求的產品才會采用這些高階工藝節點技術。于是，28nm 便成為了工藝節點的重要的分水嶺，在性價比方面與下一代工藝有著較大的差別。表1：各個工藝節點和工藝及光刻機光源類型的關系節點節點（制程制程）晶圓尺寸晶圓尺寸金屬材料金屬材料光刻機類型光刻機類型HKMGHKMGFinFETFinFET0.50.5m m200nmAlg-line:436nm0.350.35m m200nmAli-line:365nm0.250.25m m200nmAlKrF:248nm(stepper)0.180.18m m200nmAlKrF:248nm(stepper&sc

37、anner)0.130.13m m200/300nmAl/CuArF:193nm90nm90nm300nmAl/CuArF:193nm65/55nm65/55nm300nmCuArF:193nm45/40nm45/40nm300nmCuArFi:193nm(134nm)28nm28nm300nmCuArFi:193nm(134nm)22/20nm22/20nm300nmCuArFi:193nm(134nm)14/16nm14/16nm300nmCuArFi:193nm(134nm)10nm10nm300nmCuArFi:193nm(134nm)7nm7nm300nmCuEUV:13.5nm/A

38、rFi:193nm(134nm)5nm5nm300nmCuEUV:13.5nm3nm3nm300nmCuEUV:13.5nm資料來源：薩科微半導體官網，國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告12多重曝光工藝可跨越光刻機極限分辨率，實現更小線寬多重曝光工藝可跨越光刻機極限分辨率，實現更小線寬當光刻機性能不足時當光刻機性能不足時，多重曝光是變相提升芯片制程的唯一辦法多重曝光是變相提升芯片制程的唯一辦法。在實現摩爾定律的路徑上，除了光刻機本身的升級，不同工藝路線的多重曝光工藝亦可以實現更小線寬。多重曝光是指將原本一層光刻的圖形拆分到多個掩模版上，利

39、用多次曝光和刻蝕來實現原來一層設計的圖形，以獲得更小的線寬，更高的分辨率。在 EUV 光刻機量產之前，DUV 光刻機可以實現最高分辨率的是 ASML 的 DUV 浸入式光刻機（光源為 193nm，NA 為 1.35，設備型號為 NXT1950 到 NXT2000），其單次曝光能夠實現的分辨率極限是 38nm。38nm 以下的工藝節點則需要通過多重曝光工藝實現。光刻機的套刻精度決定能否使用光刻機的套刻精度決定能否使用多多重重曝曝光光工藝工藝。套刻精度（Overlay Accuracy）是指前后兩道光刻工序之間彼此圖形的對準精度，如果對準的偏差過大，就會直接影響產品的良率。對于高階的光刻機，一般設

40、備供應商就套刻精度會提供兩個數值，一種是單機自身的兩次套刻誤差，另一種是兩臺設備（不同設備）間的套刻誤差。多重曝光工藝通常分為多重曝光工藝通常分為 LELELELE 和和 SADPSADP 兩種類型：兩種類型：（1）LELE（Lith-Etch-Lith-Etch，光刻-刻蝕-光刻-刻蝕）：將設計圖案拆分在兩塊掩模版上，通過在光刻工藝中曝光光刻膠，然后蝕刻硬掩模，將第一層圖案轉移到硬掩模 1 上。然后將第二層圖案與第一層圖案對準并通過第二次光刻曝光和刻蝕轉移到硬掩模 2 上。最終在襯底上進行刻蝕，得到的圖案密度是原始圖案的兩倍。LELE 的缺點是增加了光刻工藝的使用，并且對每次光刻圖形之間的套

41、刻誤差也有更高的要求，因此增加了工藝的復雜度和成本。（2）SADP（Self-Aligned-Double-Patterning，自對準雙重成像技術）：自對準雙重成像技術是通過沉積和刻蝕工藝在心軸側壁上形成的間隔物，然后通過一個額外的刻蝕步驟移除心軸，使用間隔物來定義所需的最終結構。因此特征密度增加了一倍。SADP 技術主要用于 FinFET 技術中的鰭片形成、線的互連以及存儲設備中的位線/字線的形成，其優點在于避免了在 LELE 期間時可能發生的掩模不對齊，難點在于工藝過程對側壁沉積的厚度、刻蝕形貌的控制極其重要。圖11：LELE 工藝示意圖圖12：SADP 工藝示意圖資料來源：Lam Re

42、search 官網，國信證券經濟研究所整理資料來源：Lam Research 官網，國信證券經濟研究所整理相較于多重曝光工藝相較于多重曝光工藝，EUVEUV 在工藝和成本上更具優勢在工藝和成本上更具優勢。根據 ASML，若完全使用浸沒式 DUV 光刻機實現 7nm 制程，需要經過 34 次光刻和 59-65 次對準套刻，較高的工藝復雜度顯著提高了損失良率的風險，因此繼續使用浸沒式 DUV 光刻機不具備實際經濟效益。相比之下，EUV 光刻機大大減少了工藝的復雜程度，得益于光源波長為 13.5nm，單次曝光的分辨率極限可以達到 13nm，因此對于 7nm 制程中的特征尺寸，僅需要 9 次光刻和 1

43、2 次對準套刻，更少的工藝步驟和更好的成像質量對成本和最終良率極其有利。相較多重曝光，EUV 能降低 15%-50%的成本，縮短 3-6倍的周期時間，使產品更快量產。此外，若同時使用 EUV 和 SADP，可實現更小的特征尺寸，使芯片制程向 5nm/3nm 繼續發展，摩爾定律也得以繼續存活。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告13圖13：使用浸沒式 DUV 和 EUV 實現更小特征尺寸時的方案資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理圖14：使用浸沒式 DUV 進行多重曝光的工藝復雜度資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理圖15：采用浸沒式 DUV 與 EU

44、V 的工藝步數對比資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告14光刻機詳解光刻機詳解：半導體制造業皇冠上的明珠半導體制造業皇冠上的明珠，光光學系統為重中之重學系統為重中之重光刻光刻機作為機作為光刻工藝的核心設備光刻工藝的核心設備，是所有半導體設備中難度最高是所有半導體設備中難度最高、最難突破的一最難突破的一環。環。其原理是將高能鐳射光穿過掩模版，經過物鏡補償各種光學誤差，從而將掩模版上的圖形縮小 1/16 后成像在預先涂制好光刻膠的晶圓上。光刻機是數學、光學、流體力學、高分子物理與化學、表面物理與化學、精密儀器、機械、自動化、

45、軟件、算法、圖像識別領域等多項頂尖技術的集大成者。發展歷程與趨勢：從發展歷程與趨勢：從 UVUV 到到 EUVEUV，正在向，正在向 High-NAHigh-NA EUVEUV 發展發展根據所用光源改進和工藝創新，光刻機經歷了五代產品發展，每次改進和創新都顯著提升了光刻機所能實現的最小工藝節點。（1）接觸式光刻機接觸式光刻機：曝光方式為掩模版與半導體基片之間靠控制真空度實現緊密接觸，使用光源分別為 g 線和 i 線。接觸式光刻機由于掩模與光刻膠直接接觸，所以易受污染，掩模版和基片容易受到損傷，掩模版壽命短。（2）接近式光刻機接近式光刻機：曝光方式為掩模版與半導體基片之間為非緊密接觸狀態，掩模版

46、不容易受到損傷，掩模版壽命長，但由于掩模版與基片之間有一定間隙，成像質量受到影響，分辨率下降。（3）掃描投影式光刻機掃描投影式光刻機：中間掩模版上的 IC 版圖通過光學透鏡成像在基片表面，有效地提高了成像質量，投影光學透鏡可以是 11，但大多數采用精密縮小分步重復曝光的方式（如 110，15，14）。IC 版圖面積受限于光源面積和光學透鏡成像面積。光學曝光分辨率增強技術的突破，把光刻技術推進到深亞微米及百納米級。（4）步進式掃描投影光刻機步進式掃描投影光刻機：以掃描的方式實現曝光，可以增大曝光面積和曝光效率，通過采用 193nm 的 ArF 準分子激光光源，實現光刻過程中掩模和硅片的同圖16：

47、ASML 光刻機簡易工作原理圖資料來源：電子發燒友網，國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告15步移動，并同時實現將掩模圖像縮小投影在硅片上，進行分步重復曝光，將芯片的最小工藝節點提升一個臺階。利用浸沒式光刻技術，通過在光刻機投影物鏡最后一個透鏡下表面與硅片光刻膠之間充滿高折射率的液體（如去離子水），進一步提高了光刻分辨率，把 193nm 光源的光刻工藝節點進化到 22nm。（5）EUVEUV 光刻機光刻機：采用波長為 13.5nm 的激光等離子體光源作為光刻曝光光源。即使其波長是 193nm 的 1/14，幾乎逼近物理學、材料學以及精密制造

48、的極限，將最小工藝節點推進至 7nm 仍然面臨著種種難題。荷蘭 ASML 公司用于 7nm 工藝的EUV 光刻機共有 10 萬個零件，其中 90%的關鍵設備來自世界各國。目前，EUV 光刻機可支持芯片制造商將芯片制程推進到 3nm 制程左右，但是如果要繼續推進到 2nm 制程甚至更小的尺寸，就需要更高數值孔徑的 High-NA EUV 光刻機。相比目前 NA 為 0.33 的 EUV 光刻機，High-NA EUV 光刻機將 NA 提升到 0.55，可以進一步提升分辨率與成像能力，從而實現更先進制成的生產。當前該技術由阿斯麥公司研發中，公司預計在 2025 年實現出貨。表2：光刻機發展歷程光源

49、光源波長波長對應設備對應設備最小工藝節點最小工藝節點主要用途主要用途說明說明第一代第一代UVg-line436 nm接觸式光刻機800-250 nm6 寸晶圓易受污染，掩模版壽命短接近式光刻機800-250 nm成像進度不高第二代第二代UVi-line365 nm接觸式光刻機800-250 nm6 寸、8 寸晶圓易受污染，掩模版壽命短接近式光刻機800-250 nm成像進度不高第三代第三代DUVKrF248 nm掃描投影式光刻機180-130 nm8 寸晶圓采用投影式光刻機，大大增加掩模版壽命第四代第四代DUVArF193 nm步進掃描投影光刻機130-65 nm12 寸晶圓最具代表性的一代光

