>> 長江證券-半導(dǎo)體與半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)半導(dǎo)體基石系列之四：工業(yè)明珠燦若星河，光刻機國產(chǎn)化行則將至-250726
| 上傳日期： |
2025/7/26 |
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| 4996KB |
| 格式： |
pdf 共33頁 |
來源： |
長江證券 |
| 評級： |
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作者： |
楊洋,王澤罡 |
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燦若星河，光刻機加冕半導(dǎo)體皇冠
光刻即利用光刻膠的光敏性，將掩模版的圖案通過光源照射轉(zhuǎn)移至晶圓上。光刻是半導(dǎo)體制造工序中核心的一環(huán)，需要通過光刻機進行極為精密的控制。光刻機最核心的指標即為分辨率，根據(jù)瑞利公式，分辨率與光源波長λ、數(shù)值孔徑NA以及工藝因子k1有關(guān)。光刻機數(shù)十年的迭代優(yōu)化歷程，也圍繞以上三點因素展開：
(1)光源波長λ：由汞燈光源的g線、i線發(fā)展為KrF、ArF，最終發(fā)展至目前的EUV光源；
(2)數(shù)值孔徑NA：分為增大收光角度和提高介質(zhì)折射率兩種方式。增大收光角度可以通過增大透鏡尺寸來實現(xiàn)，而提高介質(zhì)折射率可以在物鏡與晶圓之間添加介質(zhì)，例如浸潤式光刻機；
(3)工藝因子k1：利用RET技術(shù)對光源系統(tǒng)及掩模版進行適度修正。
百川歸海，光刻機零件聚焦三大環(huán)節(jié)
ASML的光刻機由800余家供應(yīng)商的數(shù)十萬零部件構(gòu)成，其中最為核心的包括以下三大環(huán)節(jié)：
(1)光源系統(tǒng)：光刻機最為核心的環(huán)節(jié)，為曝光過程提供能量。目前最先進的光源通過CO2激光每秒轟擊5萬次錫靶液滴得到EUV激光。從DUV到EUV光源的研發(fā)門檻迅速提高，目前全球僅ASML的子公司Cymer和日本的Gigaphoton可供應(yīng)EUV光源；
(2)光學(xué)系統(tǒng)：對光路進行優(yōu)化處理。作為光的傳播路徑，光學(xué)系統(tǒng)承擔(dān)匯集光源、減小像差的功能，并對光源做擴束、轉(zhuǎn)向、均勻等處理。對于EUV光學(xué)系統(tǒng)則更為特殊，由于EUV光穿透性極差，因而EUV光刻機的光學(xué)系統(tǒng)只能全部采用反射鏡。
(3)工件臺系統(tǒng)：控制晶圓及掩模版的運動，是最終曝光的區(qū)域。ASML 2001年推出的TWINSCAN雙工件臺系統(tǒng)大大提高晶圓制造效率，但對控制精度有極高要求。
篳路藍縷，復(fù)盤光刻機龍頭波瀾歷程
光刻機行業(yè)的龍頭交替變遷，大致可分為三個時代：光刻機早期技術(shù)不成熟，作為半導(dǎo)體發(fā)源地的美國憑借先發(fā)優(yōu)勢，誕生GCA、Perkin Elmer等巨頭，但銷量較低；當技術(shù)初步定型后，憑借日本政府的大力扶持，日本充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，尼康與佳能一躍超過美國光刻機廠商，長時間分列光刻機第一、二名；當新一輪技術(shù)攻關(guān)遇阻后，ASML先后通過雙工件臺、浸潤式以及EUV光刻機，三大技術(shù)跨越領(lǐng)先全球，由此近乎壟斷先進制程光刻機至今?；仡櫄v史，光刻機龍頭的崛起常伴隨在技術(shù)迭代的關(guān)鍵節(jié)點實現(xiàn)突破，同時受益于政府牽頭的產(chǎn)業(yè)鏈推動。
風(fēng)起青萍，國產(chǎn)光刻路雖遠行則將至
我國光刻機產(chǎn)業(yè)起步較早，但后續(xù)發(fā)展遲緩導(dǎo)致目前落后于國際先進水平。自2006年國家“02專項”實施以來，中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)取得了顯著進展，國產(chǎn)光刻機產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善。國內(nèi)光刻機廠商如上海微電子在中低端市場已取得一定進展，但在高端制程光刻機領(lǐng)域仍面臨挑戰(zhàn)；此外，國內(nèi)部分企業(yè)在光刻機上游光學(xué)、機械等零部件/子系統(tǒng)方面取得進展。
風(fēng)險提示
1、產(chǎn)品研發(fā)進展不及預(yù)期；
2、外部環(huán)境存在不確定性；
3、市場競爭加?。?br> 4、下游晶圓廠擴產(chǎn)不及預(yù)期。
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