报告行业投资评级 未提及相关内容 报告的核心观点 报告围绕光刻机展开，阐述光刻工艺是芯片制造关键且难度大的环节，介绍光刻机部件、市场格局及国内供应链情况，指出海外三强垄断市场，国产光刻机虽有进展但国产化率低，在美日荷出口限制下国产化势在必行 [7][107][140] 根据相关目录分别进行总结 光刻工艺：芯片制造技术难度最大环节 - 光刻工艺是芯片制造中技术难度最大、成本最高、周期最长的环节，光刻技术水平决定芯片最小线宽、制程和性能水平，先进技术节点芯片制造需60 - 90步光刻工艺，光刻成本占比约30%，耗费时间占比约40 - 50% [7] - 光刻核心工具包括光掩膜、光刻机和光刻胶，光刻工艺一般经历表面处理、旋转涂胶、前烘、对准曝光、后烘、显影、坚膜烘焙和检测八道工序 [10][13] - 分辨率、套刻精度为光刻工艺关键参数，光刻分辨率由光源波长、数值孔径、光刻工艺因子决定，改善分辨率可通过缩短光源波长、增大数值孔径、降低工艺因子实现 [14][19] - 套刻指光刻中每层图形精确转移到硅片正确位置，投影光刻机不同层误差取决于对准精度，套刻误差允许在光刻分辨力的1/3 - 1/5范围以内，对准误差在套刻误差的1/3以内 [32] - 产能是衡量光刻机生产效率的核心指标，当前ASML的NXT系列高端浸入式光刻机NXT2150i产能≥310WpH，NXT：2100i≥295WpH [37] 光刻机部件：光源、照明系统、投影物镜为核心组件 - 光刻机主要由光源系统、照明系统、曝光物镜系统、对准系统、硅片传输系统、环境控制系统、计算机控制系统等部分组成，光源系统、照明系统、曝光物镜系统为核心组件 [43] - 光源为光刻提供能量，不同制程和芯片类型需匹配特定光源，常见光刻光源包括汞灯、准分子激光和极紫外光，ASML光源供应商主要为Cymer、日本Gigaphoton公司 [45] - 照明系统对光源发出的激光进行扩束，确保光照均匀性和强度，提供特定照明模式，包含传输光路、光束矫正器等组件 [53] - 投影物镜将经过掩模版图案后的衍射光收集并聚焦至晶圆表面光刻胶上，是影响数值孔径的关键，常见像差包括球差、彗差、象散、场曲、畸变、色差，投影物镜结构类型主要有全折射型、折反射型、全反射型 [57][61] - 双工作台光刻机集成两个独立工作台，可同时处理两个硅片或掩模，提高生产效率和设备利用率，面临超高对准精度要求、高速运动与运作稳定挑战 [75][77] - 超精密位移测量系统是光刻机关键分系统，影响工件台位置测量精度和套刻精度，主要有双频激光干涉仪和平面光栅测量系统两种 [78] - 对准系统是套刻精度的核心保障，随着光刻技术发展，对对准精度要求达亚纳米量级，对准技术改进方向包括优化光机结构、引入更多偏振态和波长等 [90][105] 光刻机市场：ASML、Nikon、Canon垄断 光刻机发展历程：步进扫描投影式光刻机为当前主流机型 - 光刻机曝光方式先后经历接触式、接近式和投影式，投影光刻机又经历扫描投影、步进重复投影与步进扫描投影阶段，步进扫描投影光刻机解决大曝光场与高分辨率矛盾，是当前主流机型 [107] - 接触式光刻机掩模与硅片光刻胶直接接触，优点是减小光衍射效应影响，缺点是污染、损坏掩模版和光刻胶层；接近式光刻机在掩模和硅片间留微小间距，减少污染和损坏，但分辨率只能达到3μm左右 [108][109] - 扫描投影光刻机将掩模图形投影成像到硅片面，采用1：1光学镜头，主要应用于中等规模集成电路制造；步进重复式投影光刻机采用缩小倍率投影物镜，降低掩模设计制造难度和成本，主要应用于0.25μm以上工艺 [111][115] - 步进扫描投影光刻机在投影物镜视场一定时通过扫描实现更大曝光场，降低投影物镜研发难度，主要用于高端芯片制造关键层 [121] 千亿级市场，海外三强垄断 - 2024年全球光刻机设备市场规模预计达315亿美元，是市场占比最大的细分设备，全球光刻机出货量持续提升，销量主要集中在中低端产品 [124][126] - 光刻机市场呈寡头垄断格局，由ASML、Nikon和Canon主导，ASML占据绝对主导地位，在超高端光刻机EUV领域独占市场，在高端光刻机ArFi和ArFdry领域也占主导地位 [130] - 中国是半导体设备最大市场，光刻机需求量大，2024年ASML在中国大陆营收占比36.1%；国产光刻机供不应求，国产化率仅为2.5%，整机技术与海外差距较大，未来3 - 5年仍主要依赖进口 [138][140] - 美日荷加强对华先进制程出口限制，光刻机国产化势在必行 [141] 国内供应链厂商梳理 上海微电子：国内光刻机整机制造厂商 - 上海微电子2002年成立，引领国内光刻机制造发展，其光刻机产品可用于平板显示、先进封装等环节，SSX600系列步进扫描投影光刻机可满足IC前道制造90nm、110nm、280nm关键层和非关键层光刻工艺需求 [143] 国科精密：专注高端曝光光学系统制造 - 国科精密成立于2014年8月，专注于光刻机投影物镜系统等领域研发、生产和销售，建立超精密光机研发体系，承担多项国家级科研项目 [145] - 公司积极拓展业务布局，在上海设立分公司专注光刻机照明系统研发，提升相关能力 [147] 科益虹源：DUV光源制造商 - 科益虹源2016年7月成立，是中国唯一、全球第三家具备光刻准分子激光技术全链条研发和产业化能力的公司，业务涵盖国产自研光刻曝光光源产品等领域 [148]