50、刻機，但仍面臨 45nm 制程下的分辨率問題浸沒式步進掃描投影光刻機45-22 nm第五代第五代EUVEUV13.5 nm極紫外光刻機22-7 nm12 寸晶圓成本過高，技術突破困難資料來源：ASML 官網，智能電子集成網，國信證券經濟研究所整理產業鏈涉及范圍廣，產業鏈涉及范圍廣，所需供應組件眾多，供應鏈管理難度高所需供應組件眾多，供應鏈管理難度高光刻機產業鏈主要包括上游材料光刻機產業鏈主要包括上游材料與組件與組件、中游光刻機中游光刻機整機以整機以及下游及下游光刻機具體光刻機具體應應用三大環節。用三大環節。光刻機涉及的內部零件種類眾多，且越高端的光刻機組成越復雜，其核心組件包括光源系統、雙工作

51、臺、物鏡系統、對準系統、曝光系統、浸沒系統、光柵系統等，其中光源、晶圓曝光臺、物鏡和對準系統的技術門檻較為顯著。因此，光刻機企業往往具備高外采率、與供應商共同研發的特點。例如 ASML 公司用于 7nm 工藝的 EUV 光刻機共有 10 萬個零件，其中 90%的關鍵設備來自世界各國，在全球上、下游產業鏈共有 5000 多個供應商，分別提供的用于生產光刻系統的材料、設備、零部件和工具，ASML 只負責中游整機設計與各模塊集成。圖17：光刻機產業鏈資料來源：半導體行業觀察，國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告16整體結構：多種先進系統的精準組合

52、整體結構：多種先進系統的精準組合光刻機光刻機是最復雜的工業產品之一是最復雜的工業產品之一，其本體由其本體由光源光源系統系統、曝光系統曝光系統和和工作臺系統三工作臺系統三大核心大核心系統組成系統組成，主要性能指標有分辨率主要性能指標有分辨率、套刻精度和產率套刻精度和產率。其中，光源系統負責發射紫外光束，曝光系統（主要包括照明系統和投影物鏡系統）負責縮小光束，工作臺系統負責承載晶圓。這三大系統的研發制造難度大，目前國際上只有少數幾家企業掌握核心技術，例如全球領先的準分子激光器廠商美國 Cymer 公司，掌握光源系統的核心技術；德國 Zeiss 公司研發制造的物鏡系統在業內遙遙領先；荷蘭 ASML

53、研發的雙工作臺系統則是工作臺系統的代表。此外，還有環境與電氣系統、光刻計算（OPC）與掩膜優化（SMO）軟件、顯影涂膠設備提供支持。具體來看，紫外光從光源系統生成后，被導入照明系統，在這里，光需要被整理，包括改變光的形狀、實時測量光強度、調整光的均勻度，離開照明系統的光還必須控制部分的遮擋與開合，以提供掩模版的掃描。掃描穿過掩模版的光會進入投影物鏡系統。投影物鏡系統將光聚焦在晶圓表面預涂的光阻上，實現把掩模版上的圖案成像在晶圓上。圖18：光刻機的結構構成（以浸沒式 DUV 設備 TWINSCAN NET：2100i 為例）資料來源：ASML，Cymer 官網，國信證券經濟研究所整理圖19：光刻

54、機的結構構成（以 ASML EUV 設備為例）資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告17光源系統：穩定產生特定波長的光線光源系統：穩定產生特定波長的光線光源系統的功能是穩定產生光刻所需的特定波長的光線。光源系統的功能是穩定產生光刻所需的特定波長的光線。從高壓汞燈光源到 DUV深紫外光光源再到 EUV 極紫外光源，光刻機的光源系統不斷發展進化。目前，全球僅美國 Cymer 公司具備 EUV 光源產業化能力，而 DUV 光源除 Cymer 外，日本Gigaphoton 廠商也能生產。（1 1）UVUV 光刻機采用高壓汞燈作為光

55、源。光刻機采用高壓汞燈作為光源。高壓汞燈能提供 254579nm 波長的光。使用濾波器可以選擇性的使用 i 線（365nm）、h 線（405nm）或 g 線（436nm）為光刻機提供照明光源。高壓汞燈的本質是一種氣體放電電光源，汞蒸氣被能量激發，汞原子最外層電子受到激發從而躍遷，落回后放出光子。放電管內充有啟動用的氬氣和放電用的汞。（2 2）DUVDUV 光刻機大多采用準分子激光器光刻機大多采用準分子激光器（ArFArF、KrFKrF）作為光源作為光源。其工作原理是向惰性氣體（Ar、Kr）和鹵素氣體（Cl2、F2）的混合氣體施加高壓短脈沖，產生惰性元素的鹵化物（ArF、KrF），這些化合物同時

56、具備激發態（E1）和基態（E0），由于基態的化合物不穩定，容易分解為單質，激發態向基態躍遷的過程將持續進行，并釋放出特定波長的光子（193nm、248nm）。目前，全球能生產光刻用高重頻準分子激光器的公司僅有美國 Cymer 公司和日本Gigaphoton 公司，其最新型號光源的輸出功率已達到 120W，脈沖頻率 6000Hz，脈沖持續時間 100-150ns。Cymer 公司于 2013 年被 ASML 收購，目前占據了光刻機光源 80%以上的市場份額?？埔婧缭词俏覈鴩鴥任ㄒ?、全球第三家從事光刻準分子激光技術全鏈條研發和產業化的公司，193nm ArF 準分子激光器完成出貨，打破海外壟斷局面

57、。圖20：Cymer 單腔 DUV 準分子激光器的工作原理圖21：新型準分子激光器各個模塊的技術進步資料來源：江銳，準分子激光光刻光源關鍵技術及應用，激光與光電子學進展，2022 年 5 月，第 59 卷 第 9 期：第 13 頁，國信證券經濟研究所整理資料來源：宋健，朱鵬，張文雅，雷宇，Cymer 準分子激光器的工作原理及應用，電子工業專用設備，2008 年 7 月，第 162 期：第2 頁，國信證券經濟研究所整理（3）EUVEUV 光刻機采用高純度錫光刻機采用高純度錫（SnSn）電離產生的極紫外光作為光源電離產生的極紫外光作為光源，是目前世界是目前世界上領先的光源。上領先的光源。極紫外光的

58、本質不是激光，但其產生的過程需要用到高功率激光器。目前獲取 EUV 光源的主流方案是 CO2激發的 LPP（激光等離子體）光源。其工作原理是，在真空腔體中，熔融錫液滴以每秒 5 萬次的頻率從發生器中等間隔噴射出來，每個錫滴的大小保持在 7.5-13m 左右。當錫滴經過中心區域時，被 20kW 以上的高功率 C02激光器的兩個連續脈沖擊中，第一個低強度預脈沖撞擊圓形錫滴使其膨脹，變成薄餅型；接著第二個高強度主脈沖以全功率撞擊薄餅錫。兩次高能激光脈沖可將該錫滴瞬間加熱至 50000K，從而使錫原子躍升至高能態，在回歸至基態的過程中釋放出 13.5nm 的極紫外光，經收集鏡導入到曝光系統中。EUV

59、光源系統主要由主脈沖激光器、預脈沖激光器、光束傳輸系統、錫液滴靶、請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告18錫回收器、收集鏡等構成。目前主流的 EUV 光源系統由荷蘭 ASML 公司、德國 TRUMPF公司和德國 Zeiss 公司合作研發制造而成。其中，ASML 作為集成商提供掃描儀和生成液滴的組件，Zeiss 提供 EUV 鏡頭，TRUMPF 提供專門定制的 CO2激光器。圖22：EUV 光源系統結構圖圖23：EUV 光源雙脈沖方案資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理照明系統：優化成像過程照明系統：優化成像過程照明

60、系統為投影物鏡成像提供特定光線角譜和強度分布的照明光場照明系統為投影物鏡成像提供特定光線角譜和強度分布的照明光場。照明系統位于光源與投影物鏡之間，是復雜的非成像光學系統，主要功能是為投影物鏡成像提供特定光線角譜和強度分布的照明光場。在過程中，對光束進行擴束、調整光的形狀、提升光的均勻度、控制曝光劑量，并提供穩定照明。圖24：照明系統結構資料來源：CSDN，國信證券經濟研究所整理照明系統的組成部件包括：（1）光束處理單元：與光源相連，主要實現光束擴束、光束傳輸、光束穩定和透過率控制等功能，其中光束穩定由光束監測和光束轉向兩部分組成。（2）光瞳整形單元：光刻機需要針對不同的掩膜結構采用不同的照明模

61、式，以增強光刻分辨力，提高成像對比度。光瞳整形單元通過光學元件調制激光束的強度或相位分布，實現多種照明模式。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告19不同的照明方式，比如圓形、環形、二級、四級光源下，光刻機分辨率不同。例如：光穿過掩模版上的圖案時會產生衍射效應，線寬越小，衍射角度越大，1 階衍射光超過投影物鏡外就無法成像。如果將點光的形狀改成環狀光或其他形狀，1階衍射光就可以被收進物鏡且圖像對比度清晰。（3）光場勻化單元：用于生成特定強度分布的照明光場。引入透射式復眼微透鏡陣列，每個微透鏡將擴束準直后的光源分割成多個子光源，每個子光源經過科勒照明鏡組后在掩膜面疊加

62、，從而實現高均勻性的照明光場。（4）中繼鏡：在掩膜面上形成嚴格的光束強度均勻的照明區域并將中間的平面精確成像在掩模版平面。圖25：衍射光無法成像示意圖圖26：環形光成像示意圖資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理投影物鏡系統：實現光線的聚焦投影物鏡系統：實現光線的聚焦投影物鏡系統的功能是實現光線聚焦，其性能決定光刻機的分辨率及套刻精度投影物鏡系統的功能是實現光線聚焦，其性能決定光刻機的分辨率及套刻精度，是精準成像的關鍵。是精準成像的關鍵。投影物鏡要將照明模組發射出的 1 階衍射光收進物鏡內，再把掩模版上的電路圖案縮小，聚焦成像在晶圓上的光阻層上，并

63、且需要補償光學誤差。投影物鏡主要由多枚鏡片組成，典型的投影物鏡包含近 30 塊鏡片，60 個光學表面，最大直徑達 0.8m。圖27：物鏡系統通過各種透鏡組合修正成像質量資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告20物鏡的特點是直徑大、鏡片多、鏡片可動。物鏡的特點是直徑大、鏡片多、鏡片可動。ASML DUV 光刻機中的先進機種的投影物鏡直徑大于 40cm，增加投影物鏡的直徑可以提高數值孔徑，進而提高光刻機分辨率。此外，ASML DUV 光刻機投影物鏡的高度超過 1 米，鏡片數量超過 15 片，單個透鏡的光學特性會導致圖像失真，需

