電子行業(yè)專(zhuān)題：ASML如何能獨(dú)霸光刻機(jī)國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的三座大山

證券分析師證券分析師陳海進(jìn)資格編號(hào)：S0120521120001郵箱：chenhj3＠研究助理研究助理徐巡郵箱：xuxun＠市場(chǎng)表現(xiàn)市場(chǎng)表現(xiàn)24%20%15%10% 5% 0% -5%-10%2022-112023-032023-072023-11相關(guān)研究相關(guān)研究2.《思特威-W（688213.SH國(guó)產(chǎn)安防CIS龍頭，機(jī)器視覺(jué)&車(chē)載&消費(fèi)電子協(xié)同發(fā)展》，2023.11.6重申消費(fèi)電子主升浪》，2023.11.5環(huán)比增長(zhǎng)，多元布局成長(zhǎng)賽道》，2023.11.55.《拓荊科技（688072.SH23Q32023.11.3ASMLASML如何能獨(dú)霸光刻機(jī)，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的三座.光刻機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，集多項(xiàng)技術(shù)于一身。光刻是集成電路芯片制造中復(fù)雜、關(guān)鍵的工藝步驟，而光刻機(jī)是光刻技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備。具體來(lái)看，光刻機(jī)由光源、照明、投影物鏡、機(jī)械及控制等系統(tǒng)組成。ASML將光刻機(jī)組件分為三個(gè)大模組：照明光學(xué)、光罩和晶圓模組，其中以照相光學(xué)、晶圓平臺(tái)模組較為復(fù)雜。最高端的EUV光刻機(jī)大概有十萬(wàn)多零部件，包含全球眾多供應(yīng)商，使得其制造壁壘極高。ASML是半導(dǎo)體光刻機(jī)龍頭，推進(jìn)下一代高NAEUV光刻機(jī)的研發(fā)。ASML目前的光刻機(jī)產(chǎn)品種類(lèi)涵蓋i-line、KrF、ArF、EUV等多種光源。根據(jù)ASML官網(wǎng)，目前ASML獨(dú)占EUV光刻技術(shù)。我們認(rèn)為ASML通過(guò)在浸沒(méi)式系統(tǒng)、TWINSCAN雙工作臺(tái)，以及EUV技術(shù)上的研發(fā)而逐步成為全球光刻機(jī)龍頭。針對(duì)下一代光刻機(jī)的研發(fā)，ASML目前在研究把EUV平臺(tái)的數(shù)值孔徑（NA）從0.33提升到0.55（高NA從而進(jìn)一步縮小光刻機(jī)分辨率，實(shí)現(xiàn)2nm邏輯制程的制造。ASML預(yù)計(jì)高NA設(shè)備的研發(fā)機(jī)型將首先在2023年底出貨，而預(yù)計(jì)到2025年將在客戶端全面運(yùn)行起來(lái)。.SSMB-EUV光源方案可能成為新EUV光源方案，但尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。由于基于等離子體輻射的EUV光源功率進(jìn)一步突破困難,因此基于相對(duì)論電子束的各類(lèi)加速器光源逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)界的視野,如基于超導(dǎo)直線加速器技術(shù)的高重頻FEL以及SSMB（穩(wěn)態(tài)微聚束）等。SSMB也可以實(shí)現(xiàn)大于1kW的EUV光功率,且造價(jià)和規(guī)模適中。作為一種新型光源原理，SSMB原理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證已經(jīng)實(shí)現(xiàn),需要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)落地并成熟化。目前，清華大學(xué)已經(jīng)在河北雄安新區(qū)進(jìn)行SSMB項(xiàng)目選址和推進(jìn)建設(shè)工作。.國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)供應(yīng)鏈奮發(fā)向上。目前針對(duì)EUV光源，國(guó)內(nèi)展。2017年，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)春光機(jī)所）的“極紫外光刻關(guān)鍵技術(shù)研究”獲得國(guó)家02專(zhuān)項(xiàng)的驗(yàn)收，從而推進(jìn)了我國(guó)對(duì)EUV的技術(shù)研發(fā)。2023年4月，中國(guó)科學(xué)院院士白春禮到長(zhǎng)春光機(jī)所調(diào)研，并參觀了EUV光源樣機(jī)。此外，針對(duì)光刻機(jī)核心的光源、光學(xué)以及晶圓平臺(tái)等模組，我國(guó)已經(jīng)有相關(guān)企業(yè)在這些模組中有所布局并取得一定進(jìn)展。