光刻机分析：从0到1，星辰大海-韭研公社

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光刻机分析：从0到1，星辰大海

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2023-04-06 00:36:49

光刻是芯片制造最核心环节

光刻机是芯片制造中最复杂、最昂贵的设备。芯片制造可以包括多个工艺，如初步氧化、涂光刻胶、曝光、显影、刻蚀、离子注入。这个过程需要用到的设备种类繁多，包括氧化炉、涂胶显影机、光刻机、薄膜沉积设备、刻蚀机、离子注入机、抛光设备、清洗设备和检测设备等。在整个半导体芯片制造过程中，光刻是最复杂工艺，光刻工艺的费用约占芯片制造成本的1/3左右，耗费时间占比约为40-50%，光刻工艺所需的光刻机是最贵的半导体设备。

光刻机可分为前道光刻机和后道光刻机。光刻机既可以用在前道工艺，也可以用在后道工艺，前道光刻机用于芯片的制造，曝光工艺极其复杂，后道光刻机主要用于封装测试，实现高性能的先进封装，技术难度相对较小。

光刻机研发难度大，零部件海外垄断

光刻机厂商研发费用率高：22年全球前五大半导体设备厂商的平均研发费用率为11%，其中ASML研发费用率为15%，高于其他设备厂商。

光刻机零部件供应商遍布全球，核心零部件来自德国和美国：代表光刻机最高端技术的EUV光刻机里面有10万多个零部件，全球超过5000家供应商。整个光刻机中，荷兰腔体和英国真空占32%，美国光源占27%，德国光学系统占14%，日本的材料占27%。

从接触式到EUV，ASML成为绝对龙头

 历史转折点：ASML凭借浸润式光刻机垄断市场。在浸润式光刻技术出现之前，各厂商专注于157nm波长技术的研发，“浸润式微影技术”被提出后ASML开始与台积电合作开发浸润式光刻机，并于2007年推出浸润式光刻机，成功垄断市场。而同为光刻巨头的日本尼康、日本佳能主推的157nm光源干式光刻机被市场逐渐抛弃，两家公司由盛转衰。

 ASML一家独大，Nikon和Canon瓜分剩余市场。

 1）全球光刻机市场的主要竞争公司为ASML、Nikon和Canon。ASML在超高端光刻机领域独占鳌头，旗下产品覆盖面最广。Canon光刻机主要集中在i-line光刻机，Nikon除EUV外均有涉及。

 2）光刻机市场份额主要被ASML、Canon、Nikon包揽，从这三家的占比情况来看，2022年ASML占据82%，Canon占据10%，Nikon占据8%

大陆光刻设备需求持续增高

 2017-2022年ASML在大陆地区营收的年均复合增长率为26%。ASML2017年在大陆地区的营收为9亿欧元，2022年为29亿欧元，2017-2022年年均复合增长率为26%，高于ASML总营收的年均复合增长率19%。23年大陆晶圆代工厂中芯国际、华虹集团等陆续恢复扩产，另外有数十条新兴fab厂处于建设期，未来大陆地区对光刻机的需求将持续增高。