64、要組合透鏡來修正圖像形變。采用可動鏡片可以消除鏡頭組裝及光刻生產等過程中所產生的各種像差?？蓜隅R片覆蓋了垂直修正、傾斜修正和多向修正。不同的光刻機采用不同的投影物鏡系統方案。不同的光刻機采用不同的投影物鏡系統方案。DUV 光刻機物鏡系統主要由多個透鏡組成，NA 一般在 0.6-1.3 之間，分辨率可支持的極限工藝制程在 10nm 左右；EUV 光刻機使用 13.5nm 的極紫外光，由于極紫外光無法通過普通的光學材料，因此其物鏡系統主要由多個反射鏡組成，NA 一般在 0.25-0.35 之間，分辨率可以突破到 10nm 以下。EUV 反射鏡目前全球僅 Zeiss 一家具備產業化能力，DUV 透鏡

65、除Zeiss 外 Nikon、Canon 等廠商也具備制造能力。圖28：DUV 光刻機的物鏡系統圖29：EUV 光刻機的物鏡系統資料來源：Zeiss，國信證券經濟研究所整理資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理投影物鏡系統技術壁壘高投影物鏡系統技術壁壘高，德國德國 ZeissZeiss 為業內龍頭為業內龍頭，國內茂來光學正在發力國內茂來光學正在發力。隨著分辨率要求不斷提高，光刻機投影物鏡結構越來越復雜，對光學材料、光學加工、光學鍍膜等要求達到目前工業水平的極限，是光刻機中技術壁壘最高的零部件之一。目前的技術難點主要集中在以下兩個方面：（1）鏡頭平整度作為重要參數之一，對光刻過程中的圖案分辨

66、率和圖案形狀控制有著至關重要的影響。在光刻過程中，光線通過物鏡進入光刻膠層，形成所需的圖案，如果物鏡表面不平整，會導致光線通過物鏡后發生散射或偏折，使得光線聚焦到不同的位置，從而影響圖案的分辨率和形狀控制。頂級單反相機鏡頭加工產生的像差在 200nm 以上，而 ASML 的 ArF DUV 投影物鏡像差在 2nm 內。高端光刻機鏡頭的價值量接近 0.6 億美元，成本占比大。（2）制造高質量的物鏡需要先進的工藝和精密的設備，一般來說加工流程包括高精度機床銑磨成型、小磨頭拋光、磁流變拋光、離子束拋光、鍍膜等步驟，離子束拋光是其中的關鍵步驟，離子束拋光利用離子轟擊需要拋光的物體表面，以快速地去除材料

67、表面的缺陷和凸起，同時不會產生新的表面缺陷。新一代 EUV 光刻機的反射鏡的面形精度為 PV 小于 0.12nm，表面粗糙度小于 30pm，原子級別的光潔度，全球僅 Zeiss 能達到。國內茂萊光學 PV 小于 30nm，表面面形 RMS 小于 5nm，表面粗糙度小于 0.5nm，供貨上海微電子，應用于 i 線光刻機物鏡中。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告21圖30：投影物鏡與高端單反鏡頭像素差圖31：ZESSI 物鏡參數資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理資料來源：ZESSI，國信證券經濟研究所整理工作臺系統：承載晶圓、精確對準工作臺系統：承載晶圓、

68、精確對準工件臺主要起承載晶圓的作用。工件臺主要起承載晶圓的作用。每一次曝光前都需要將硅片和工件臺對準，而后通過將光罩和工件臺對準以實現光罩和硅片的對準，從而將圖形精確地復制到需要光刻的區域。與單工作臺相比，雙工作臺（與單工作臺相比，雙工作臺（TwinscanTwinscan）效率提高了）效率提高了 35%35%，精度提高了，精度提高了 10%10%，有，有效提高了光刻機的產能。效提高了光刻機的產能。光刻機雙工作臺由兩個工件臺組成，兩個工件臺同時獨立工作，負責完成步進運動、曝光掃描、對準掃描、上下硅片等功能。工作臺分為 1 號和 2 號，2 號工件臺處于物鏡下方，對晶圓進行調平調焦、曝光、刻片等

69、操作，與此同時 1 號臺進行待刻晶圓的上片下片；當 2 號臺刻片完成，工件臺系統進行換臺，1 號工件臺換到物鏡下方進行刻片，2 號臺進行上片下片，如此循環往復實現光刻機的高效生產。ASML 是全球首家應用雙工件臺的企業，注冊了大量的專利，并且在磁懸浮驅動方面積累了大量技術，優勢顯著。近年來，Nikon 也推出了 Tandem Stage 工件臺，相較其過去工件臺有大幅性能提升。圖32：雙工件臺工作原理示意（以 ASML DUV 光刻機為例）資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理雙工作臺的技術難點在于需要速度快、對準精度高以及運動穩定：雙工作臺的技術難點在于需要速度快、對準精度高以及運動穩定

70、：請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告22（1）速度快：目前全球領先的 DUV 光刻機，晶圓的光刻生產速度為 300 片/h，1個影像單元的曝光成像約 0.1 秒，實現這個成像速度，晶圓平臺需以高達 7g 的加速度高速移動。7g 的加速度意味著從 0 加速到 100km/h 只要約 0.4 秒，F1 賽車需要 2.5 秒。（2）精確對準：面臨的難點有偏移芯片制造需一層層向上疊加，每次重疊的誤差稱為套刻精度，要求是 1-2nm。晶圓從傳送模組到晶圓平臺上，會產生機械誤差，一般是數千納米的偏移。高低差投影物鏡太大，對焦點上下可接受的影像范圍小于 100nm。而晶圓表

71、面高低不平，累加晶圓平臺的高低差，晶圓表面不同位置的光阻高度可相差 500-1000nm。因此每次曝光前，須針對每片晶圓做精密量測，截取到晶圓每一個區塊納米等級的微小誤差，在曝光階段實時校正。（3）運動穩定：穩定運動利用 balance mass 吸收平衡晶圓平臺所施加于機座的反作用力，使整座機臺完全靜止。穩定定位晶圓要在完成量測后，要在極短的曝光時間內完美定位，ASML 光刻機可達到精度為 0.06 納米的傳感器確認精準定位。穩定運作晶圓平臺為減少磨損采用懸浮的移動方式，達成較高速的運動和持久穩定的運作。千億市場高速增長，一超兩強三分天下千億市場高速增長，一超兩強三分天下市場規模：千億市場高

72、速增長市場規模：千億市場高速增長2022023 3 年光刻機市場規模年光刻機市場規模 257257 億美元億美元，占晶圓生產設備總市場的占晶圓生產設備總市場的 2 24 4%。光刻機市場前三大供應商（荷蘭阿斯麥 ASML、日本佳能 Canon、日本尼康 Nikon）占據了絕大多數市場份額，2011-2023 年，三大供應商的光刻機營收合計由 89 億美元增長至 257 億美元，對應 CAGR 為 9.2%。目前在半導體設備細分市場中，光刻機設備在半導體設備總市場的 24%，為市場占比最大的細分設備。近年來，光刻機市場在半導體總市場中的占比持續提升。盡管目前已有部分晶圓廠調整未來資本開支，但考慮

73、光刻機交期長、戰略意義高，預計 2025 年光刻機市場需求依然維持高位。根據 Market Intelligence，預計2022-2028 年全球光刻機市場規模 CAGR 有望達到 6%。圖33：全球光刻機市場規模（百萬美元）圖34：全球半導體設備細分市場結構資料來源：SEMI，國信證券經濟研究所整理資料來源：中商產業研究院，國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告23圖35：光刻機占半導體市場規模比例資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理光刻機的光刻機的出貨量出貨量與營收穩步與營收穩步提升提升。ASML、Canon、Nikon 三大光刻

74、機供應商占據了絕大多數市場份額，出貨量穩步提升，從 2019 年的 359 臺增長至 2023 年的 667臺，CAGR 達 16.75%，其 中 ASML 出 貨 量 增 長 較 為 明 顯，出 貨 量 分 別 為229/258/309/345/449 臺，對 應 CAGR 為 18.33%；Canon 出 貨 量 分 別 為84/122/140/176/187 臺，對應 CAGR 為 22.15%，增長主要來自成熟光刻機；Nikon出貨量分別為 46/33/35/30/31 臺，對應 CAGR 為-9.4%。相應的，三大供應商光刻機營收由 2019 年的 945 億元增長至 2023 年的

75、 1801 億元，CAGR 達 17.5%。圖36：2019-2022 年全球光刻機出貨量（臺，按供應商分）圖37：2019-2022 年全球光刻機營收（億元）及同比（%）資料來源：ChipInsights，Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：華經產業研究院，芯智訊，獵芯網，國信證券經濟研究所整理成熟制程成熟制程的光刻機出貨量的光刻機出貨量增長明顯增長明顯。將這三家公司的出貨量按光刻機類型分，結果顯示，2019-2023 年，EUV 光刻機出貨量分別為 26/31/42/40/53 臺，ArFi 光刻機出貨量分別為 93/79/85/85/136 臺，ArF 光刻機出貨量分別為 35/3

76、3/25/32/40臺（其中 Nikon 含部分翻新機臺）。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告24（1）從出貨量結構來看，KrF 與 i-line 兩類成熟制程的光刻機增長較快。2023 年的出貨量數據顯示，KrF 光刻機占據大頭，出貨量達 244 臺；i-line 光刻機次之，出貨量達 209 臺。受限于產能，EUV 光刻機出貨量較低，僅 53 臺。（2）從成長性來看，KrF 光刻機、i-line 光刻機、EUV 光刻機成長性較為突出，2019-2023 年出貨量 CAGR 達 24.1%、19.6%、19.5%，ArF 出貨量保持平穩。圖38：2019-2

77、023 年全球光刻機出貨量（臺，按設備類型分）圖39：不同類型光刻機平均售價（億歐元/臺）資料來源：ChipInsights，國信證券經濟研究所整理資料來源：ASML，國信證券經濟研究所整理EUVEUV 光刻機單價增長明顯，其余光刻機單價增長明顯，其余光刻機光刻機價格較為穩定。價格較為穩定?？紤] EUV 光刻機在性能、功耗、生產成本、生產周期等方面優勢突出，且由于獨家供應商 ASML 產能吃緊，在先進邏輯芯片、12nm DRAM 領域 EUV 光刻機供不應求。2018-2023 年，EUV 光刻機平均售價（ASP）保持高位且持續攀升，由 2018 年的 1.0 億歐元提升至 2023年的 1.