學(xué)系統(tǒng)：茂萊光學(xué)、晶方科技、炬光科技、騰景科技、賽微電子等；3）晶圓平臺(tái)系統(tǒng)：奧普光電、蘇大維格等；4）零部件：富創(chuàng)精密、新萊應(yīng)材等。.風(fēng)險(xiǎn)提示：下游需求不及預(yù)期、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇、貿(mào)易摩擦風(fēng)險(xiǎn)。行業(yè)專(zhuān)題電子2/141.光刻機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，集多項(xiàng)技術(shù)于一身 41.1.光源模組：決定芯片制造分辨率的關(guān)鍵 41.2.光學(xué)模組：實(shí)現(xiàn)光從光源到晶圓之旅 1.3.晶圓平臺(tái)模組：光刻機(jī)中最重要的運(yùn)動(dòng)部件 2.ASML成光刻機(jī)龍頭，獨(dú)占EUV市場(chǎng) 2.1.ASML崛起的關(guān)鍵點(diǎn)一：浸沒(méi)式系統(tǒng) 2.2.ASML崛起的關(guān)鍵點(diǎn)二：TWINSCAN雙工作臺(tái) 2.3.ASML崛起的關(guān)鍵點(diǎn)三：EUV技術(shù) 3.穩(wěn)態(tài)微聚束加速器可能成為新EUV光源方案 4.光刻機(jī)國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈一覽 5.風(fēng)險(xiǎn)提示 行業(yè)專(zhuān)題電子3/14圖1：ASML光刻機(jī)工作原理簡(jiǎn)圖 4圖2：EUV光刻機(jī)零部件構(gòu)成 4圖3：光刻機(jī)光源的發(fā)展 5圖4：光刻機(jī)中的照明模組和投影物鏡模組示意圖 5圖5：光刻機(jī)中的投影物鏡模組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成像像差很低 5圖6：光刻機(jī)的雙工作臺(tái)示意圖 6圖7：ASMLnetsystem營(yíng)收的設(shè)備占比 7圖8：ASML光刻機(jī)出貨數(shù)量（臺(tái)） 7圖9：ASML、Nikon和Canon的歷年光刻機(jī)銷(xiāo)量（臺(tái)） 8圖10：浸沒(méi)式光刻機(jī)原理圖 9圖11：ASML雙工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖 圖12：雙工作臺(tái)模式可以節(jié)省工作時(shí)間、提高鏡頭利用率 圖13：ASMLEUV光刻機(jī)示意圖 圖14：清華SSMB-EUV光源示意圖 表1：ASML光刻機(jī)產(chǎn)品一覽 7表2：三大晶圓廠入股ASML并投入資金支持研發(fā) 表3：各類(lèi)EUV光源特點(diǎn) 表4：大陸光刻機(jī)配套相關(guān)廠商進(jìn)展 行業(yè)專(zhuān)題電子4/14光刻是集成電路芯片制造中復(fù)雜、關(guān)鍵的工藝步驟，而光刻機(jī)是光刻技術(shù)的光罩由光罩盒一路傳送到光罩平臺(tái)模組。光罩平臺(tái)模組負(fù)責(zé)承載及快速圓由涂膠機(jī)傳送到晶圓平臺(tái)模組。晶圓平臺(tái)模組一般是雙平臺(tái)，負(fù)責(zé)承東西距離一樣大的平面上，因加工產(chǎn)生的平整度高低起伏誤荷蘭腔體和英國(guó)真空零部件,32%日本材料,27%美國(guó)光源,美國(guó)光源,27%1.1.光源模組：決定芯片制造分辨率的行業(yè)專(zhuān)題電子5/14綜合來(lái)看,提升光刻曝光分辨率的主要研究方向?yàn)闇p小光源的波長(zhǎng)。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),光刻機(jī)光源的波長(zhǎng)從最初的可見(jiàn)光逐步演化到高壓汞燈產(chǎn)生的436nm(G圖4：光刻機(jī)中的照明模組和投影物鏡模組示意圖圖5：光刻機(jī)中的投影物鏡模組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成像像差很低行業(yè)專(zhuān)題電子6/14晶圓平臺(tái)模組通過(guò)快、準(zhǔn)、穩(wěn)等特點(diǎn)來(lái)保障光量測(cè)，截取到晶圓每一個(gè)區(qū)塊納米等級(jí)的微小誤差。在曝光階段實(shí)時(shí)校機(jī)采用雙工作臺(tái)方案。在一個(gè)晶圓平臺(tái)在給晶圓進(jìn)行曝光時(shí)，另一個(gè)平臺(tái)可對(duì)下一片晶圓進(jìn)行量測(cè)校正。實(shí)現(xiàn)測(cè)量和曝光的無(wú)縫銜接，極大地行業(yè)專(zhuān)題電子7/14產(chǎn)品類(lèi)別產(chǎn)品類(lèi)別產(chǎn)品名光源&波長(zhǎng)數(shù)值孔徑（NA）WaferperhourArF，193nmArF，193nmArF，193nmArF，193nmArF，193nmArF，193nm拆分來(lái)看，EUV和ArF浸沒(méi)式光刻機(jī)占營(yíng)收的大頭（約80%~90%）。