78、7 億歐元，與其余光刻機相比價格上漲較為明顯。此外，EUV 銷售量占比最小，金額占比最高，是光刻機行業市場規模的主要增長來源。根據 ASML 年報，2023 年 EUV 銷售金額達 91.24 億歐元，占全球光刻機市場規模的 38%。競爭格局：競爭格局：三大供應商占據主要市場，三大供應商占據主要市場，ASMLASML 為絕對龍頭為絕對龍頭從光刻機出貨量來看，根據 ChipInsights 數據，從供應商角度分析，2023 年 ASML、Nikon 和 Cannon 分別出貨 449/46/187 臺光刻機（其中 Nikon 含部分翻新機臺），ASML 具備明顯優勢，市占率為 66%。從營收來看

79、，2023 年 ASML、Nikon 和 Cannon的光刻機營收分別為 229/14.4/13.9 億美元，其中 AMSL 以 89%市占率絕對領先。兩類市占率之間差異較大，主要是因為 EUV 單價明顯高于其它光刻機。表3：2023 年前三大供應商（ASML、Nikon、Canon）的集成電路用光刻機出貨量（單位：臺）ASMLASMLNikonNikonCanonCanonEUVEUV53ArFiArFi12511ArFArF328KrFKrF184456i-linei-line5523131合計合計44946187資料來源：Wind，ChipInsights，各公司財報，國信證券經濟研究所

80、整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告25圖40：2023 年光刻機市占率（按出貨量）圖41：2023 年光刻機市占率（按營收）資料來源：Wind，ChipInsights，各公司財報，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，ChipInsights，各公司財報，國信證券經濟研究所整理ASMLASML 在高端光刻機市場占據絕對優勢在高端光刻機市場占據絕對優勢，市占率市占率有望繼續鞏固有望繼續鞏固。從光刻機類型角度分析，ASML 是唯一的 EUV 光刻機供應商，處于壟斷地位，同時多種光刻機均有出售，高端光刻機（EUV、ArFi、ArF）的出貨量占據絕對優勢，市

81、占率分別為100%/92%/80%。據 ASML 財報數據，2023 年 ASML 各光刻機營收中，EUV 光刻機的營收占比近 42.6%，其次是 ArFi 的 42.1%，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。作為 EUV 光刻機唯一的供應商，ASML 技術領先、在手專利充足，因此在在高端光刻機的優勢短期內難以被追平，未來有望隨高端光刻機需求增長而持續獲得市場份額，行業龍頭效應將更加集中。圖42：2023 年不同類型光刻機市占率（按出貨量）資料來源：Wind，ChipInsights，各公司財報，國信證券經濟研究所整理高強度研發投入鑄起高強度研發

82、投入鑄起 ASMLASML 光刻機技術壁壘光刻機技術壁壘。2006 年至 2023 年，ASML 總計投入研發費用 245.48 億歐元，平均研發費用率達到 15.5%。通過持續高強度研發投入，ASML 在高端光刻機領域構建起絕對領先的技術壁壘。根據 ASML 官網，2013 年 ASML收購光刻機光源公司 Cymer 以提速研發 EUV 光源，構建起 EUV 光刻機壟斷地位。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告26同時，ASML 仍在不斷改進浸潤式 ArFi 光刻機，從分辨率上，ASML 最新浸潤式 ArFi光刻機可支持至 5nm 先進邏輯工藝及先進 DRAM

83、 制程；從生產效率上，最新 NXT2100i 提供每小時 295 片晶圓生產效率，進一步領先其競爭對手。圖43：ASML 研發費用（億歐元）及研發費用率（%）資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理NikonNikon、CanonCanon 占據中低端市場占據中低端市場。由于中低端光刻機的技術壁壘較低，競爭者數量較多，因此 Nikon 和 Canon 憑借價格優勢占據中低端市場主導地位。其中，Canon在低端光刻機市場占據優勢地位，但僅在 i-line 和 KrF 兩類光刻機上有所出貨，且主要集中在 i-line 光刻機。Nikon 覆蓋的光刻機產品類型較廣，除 EUV 之外，其他類型的光刻

84、機均有涉及，其中在 ArF 和 i-line 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 ArFi、ArF 和 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。表4：部分在售光刻機相關參數CompanyCompanySystemSystemNo.No.ApplicationApplicationLightLightWavelengthWavelengthNodeNodeResolutionResolutionNANAOverlayOverlayProductivityProductivityASML阿斯麥TW

85、INSCANNXE3400DICEUV13.5nm5nm/3nm13nm0.33160 30mJ/cm23400CICEUV13.5nm5nm/3nm13nm0.331.4/1.5nm170 20mJ/cm2135 30mJ/cm23400BICEUV13.5nm7nm/5nm13nm0.331.4/2.0nm125wph3350BICEUV13.5nm7nm/5nm16nm0.331.5/2.5nm125wph3300BICEUV13.5nm7nm/5nm22/18nm0.333.0/5.0nm125wphTWINSCANNXT2100iICArFi193nm(134nm)10nm38nm1

86、.350.9/1.3nm295wph2050iICArFi193nm(134nm)10nm38nm1.351.4/1.5nm295wph2000iICArFi193nm(134nm)10nm38nm1.35?/2.5nm275wph1980DiICArFi193nm(134nm)10nm38nm1.351.6/2.5nm275wph1970DiICArFi193nm(134nm)20nm38nm0.85-1.352.0/3.5nm250wph1965DiICArFi193nm(134nm)20nm38nm0.85-1.352.5/4.5nm250wphTWINSCANXT1470ICArF19

87、3nm57nm0.70-0.934.5nm300wph1460KICArF193nm65nm65nm0.65-0.933.5/5.0nm205wph1060KICKrF248nm80nm0.50-0.933.5/5.0nm205wph860MICKrF248nm110nm0.55-0.8012/14nm240wph400LIC(3D-NAND)i-line365nm350/280/220nm0.48-0.6512/20nm250wphPAS55001150CICArF193nm90nm90nm0.50-0.7512/20nm135wph8TFH-AIC(AITiC wafers)KrF248n

88、m110nm0.55-0.808/17nm25wph850DICKrF248nm110nm110nm0.55-0.8015/25nm145wph750FICKrF248nm130nm130nm0.50-0.7025/40nm130wph請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告27450FICi-line365nm220nm0.48-0.65150wph350CICKrF248nm0.15m0.15m0.40-0.6328/60nm88wph275DICi-line365nm0.28m0.48-0.6040/80nm120wph100DICi-line365nm0.4

89、0m0.48-0.6060nm100wphNIKON尼康NSR(immersion&MP)S631EICArFi193nm(134nm)38nm1.351.7/2.3nm270wphS622DICArFi193nm(134nm)38nm1.352.0/3.5nm200wphNSR(scanner)S322FICArFi193nm(134nm)65nm0.922.0/5.0nm230wphS220DICKrF248nm110nm0.823.0/6.0nm230wphS210DICKrF248nm110nm0.82176wphNSR(stepper)SF155ICi-line365nm280nm0

90、.62200wphNES(stepper)1W-h04(150mm)Assembly/MEMS/LEDh-line405nm2.0m0.160.30m63wph1W-h04A(150mm)Assembly/MEMS/LEDh-line405nm1.6m0.160.30m63wph1W-ghi06(150mm)Assembly/MEMSghi-line365-436nm2.3m0.130.30m101wph2W-ghi04(200mm)Assembly/MEMSghi-line365-436nm2.3m0.130.35m59wph1W-i06(150mm)IC(discrete/power/an

91、alog)i-line365nm2.0m0.130.30m96wph2W-i06(200mm)IC(discrete/power/analog)i-line365nm2.0m0.130.35m56wph2W-i10(200mm)Assembly/MEMS/LEDi-line365nm3.7m0.070.6m105wphCANON佳能FPA(scanner)6300ES6aICKrF248nm90nm0.86-0.505.0nm6300ESWICKrF248nm130nm0.45-0.709.0nmFPA(stepper)3030EX6ICKrF248nm150nm25nm5550iZ2ICi-

92、line365nm350nm0.57-0.4515/20nm5510iXICi-line365nm500nm0.37-0.2850nm3030i5+ICi-line365nm350nm0.63-0.4540nm5520iVAssemblyi-line365nm1m50nm5510iVAssemblyi-line365nm1m0.18-0.10300nmMPAspH803FPD2.0m0.5mH763FPD2.5m0.6mE813FPD1.5m0.3mSMEE上海微電子SSX600SSA600/20ICArF193nm90nm90nmSSC600/10ICKrF248nm110nm110nmSS

93、B600/10ICi-line365nm280nm280nmSSB500SSB500/40Assemblyi-line365nm2mSSB500/50Assemblyi-line365nm1mSSB300/30SSB300LEDi-line365nm0.8mSSB320LEDi-line365nm2mSSB380LEDi-line365nm1mSSB200SSB225/10FPD2m0.6mSSB225/20FPD1.5m0.5mSSB245/10FPD2m0.6mSSB245/20FPD1.5m0.5mSSB260/10TFPD2m0.6mSSB260/20TFPD1.5m0.5m資料來源：

94、ASML 官網，NIKON 官網，CANON 官網，SMEE 官網，傳感器專家網，國信證券經濟研究所整理國產光刻機空間廣闊、任重道遠國產光刻機空間廣闊、任重道遠中國除港澳臺地區光刻機進口規模大，替代空間廣中國除港澳臺地區光刻機進口規模大，替代空間廣ASMLASML 在中國除港澳臺地區地區營收的年復合增長率高于總營收的年均復合增長在中國除港澳臺地區地區營收的年復合增長率高于總營收的年均復合增長率率。2016 年 ASML 在中國除港澳臺地區地區的營收為 8 億歐元，2023 年為 73 億歐元，2016-2023 年年均復合增長率為 37.01%，高于 ASML 總營收的年均復合增長率22.13

95、%。因此，中國除港澳臺地區光刻機進口規模大，替代空間廣。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告28圖44：2016-2023 年 ASML 分地區營收情況（億歐元）資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理陸資晶圓代工廠需求持續增高陸資晶圓代工廠需求持續增高陸資晶圓代工廠產能持續擴張陸資晶圓代工廠產能持續擴張。SEMI 數據顯示，2023 年陸資 300mm（12 英寸）晶圓的產能全球市占率為 22%，由于美國的出口管制，國內業者和政府投資的重點繼續放在成熟技術上，推動 300mm 前端晶圓廠產能，預計未來 300mm 晶圓廠產能增長至 256 萬片/月，市占率提

96、升至 25%。此外，2023 年陸資 200mm（8 英寸）晶圓的產能為 109.7 萬片/月，市場占有率為 22%，預計未來產能為 123.7 萬片/月。圖45：2023 年全球 300mm（12 英寸）晶圓產能市占率圖46：陸資 200mm（8 英寸）晶圓產能（萬片/月）及市占率資料來源：SEMI，國信證券經濟研究所整理資料來源：SEMI，國信證券經濟研究所整理晶圓廠產能擴張帶動光刻機需求提升晶圓廠產能擴張帶動光刻機需求提升。陸資晶圓廠逆周期擴產，擴產潮持續高漲，中芯國際、長江存儲、華虹集團等陸資晶圓廠紛紛投資擴產。大量晶圓廠的擴建、投產，將提升對光刻機的需求，有望為國產光刻機打開更大發展

97、空間。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告29表5：陸資晶圓廠 300mm（12 英寸）擴產規劃廠商廠商主體主體工廠代碼工廠代碼地點地點晶圓尺寸晶圓尺寸20212021 年底產能（萬片年底產能（萬片/月）月）規劃產能（萬片規劃產能（萬片/月）月）中芯國際中芯國際中芯南方SN1上海12 英寸3.03.5中芯南方SN2上海12 英寸03.5中芯北京B1（Fab4/6）北京12 英寸6.06.0中芯北方B2北京12 英寸6.210中芯京城B3P1北京12 英寸15中芯京城B3P2北京12 英寸05中芯京城B3P3北京12 英寸05中芯京城B3P4北京12 英寸05中芯

98、西青Fab P1天津12 英寸010中芯東方Fab9 P1上海臨港12 英寸0.510中芯深圳Fab16A/B深圳12 英寸04華虹集團華虹集團上海華力F5上海12 英寸3.53.5上海華力F6上海12 英寸44華虹半導體Fab7無錫12 英寸7.59.45上海華力Fab8上海12 英寸04華虹半導體Fab9無錫12 英寸08.3長江存儲長江存儲成都高真Fab10成都12 英寸03長江存儲Fab1武漢12 英寸7.510長江存儲Fab2武漢12 英寸010長江存儲Fab3武漢12 英寸010武漢新芯武漢新芯武漢新芯Fab1武漢12 英寸22.5武漢新芯Fab2武漢12 英寸211.5合肥長鑫合

99、肥長鑫合肥長鑫Fab1合肥12 英寸1012.5合肥長鑫Fab2合肥12 英寸412.5合肥長鑫Fab3合肥12 英寸012.5晶合集成晶合集成晶合集成N1/N2合肥12 英寸1010晶合集成N3/N4合肥12 英寸016廣州粵芯廣州粵芯廣州粵芯廣州12 英寸48芯恩芯恩芯恩青島12 英寸0.32華潤微電子華潤微電子華潤微電子重慶12 英寸2.53華潤微電子重慶12 英寸04士蘭集科士蘭集科士蘭集昕杭州12 英寸13士蘭集科廈門12 英寸66積塔半導體積塔半導體積塔半導體上海12 英寸55矽力杰矽力杰矽力杰青島12 英寸44時代芯存時代芯存時代芯存淮安12 英寸-0.83福建晉華福建晉華福建晉

100、華F1-F2泉州12 英寸-6萬國半導體萬國半導體萬國半導體CQ重慶12 英寸37合計（萬片合計（萬片/月）月）9393255.58255.58預計未來新增產能（萬片預計未來新增產能（萬片/月）月）162.58162.58資料來源：ittbank，中芯國際，華虹公司，華潤微，士蘭微等，國信證券經濟研究所整理表6：陸資晶圓廠 200mm（8 英寸）擴產規劃廠商廠商主體主體工廠代碼工廠代碼地點地點晶圓尺寸晶圓尺寸20212021 年底產能（萬片年底產能（萬片/月）月）規劃產能（萬片規劃產能（萬片/月）月）中芯國際中芯國際中芯上海S1（Fab1/2/3）上海8 英寸13.013.5中芯深圳Fab15

101、深圳8 英寸77中芯天津Fab7P2天津8 英寸1516.5中芯紹興紹興8 英寸1717中芯寧波N1寧波8 英寸55中芯寧波N2寧波8 英寸2.12.1華虹集團華虹集團華虹半導體Fab1-3上海8 英寸17.817.8芯恩芯恩芯恩青島8 英寸33請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告30燕東微電子燕東微電子燕東微電子北京8 英寸55士蘭集科士蘭集科士蘭集昕杭州8 英寸17.317.3士蘭集昕杭州8 英寸66賽萊克斯賽萊克斯賽萊克斯北京8 英寸0.53海辰半導體海辰半導體海辰半導體無錫8 英寸110.5合計（萬片合計（萬片/月）月）109.7109.7123.712

102、3.7預計未來新增產能（萬片預計未來新增產能（萬片/月）月）1414資料來源：ittbank，中芯國際，華虹公司，燕東微，士蘭微等，國信證券經濟研究所整理美日荷對華先進制程封鎖，光刻機國產化勢在必行美日荷對華先進制程封鎖，光刻機國產化勢在必行美日荷對華先進制程進一步封鎖。美日荷對華先進制程進一步封鎖。2022 年 10 月 7 日，美國進一步收緊對中國半導體產業的出口管制，對 18nm 米及以下 DRAM、128 層及以上 NAND 閃存、16nm 或14nm 及以下邏輯芯片設備出口進行管控。2023 年 3 月，荷蘭、日本相繼加入美國對華芯片出口管制陣營。2023 年 6 月 30 日，荷蘭

103、政府頒布半導體設備管制新規，規定從 2023 年 9 月 1 日開始特定先進半導體設備的出口需先申請出口許可，ASML的 2000i 及后續推出的浸潤式光刻機將無法對華出貨。ASMLASML 延長延長 DUVDUV 光刻機出貨，短期利好陸資晶圓廠順利擴產。光刻機出貨，短期利好陸資晶圓廠順利擴產。2023 年 9 月 1 日，據環球時報報道，ASML 向中國日報確認，荷蘭政府已頒發截至 9 月 1 日所需的許可證，今年年底前仍能履行客戶簽訂的合同，繼續發運 TWINSCAN NXT：2000i及后續推出的浸潤式光刻系統至中國客戶，EUV 仍在禁運清單內，但是也表明自2024 年 1 月 1 日起

104、，ASML 將基本不會獲得向中國客戶發運這些設備的許可證。我們認為 ASML 獲準繼續交付先進 DUV 光刻機至年底，有望一定程度上緩解國內先進芯片制造項目擴產的光刻機瓶頸，利好國內晶圓廠順利擴產。長期來看長期來看，半導體自主可控主線地位依舊半導體自主可控主線地位依舊，光刻機國產化勢在必行光刻機國產化勢在必行。雖然制裁情況好于預期，行業危機暫緩，但并未完全解除，明年起高端光刻機仍面臨斷供風險，且 ASML 未來被限制為受控設備進行維護、修理和提供備件的隱憂仍在。長期來看，我國先進光刻設備仍受制于人，因此光刻機國產化勢在必行。舉全國之力，國產光刻機產業鏈實現部分突破舉全國之力，國產光刻機產業鏈實

105、現部分突破我國的光刻機發展起源于 70 年代，伴隨著半導體行業研究的興起，我國于 1977年研發成功第一臺光刻機，1978-1985 年先后研制成功三臺光刻機，當時我國的半導體產業雖然沒有達到當時世界先進水平，但是差距并不大。80 年代底，由于信奉“造不如買”的發展理念，導致我國半導體行業停滯不前，直到 2002 年，國家開始重視光刻機的研發。至今 20 余年的時間里，我國在逐步縮小和國際光刻機巨頭的差距?！?202 專項專項”-國家牽頭國家牽頭，科研院所科研院所、關鍵公司參與關鍵公司參與，致力于推動光刻機產業鏈國致力于推動光刻機產業鏈國產化產化。光刻機行業具有高壁壘、重資產、高風險的特征屬性

106、，其發展必須舉全國之力，因此在 2006 年，國家決定實施科技重大專項極大規模集成電路制造技術及成套工藝項目（又稱“02 專項”），由各科研院所攻堅各子系統，由上海微電子（SMEE）負責整機組裝。目前干法光刻機的子系統基本通過驗收，產業化陸續落地，濕法光刻機各子系統的研發仍在進行。投資機會應重點關注上海微電子和各大科研院所的研究進展，以及其控股和參股的資產。表7：“02 專項”目標“0202 專項專項”目標目標具體計劃具體計劃“十二五”重點進行 45-22nm 關鍵制造裝備攻關，開發 32-22nm 互補金屬氧化物半導體（CMOS）工藝、90-65nm 特色工藝，開請務必閱讀正文之后的免責聲明

107、及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告31展 22-14nm 前瞻性研究，形成 65-45nm 裝備、材料、工藝配套能力及集成電路制造產業鏈，進一步縮小與世界先進水平的差距，裝備和材料占國內市場的份額分別達到 10%和 20%，開拓國際市場?！笆濉惫タ?14nm 刻蝕設備、薄膜設備、摻雜設備等高端制造裝備及零部件，突破 28nm 浸沒式光刻機及核心部件，研制300mm 硅片等關鍵材料，研發 14nm 邏輯與存儲芯片成套工藝及相應系統封測技術，開展 75nm 關鍵技術研究，形成28-14nm 裝備、材料、工藝、封測等較完整的產業鏈，整體創新能力進入世界先進行列。資料來源：國家科學技術部網站