在行業(yè)專(zhuān)題電子8/14--100%60%40%20%0%8739復(fù)盤(pán)主要的光刻機(jī)廠商的歷史光刻機(jī)銷(xiāo)售量可以看到光刻機(jī)競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)三5004504003503002502005001998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022ASMLNikonCanon行業(yè)專(zhuān)題電子9/14線上進(jìn)展更快。2003年12月，ASML收到業(yè)內(nèi)的第一臺(tái)浸沒(méi)式光刻機(jī)年推出了自己的浸沒(méi)式光刻機(jī)產(chǎn)品。由于ASML在浸量測(cè)和曝光都需要時(shí)間，導(dǎo)致這兩個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)長(zhǎng)是原來(lái)限制光刻機(jī)運(yùn)行效率的兩行業(yè)專(zhuān)題電子ZEISS以及同步加速器光源供應(yīng)商O(píng)xfordInstruments成立了“ExtremeUV（TWINSCANNXE:3100然后在行業(yè)專(zhuān)題電子轉(zhuǎn)化效率、收集效率以及控制系統(tǒng)，LPP-EUV光源目前能夠在中間焦點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)光源功率進(jìn)一步突破困難,因此基于相對(duì)論電子束的各類(lèi)加速器光源逐漸進(jìn)入產(chǎn)一步提升；行業(yè)專(zhuān)題電子安新區(qū)簽訂《河北雄安新區(qū)管理委員會(huì)、清華大學(xué)關(guān)于共同支持“穩(wěn)態(tài)微聚束黨委常委、副校長(zhǎng)曾嶸在雄安新區(qū)實(shí)地考察SSMB項(xiàng)目選址地點(diǎn)。隨著清華進(jìn)SRF-FEL（超導(dǎo)高重頻自由EUV光功率可達(dá)1—10kW量級(jí),造價(jià)相對(duì)高昂(數(shù)十億),規(guī)模較大(數(shù)百米),商業(yè)電子激光）化必須做能量回一種全新的光源原理,原理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證已經(jīng)實(shí)現(xiàn),需要建設(shè)運(yùn)行在EUV波段的SSMB加速器光源研究裝置,培養(yǎng)科學(xué)及產(chǎn)業(yè)用戶4.光刻機(jī)國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈一覽表4：大陸光刻機(jī)配套相關(guān)廠商進(jìn)展光刻機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域或配套光刻機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域或配套公司相關(guān)產(chǎn)品公司晶體元器件、精密光學(xué)元件前期曾間接供應(yīng)光等微波器件等騰景科技公司為光刻機(jī)光學(xué)系統(tǒng)提供用于勻光、中繼照明模塊的光學(xué)器件、公司光場(chǎng)勻化器供應(yīng)給世界頂級(jí)光學(xué)企業(yè)A公司，最機(jī)。近年來(lái)光場(chǎng)勻化器產(chǎn)品也應(yīng)用于國(guó)內(nèi)主要光刻機(jī)研發(fā)項(xiàng)ASML為公司參與并購(gòu)的荷蘭Anteryon公司的最A(yù)nteryon為全球同時(shí)擁有混合鏡頭、晶圓級(jí)微型光學(xué)器件工藝技公司研發(fā)的“合分束器項(xiàng)目”的相關(guān)產(chǎn)品可應(yīng)用于光刻機(jī)光學(xué)系統(tǒng)超精度光柵尺理論上可用于半導(dǎo)體領(lǐng)域各類(lèi)設(shè)備公司進(jìn)行納米精度運(yùn)動(dòng)及測(cè)控系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)//子公司上海張江浩成創(chuàng)業(yè)投資零部件及整機(jī)行業(yè)專(zhuān)題電子本人具有中國(guó)證券業(yè)協(xié)會(huì)授予的證券投資咨詢執(zhí)業(yè)資格，以勤勉的職業(yè)態(tài)度，獨(dú)立、客觀地出具息均來(lái)自市場(chǎng)公開(kāi)信息，本人不保證該等信息的準(zhǔn)確性或完整性。分析邏輯基于作者2.市場(chǎng)基準(zhǔn)指數(shù)的比較標(biāo)準(zhǔn)：A股市場(chǎng)以上證綜指或深證成指為基級(jí)級(jí)下，本報(bào)告中的信息或所表述的意見(jiàn)并不構(gòu)成對(duì)任何人的投資建議。在任何情況下，本公司不對(duì)任本報(bào)告所載的資料、意見(jiàn)及推測(cè)僅反映本公司于發(fā)布本報(bào)告當(dāng)日的判斷，本報(bào)告所指的證券或投市場(chǎng)有風(fēng)險(xiǎn)，投資需謹(jǐn)慎。