108、，國信證券經濟研究所整理表8：國內光刻機重點項目主要產業化落地公司及進展產業化公司產業化公司主要股東主要股東相關項目相關項目公司進展公司進展整機整機上海微電子上海電氣（上海市國資委）、上海張江浩成創投（張江高科）02 專項 90nm 光刻機樣機研制；02 專項浸沒光刻機關鍵技術預研項目；項目均通過了驗收，90nm ArF 光刻機 SSA600系列實現出貨。光源系統光源系統科益虹源中科院微電子所、亦莊國投、哈勃投資02 準分子激光技術成果產業化載體；繼續承擔 02 浸沒光刻光源研發；193nm ArF 高能準分子激光器完成出貨，40W4kHz KrF 準分子激光器批量生產。光學系統光學系統國望光

109、學亦莊國投、長光集團（長光所）02 二期面向 28nm 節點的 ArF 浸沒式光刻曝光光學系統研發；90nm ArF投影光刻機曝光光學系統交付用戶；28nm ArFi浸沒式光刻曝光光學系統研發攻關任務進展順利。光學系統光學系統國科精密國望光學02 一期高 NA 浸沒光學系統關鍵技術研究；02 二期浸沒式光刻機光學系統產品研制與批量生產能力建設；02高NA浸沒光學系統關鍵技術研究項目通過驗收；0.75NA 投影物鏡/0.75NA 照明系統均實現交付（90nm ArF 光源)；28nm ArFi 曝光系統在研。雙工作臺系統雙工作臺系統華卓精科清華大學朱煜等三個 02 專項，包括 IC 裝備高端零部

110、件集成制造工藝研究與生產制造；應用于干式光刻機的 DWS 雙工供臺已對 SMEE出貨；浸沒式光刻機用雙工件臺 DWSi 在研。浸沒系統浸沒系統啟爾機電上海浦東新興產業投資、中信證券投資、深創投浙江大學啟爾團隊，國家 863 計劃等；提供高端半導體裝備超潔凈流控系統及其關鍵零部件。資料來源：愛企查，各公司官網，華卓清科招股書，芯東西，芯智訊，國信證券經濟研究所整理上海微電子上海微電子是是中國目前唯一前道晶圓制造光刻機整機制造商中國目前唯一前道晶圓制造光刻機整機制造商。上海微電子裝備（集團）股份有限公司（簡稱 SMEE）主要致力于半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的開發、設計、制造、銷售及技術

111、服務。公司設備廣泛應用于集成電路前道、先進封裝、FPD 面板、MEMS、LED、Power Devices 等制造領域。2017 年 4 月，公司承擔的國家 02 重大科技專項任務“浸沒光刻機關鍵技術預研項目”通過了國家正式驗收，目前正在加速產業化落地；2017 年 10 月，公司承擔的 02 重大科技專項“90nm 光刻機樣機研制”任務通過了 02 專項實施管理辦公室組織的專家組現場測試；2018 年 3 月，90nm 光刻機項目通過正式驗收，目前為國內獲得驗證通過的先進前道光刻機，對應公司 90nm SSA600/20 步進掃描投影光刻機實現量產。此外，公司目前在研可應用于 28nm 工藝

112、節點制造的 ArF 浸潤式光刻機，若順利量產則將國產光刻機推進至先進制程，將實現里程碑的邁進。表9：上海微電子歷史沿革時間時間發展歷程發展歷程2002.03上海微電子裝備有限公司在張江高科技園區正式成立。2006.04光刻機產品注冊商標獲得國家工商局批準。2008.11十五光刻機重大科技專項通過了國家科技部組織的驗收。2008.12公司被評為“上海市高新技術企業”。2009.12首臺先進封裝光刻機產品 SSB500/10A 交付用戶。2010.08公司被評為“上海市創新型企業”。2011.10SSB500 系列先進封裝光刻機產品被國家科技部批準為“2011 年度國家級重點新產品計劃項目”。20

113、12.05公司產品 SSB500 系列先進封裝光刻機首次實現海外銷售。2012.06SSB500 系列先進封裝光刻機產品榮獲“上海市專利新產品”。2012.11SSB500 系列先進封裝光刻機榮獲第 14 屆中國國際工業博覽會金獎。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告322012.12研究課題納米精度多自由運動系統關鍵技術及其應用榮獲“國家技術發明二等獎”。2013.08國產首臺用于 2.5 代 AM-OLED TFT 電路制造的 SSB225/10 成功交付用戶。該產品被國家科技部評為“2014 年度國家重點新產品”。2013.11公司被評為第一批國家級知識產

114、權示范企業。2014.03公司先進封裝光刻機創新團隊入選科技部創新人才推進計劃重點領域創新團隊。2014.10公司創新研發團隊榮獲由中組部、中宣部、人社部、科技部獲批并頒發的“全國專業技術人才先進集體”獎。2016.01公司技術中心被認定為“國家企業技術中心”。2016.06公司首臺暨國內首臺前道掃描光刻機交付用戶。2016.11公司應用于平板顯示的 SSB245 高分辨率投影曝光機榮獲第 18 屆中國國際工業博覽會金獎。2017.01公司完成股改，正式更名為上海微電子裝備（集團）股份有限公司。2017.03公司承擔的“平板顯示高精細度圖案化工藝和裝備關鍵技術開發及應用”任務被上海市人民政府授

115、予上海市科學技術進步獎一等獎。2017.04公司承擔的國家 02 重大科技專項任務“浸沒光刻機關鍵技術預研項目”通過了國家正式驗收。2017.10公司承擔的 02 重大科技專項“90nm 光刻機樣機研制”任務通過了 02 專項實施管理辦公室組織的專家組現場測試。2017.11公司 SPA200 系列光配向設備喜獲第十九屆中國國際工業博覽會銀獎。2017.12中國首臺新型顯示用 6 代高分辨率 TFT 曝光機發運。2018.0390nm 光刻機項目通過正式驗收。2018.06公司獲得由上海市人民政府、上海市質量監督局、上海品牌國際認證聯盟授予的“上海品牌”認證榮譽稱號，成為首批獲得該認證的企業。

116、2018.09公司 600 系列 IC 前道投影光刻機榮獲第 20 屆中國國際工業博覽會銀獎。2019.12我司獲批國家海關總署 AEO 高級認證。我司 SSB300 系列光刻機入選制造業單項冠軍產品。2020.01公司榮獲“第三屆浦東新區區長質量獎”。資料來源：上海微電子官網，國信證券經濟研究所整理上海微電子自主研發的上海微電子自主研發的 600600 系列系列前道制造前道制造光刻機光刻機，可批量生產可批量生產 90nm90nm 工藝的芯片工藝的芯片。目前上海微電子量產的 SSX600 系列步進掃描投影光刻機，采用四倍縮小倍率的投影物鏡、工藝自適應調焦調平技術，以及高速高精的自減振六自由度工

117、件臺掩模臺技術，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。該設備可用于 8 寸線或 12 寸線的大規模工業生產。圖47：上海微電子自主研發的 600 系列前道制造光刻機資料來源：上海微電子官網，國信證券經濟研究所整理上海微電子自主研發的上海微電子自主研發的 5 50000 系列系列后道制造后道制造光刻機光刻機，占據，占據 80%80%以上國內市場。以上國內市場。由于前道光刻機的產業化應用難度非常高，相比較而言，后道的先進封裝對光刻機的應用越來越廣泛，門檻也相對較低，可以先行進入。SMEE 抓住這個契機，開發了適用于先進封裝行業的 500 系列光刻

118、機。SSB500 系列步進投影光刻機主要應用于200mm/300mm 集成電路先進封裝領域，包括 FlipChip、Fan-InWLP、Fan-OutWLP請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告33和 2.5D/3D 等先進封裝形式，可滿足 Bumping、RDL 和 TSV 等制程的晶圓級光刻工藝需求。此前，后道光刻機完全依賴于進口，而今 SMEE 已經占領了 80%以上的國內市場。圖48：上海微電子自主研發的 500 系列后道先進封裝光刻機資料來源：上海微電子官網，國信證券經濟研究所整理上海微電子的前道光刻機與國際先進水平上海微電子的前道光刻機與國際先進水平仍

119、有較大仍有較大差距差距。上海微電子已量產的光刻機中性能最高可實現90nm 制程節點，而ASML 的EUV 3400B 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。目前,上海微電子封裝光刻機已實現批量供貨，成為長電科技、日月光、通富微電等封測龍頭的重要供應商，并出口海外市場，在國內市場占有率高達 80%，全球市場占有率達 40%。同時公司 300 系列光刻機可以滿足 HB-LED、MEMS 和 PowerDevices 等領域單雙面光刻工藝需求。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告34產業鏈相關公司概覽產業鏈相關公司概覽茂萊光學茂萊光學（

120、688502.SH688502.SH）：精密光學方案商賦能國產精密光學方案商賦能國產 I I 線曝光物鏡線曝光物鏡曝光物鏡光學器件成功應用曝光物鏡光學器件成功應用 365nm365nm I I 線光刻機。線光刻機。公司是國內領先的精密光學綜合解決方案商，具備精密光學器件、光學鏡頭和光學系統的研發、設計、制造及銷售能力。2024 年前三季度，公司半導體領域收入占比為 48.60%，生命科學占比為22.28%，無人駕駛占比為 6.65%，生物識別占比為 6.44%，AR/VR 檢測占比為 4.74%，航空航天占比為 1.81%，其他占比為 9.48%。公司核心技術生產的光刻機曝光物鏡用光學器件最大

121、口徑可達直徑 300mm，面形精度可達到小于 30nm，可以滿足 KrF、ArF、I 線等光刻機曝光物鏡系統的應用需求。半導體領域客戶方面，主要包括上海微電子、Camtek 等。公司作為全球少數具備曝光物鏡系統光學器件加工技術能力的公司，已成功應用于 365nm 的 I 線光刻機曝光物鏡中。圖49：茂萊光學營業收入及同比增速圖50：茂萊光學歸母凈利潤及同比增速資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理福晶科技（福晶科技（002222.SZ002222.SZ）：立足晶體元件，布局超精密光學業務）：立足晶體元件，布局超精密光學業務福晶科技主營業務涵蓋晶體元

122、器件、精密光學元件及激光器件等研發、制造和銷售，專注于為固體激光器、光纖激光器和光器件等廠商提供核心元器件產品。其中，公司生產的精密光學元件包括窗口片、反射鏡、棱鏡、偏振器、柱面鏡、球面透鏡、非球面透鏡、波片、分光鏡、衍射光柵及其他特色光學元件等。目前廣泛應用于固體激光器、光纖激光器、光通訊波分復用器、AR、激光雷達、半導體設備、光學檢測設備、分析儀器、生命科學等領域。子公司至期光子深入布局超精密光學元件、非球面等產品。子公司至期光子深入布局超精密光學元件、非球面等產品。2022 年 12 月 3 日，公司發布公告設立全資子公司福建至期光子科技有限公司，子公司業務定位半導體領域的高端光學應用領

123、域，面向超精密光學元件等相關產品的研發、制造和銷售。2023 年 9 月 28 日，至期光子通過增資擴股方式引入遠致星火作為新股東，致遠星火以現金方式增資 1 億元，持股占比 37.04%，福晶科技持股占比降至45.79%。2023 年至期光子實現營收 2716.94 萬元，主要為超精密光學，非球面等產品；2024 年上半年實現營收 2824.65 萬元，較 2023 年快速增長。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告35圖51：福晶科技營業收入及同比增速圖52：福晶科技歸母凈利潤及同比增速資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，國信證券經濟

124、研究所整理福光股份（福光股份（688010.SH688010.SH）：特種及民品光學鏡頭領先者）：特種及民品光學鏡頭領先者超精密加工事業部為光端裝備提供超精密加工事業部為光端裝備提供高精密光學鏡頭和光學系統高精密光學鏡頭和光學系統。公司作為全球光學鏡頭的重要制造商，從事特種及民用光學鏡頭、光電系統、光學元組件等產品研發和生產。公司及子公司設有含超精密加工事業部在內的多個事業部，為高端裝備（光刻機）等特種領域提供高精密光學鏡頭和光學系統。公司募投項目“精密及超精密光學加工實驗中心建設項目”順利結項，推動紅外鏡片加工、非球面玻璃鏡片加工、非球面塑料鏡片加工、球面鏡片高精度加工、紫外鏡片加工等超精密

125、光學加工技術突破。當前公司核心技術“精密及超精密光學加工技術”，可實現加工反射碗口徑覆蓋125mm、面型精度（PV）達到 2m，面型以非球面為主，相關模具加工精度達到 0.5m。同時，公司反射鏡面型精度 RMS 從 1/30 波長提高到 1/50 波長，達到全國領先水平。同時，公司投資持股四川至臻精密光學3.87%股權，四川至臻具有超精密離子束拋光設備、射頻離子源、智能機器人拋光設備等。圖53：福光股份營業收入及同比增速圖54：福光股份歸母凈利潤及同比增速資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理騰景科技（騰景科技（688159.SH688159.SH

126、）：深入研發光刻機合分束器項目）：深入研發光刻機合分束器項目請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告36在研合分束器項目應用光刻機光學系統。在研合分束器項目應用光刻機光學系統。騰景科技從事精密光學元件和光纖器件研發、生產和銷售，公司產品的應用領域以光通信、光纖激光為主，其他應用領域包含科研、生物醫療、機器視覺、3D 傳感、消費類光學、半導體設備等。公司主營產品包括平面光學元件、球面光學元件、模壓玻璃非球面透鏡等光學元件，以及鍍膜光纖器件、準直器、聲光器件等光纖器件。在半導體設備領域中，公司為客戶提供了精密光學元件、光學模組等產品，應用于半導體設備精密光學系統中。根據

127、公司在研項目披露情況，公司在研的合分束器項目，主要滿足國產替代要求，應用于光刻機光學系統。此外，公司公司光學鏡頭/模組等產品也在半導體領域有所應用，公司基于客戶的定制化需求，將光學元件裝配、集成為可實現特定光學性能的光學模組，主要應用于半導體設備光學系統中。隨著國內半導體核心領域主要設備的逐步國產化和量產，公司相關項目有望迎來快速增長。圖55：騰景科技營業收入及同比增速圖56：騰景科技歸母凈利潤及同比增速資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理波長光電（波長光電（301421.SZ301421.SZ）：大孔徑光學鏡頭進入半導體產業鏈）：大孔徑光學鏡頭

128、進入半導體產業鏈大孔徑光學鏡頭與平行光源系統配套國產光刻機。大孔徑光學鏡頭與平行光源系統配套國產光刻機。公司作為國內精密光學元件、組件的主要供應商，提供各類光學設備、光學設計以及光學檢測的整體解決方案。在半導體應用方面，公司主要涉及兩大領域，分別為生產領域的曝光機和光刻，另一個為檢測領域。在生產領域，公司具備提供光刻機配套的大孔徑光學鏡頭能力，以及配套所需的光學鏡片元件；同時公司成功開發的光刻機平行光源系統，可用于國產光刻機領域配套。在檢測領域，公司可提供檢測設備上的光學元件、組件，也可為客戶定制開發、裝調子系統。今年前三季度，公司在 PCB、顯示、封測、光刻等泛半導體領域合計營收約 3000

129、 萬元，超過去年全年約 2800 萬元，主要產品包括反射鏡、聚焦鏡、場鏡等 光學元器件以及平行光源系統等小型光學系統，應用場景有接近式掩膜光刻、直寫光刻、封裝測試、量檢測等。圖57：波長光電營業收入及同比增速圖58：波長光電歸母凈利潤及同比增速請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告37資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理永新光學永新光學（603297.SH603297.SH）：光學精密儀器及元組件供應商光學精密儀器及元組件供應商，產品可產品可用于半導體領域用于半導體領域公司成立于 1997 年，主要從事光學顯微鏡、光

130、學元組件等光學產品的研發、生產和銷售。光學儀器方面，公司努力實現高端顯微鏡國產替代目標，拓展科研、醫療領域應用，提高產品高性能、自動化、智能化功能。核心光學部件方面，公司側重發展專業類、裝備類、醫療類、人工智能類產品，包括條碼掃描鏡頭、專業影像、AI/機器視覺鏡頭、車載光學、激光雷達、光刻鏡頭等。公司掌握多項先進技術，產品可用于半導體領域。光學顯微鏡方面，公司工業檢測類顯微鏡營收快速增長，用于半導體晶圓檢測的 NX1000/2000 系列產品實現批量銷售。光學元組件方面，在專業成像領域公司自主研發生產的應用于 PCB 無掩膜激光直寫光刻設備的光刻鏡頭保持穩健增長。2023 年公司顯微鏡業務收入

131、 4.14 億元，同比增長 15.76%，主要受高端顯微鏡銷售快速增長影響，高端光學顯微鏡品牌 NEXCOPE 營收已由 2018 年的 400 萬元增長至近 1.4 億元。光學元組件業務收入 4.19 億元，同比減少 6.59%，主要受條碼掃描業務相關客戶去庫存影響；隨著庫存逐步消化完畢，2023 年第三季度以來，條碼掃描業務季度環比均正向增長。圖59：永新光學營業收入及同比增速圖60：永新光學凈利潤及同比增速資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理藍特光學藍特光學（688127.SH688127.SH）：領先的光學產品制造企業領先的光學產品制造企

132、業，納米級光刻納米級光刻請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告38機鏡頭系統在研機鏡頭系統在研公司創辦于 1995 年，成立初期業務重點為光學元件鍍膜技術及棱鏡光學冷加工工藝的研發，到目前為止形成了光學棱鏡、玻璃非球面透鏡、玻璃晶圓等產品系列，廣泛應用于智能手機、AR/VR、短焦距投影等消費類電子產品、半導體加工、車載鏡頭以及高端望遠鏡、激光器等光學儀器領域。公司在光學行業深耕多年，積累了豐富的技術訣竅，使得公司在工藝領域掌握了包括光學級高精密光刻在內的多項核心技術，并在主要產品的生產中加以綜合運用。同時，公司在研應用于工業 PCB 曝光機的納米級光刻機鏡頭系統，

133、擬憑借其玻璃非球面鏡頭設計優勢及微米級精度光刻機鏡頭設計開發生產制造經驗，制造出批量化高精度光刻鏡頭；在研應用于工業自動化設備的照明類光學模塊中，亦應用到了其所積累的光刻照明系統設計開發經驗和多類別光學零件加工經驗。2023 年公司光學棱鏡業務收入 4.11 億元，同比增長 191.33%，主要原因為公司把握消費電子等領域發展機遇，新開發的應用于智能手機潛望式攝像頭模組的微棱鏡產品于 2023 年內正式量產，形成了規模銷售。玻璃非球面透鏡業務收入 2.41億元，同比增長 52.96%，主要原因為受汽車智能駕駛需求的帶動，應用于車載360環視攝像頭及車載激光雷達的玻璃非球面透鏡產品出貨量呈現穩步

134、增長態勢。玻璃非球面透鏡業務收入 2.41 億元，同比增長 26.10%，主要原因為公司大力拓展下游市場，積極改進和完善產品結構，應用于 AR/VR、汽車 LOGO 投影等領域的顯示玻璃晶圓、深加工玻璃晶圓業務實現穩健發展。圖61：藍特光學營業收入及同比增速圖62：藍特光學凈利潤及同比增速資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理炬光科技炬光科技（688167.SH688167.SH）：供應光刻機用光場勻化器供應光刻機用光場勻化器，擬向光刻制擬向光刻制程設備微透鏡陣列拓展程設備微透鏡陣列拓展表10：藍特光學部分在研項目情況項目名稱項目名稱進展或階段性成

135、果進展或階段性成果擬達到目標擬達到目標技術水平技術水平具體應用前景具體應用前景納米級光刻機鏡頭系統研究開發采用高精度單鏡片調芯組裝工藝，實現高精度組裝工藝。制造出批量化高精度光刻鏡頭。中等精度納米級光刻機鏡頭目前主要是日德廠商在生產制造，國內基本空白。憑借玻璃非球面鏡頭設計優勢及微米級精度光刻機鏡頭設計開發生產制造經驗奠定了此項目開發的優勢和基礎。應用于工業PCB曝光機。照明類光學模塊研究開發1、實現光斑調校檢測工藝，亮度均勻性90%；2、消除條紋暗斑影響。隨著工業自動化應用不斷深入，照明類光學模塊應用市場不斷擴大。區別于傳統鏡頭多數應用透鏡，此類產品特點為應用光學零件類別多。公司積累的光刻照

136、明系統設計開發經驗和多類別光學零件加工經驗，為此項目推進奠定了基礎。應用于工業自動化設備。資料來源：公司公告，國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告39公司成立于 2007 年，主要從事高功率半導體激光元器件和原材料、激光光學元器件的研發、生產和銷售，目前正在拓展光子行業中游的光子應用模塊、模組和子系統業務，重點布局汽車應用、泛半導體制程、醫療健康三大應用方向，為包括半導體制程設備生產商、工業制造設備、光通信模塊及設備生產商、激光雷達整機企業、半導體制程和平板顯示設備制造商等提供核心元器件及應用解決方案。公司在激光光學元器件領域技術優勢明顯，

137、已自主研發形成包括光場勻化技術（光刻機用）在內的核心技術，為半導體光刻應用領域提供光刻機曝光系統中的核心激光光學元器件光場勻化器。公司的光場勻化器基于光場勻化核心技術，能夠實現對激光光束的高度勻化，以滿足光刻機等高端應用需求，產品應用于國內主要光刻機研發項目和樣機中，并供應給世界頂級光學企業（荷蘭 ASML 核心供應商），最終應用于全球高端光刻機生產商的核心設備。2024 年 1 月，公司發布擬收購 SMO（SUSS MicroOptics SA，瑞士股份有限公司）100%股權的公告，交易對方為其股東 SMT（SSS MicroTec SE，總部位于德國的歐洲股份公司，其核心業務是光刻解決方案

138、和晶圓片鍵合）。SMO 主要從事用于光纖耦合、激光準直、光場勻化、光束整形等基于折射或衍射原理的精密微納光學元器件的研發、生產和銷售，其產品廣泛應用于數據通信、汽車投影照明、半導體制程、生命科學等領域。SMO 在對外銷售微納光學元器件產品的同時，亦為SMT 相關部門供應用于其光刻制程設備的微透鏡陣列。圖63：炬光科技營業收入及同比增速圖64：炬光科技凈利潤資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理賽微電子（賽微電子（300456.SZ300456.SZ）：全球）：全球 MEMSMEMS 代工龍頭，高端光刻機微鏡代工龍頭，高端光刻機微鏡主要供應商主要供應

139、商公司成立于 2008 年，2016 年通過發行股份以 7.50 億元的對價全資收購瑞通芯源，其子公司 Silex 是全球領先的 MEMS 芯片制造商，2020 年陸續剝離原有航空電子和導航等非半導體業務，已完全轉型為半導體公司，成為全球領先的 MEMS 芯片代工龍頭。公司 MEMS 客戶遍布全球，產品覆蓋了通訊、生物醫療、工業科學、消費電子等諸多領域，服務的客戶已包括光刻機巨頭、消費電子巨頭、網絡通信和應用巨頭、網絡搜索引擎巨頭、工業巨頭在內的工業和消費細分行業的領先企業?；诳蛻翩i定產能的需求以及為了更好地服務客戶，同時便于自身更加靈活高效地安排生產及采購，公司一般會與工藝開發階段產品已較

140、為豐富、已進入或即將進入晶圓量產階段的核心戰略客戶簽訂框架協議。公司與全球光刻機巨頭建立了緊密的合作關系，自 2006 年開始建立合作，2010 年產品導入量產，與其簽訂框請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告40架性合同的同時建立了 MEMS 芯片代工生產、從 6 英寸轉移到 8 英寸的技術開發訂單，成為該公司高端光刻機微鏡的主要供應商。2023 年公司 MEMS 主業實現營收 8.56 億元，同比增長 20.72%；其中 MEMS 晶圓制造實現營收 4.99 億元，同比增長 31.85%；MEMS 工藝開發實現營收 3.57 億元，同比增長 7.98%；主要原

141、因為基于公司的境內外“雙循環”服務體系戰略以及旗下不同中試線及量產線的定位，在保證工藝開發業務前置導入的同時，瑞典FAB1/FAB2、北京 FAB3 在當前階段均積極推動客戶將產品導入晶圓制造階段，以逐步適應下一階段以規模量產為主的業務形態。圖65：賽微電子營業收入及同比增速圖66：賽微電子凈利潤及同比增速資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理資料來源：Wind，國信證券經濟研究所整理表11：賽微電子與 AS 公司歷史建立訂單情況協議類型協議類型客戶名稱客戶名稱金額（萬元金額（萬元）訂單內容訂單內容剩余訂單期限剩余訂單期限客戶簡介客戶簡介銷售訂單AS 公司1858.01MEMS 芯片代工生

142、產2020年 10月至 2020 年12 月該公司是全球光刻機行業領先制造商，目前全球絕大多數半導體生產廠商如 Intel（英特爾）、Samsung（三星）、Hynix（海力士）、TSMC（臺積電）及 SMIC（中芯國際）等都向該公司采購光刻機。Silex 為該公司提供的微鏡系統是高端光刻機的核心部件，Silex 為該公司微鏡的主要供應商?？蛻糸_發協議AS 公司1613.86從 6 英寸轉移到 8英寸的技術開發2017年1月至開發完成資料來源：公司公告，國信證券經濟研究所整理注：上述訂單信息截至 2020 年 9 月 30 日。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報

143、告41風險提示風險提示國外頂尖制程工藝再度突破國外頂尖制程工藝再度突破的風險的風險國外頂尖公司ASML 研發實力強勁，目前正在研發High-NA EUV 光刻機，若關鍵工藝實現突破，或重塑光刻機產業鏈，打亂國有化進程。國產光刻機研發及落地不及預期國產光刻機研發及落地不及預期的風險的風險光刻機產業壁壘較高，我國離 ASML 頂尖光刻機仍有較大差距，盡管近年來好消息頻傳，但實際產業化落地較慢，且需要較長的驗證時間對光刻機性能不斷完善，最終達到量產水準，中間過程復雜、耗時、耗財都較大，存在不及預期的風險。下游需求疲軟，晶圓代工廠擴產不及預期的下游需求疲軟，晶圓代工廠擴產不及預期的風險風險在全球創新乏

144、力、換機周期拉長的大背景下，下游消費電子景氣度較為低迷，行業內公司一度庫存高企。下游需求疲軟向上游傳遞，晶圓代工廠延遲擴產甚至減產，對光刻機的采購需求會有所下滑。光刻機出口管制進一步加劇光刻機出口管制進一步加劇的的風險風險實現光刻機完全國有化是最終目標，但當前階段，我國仍依賴進口，若貿易摩擦進一步升級，或將影響光刻機國產化進程。證券研究報告證券研究報告免責聲明免責聲明分析師聲明分析師聲明作者保證報告所采用的數據均來自合規渠道；分析邏輯基于作者的職業理解，通過合理判斷并得出結論，力求獨立、客觀、公正，結論不受任何第三方的授意或影響；作者在過去、現在或未來未就其研究報告所提供的具體建議或所表述的意

145、見直接或間接收取任何報酬，特此聲明。國信證券投資評級國信證券投資評級投資評級標準投資評級標準類別類別級別級別說明說明報告中投資建議所涉及的評級（如有）分為股票評級和行業評級（另有說明的除外）。評級標準為報告發布日后 6 到 12 個月內的相對市場表現，也即報告發布日后的6到12個月內公司股價（或行業指數）相對同期相關證券市場代表性指數的漲跌幅作為基準。A 股市場以滬深 300 指數（000300.SH）作為基準；新三板市場以三板成指（899001.CSI）為基準；香港市場以恒生指數(HSI.HI)作為基準；美國市場以標普 500 指數(SPX.GI)或納斯達克指數（IXIC.GI）為基準。股票

146、投資評級優于大市股價表現優于市場代表性指數 10%以上中性股價表現介于市場代表性指數10%之間弱于大市股價表現弱于市場代表性指數 10%以上無評級股價與市場代表性指數相比無明確觀點行業投資評級優于大市行業指數表現優于市場代表性指數 10%以上中性行業指數表現介于市場代表性指數10%之間弱于大市行業指數表現弱于市場代表性指數 10%以上重要聲明重要聲明本報告由國信證券股份有限公司（已具備中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格）制作；報告版權歸國信證券股份有限公司（以下簡稱“我公司”）所有。本報告僅供我公司客戶使用，本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。未經書面許可，任何機構和個人不得以任何形式

147、使用、復制或傳播。任何有關本報告的摘要或節選都不代表本報告正式完整的觀點，一切須以我公司向客戶發布的本報告完整版本為準。本報告基于已公開的資料或信息撰寫，但我公司不保證該資料及信息的完整性、準確性。本報告所載的信息、資料、建議及推測僅反映我公司于本報告公開發布當日的判斷，在不同時期，我公司可能撰寫并發布與本報告所載資料、建議及推測不一致的報告。我公司不保證本報告所含信息及資料處于最新狀態；我公司可能隨時補充、更新和修訂有關信息及資料，投資者應當自行關注相關更新和修訂內容。我公司或關聯機構可能會持有本報告中所提到的公司所發行的證券并進行交易，還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或金融

148、產品等相關服務。本公司的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中意見或建議不一致的投資決策。本報告僅供參考之用，不構成出售或購買證券或其他投資標的要約或邀請。在任何情況下，本報告中的信息和意見均不構成對任何個人的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。投資者應結合自己的投資目標和財務狀況自行判斷是否采用本報告所載內容和信息并自行承擔風險，我公司及雇員對投資者使用本報告及其內容而造成的一切后果不承擔任何法律責任。證券投資咨詢業務的說明證券投資咨詢業務的說明本公司具備中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。證券投資咨詢，是指從事證券投

149、資咨詢業務的機構及其投資咨詢人員以下列形式為證券投資人或者客戶提供證券投資分析、預測或者建議等直接或者間接有償咨詢服務的活動：接受投資人或者客戶委托，提供證券投資咨詢服務；舉辦有關證券投資咨詢的講座、報告會、分析會等；在報刊上發表證券投資咨詢的文章、評論、報告，以及通過電臺、電視臺等公眾傳播媒體提供證券投資咨詢服務；通過電話、傳真、電腦網絡等電信設備系統，提供證券投資咨詢服務；中國證監會認定的其他形式。發布證券研究報告是證券投資咨詢業務的一種基本形式，指證券公司、證券投資咨詢機構對證券及證券相關產品的價值、市場走勢或者相關影響因素進行分析，形成證券估值、投資評級等投資分析意見，制作證券研究報告，并向客戶發布的行為。證券研究報告證券研究報告國信證券經濟研究所國信證券經濟研究所深圳深圳深圳市福田區福華一路 125 號國信金融大廈 36 層郵編：518046總機：0755-82130833上海上海上海浦東民生路 1199 弄證大五道口廣場 1 號樓 12 層郵編：200135北京北京北京西城區金融大街興盛街 6 號國信證券 9 層郵編：100032