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EUV 光刻机
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高端光学设备专家交流
2025-08-11 09:21
行业与公司 - 行业为高端光学设备,聚焦光刻机技术[1] - 涉及公司包括ASML(i线/DUV/EUV设备制造商)、京上微装(LDI光刻机厂商)及国内光学加工设备厂商(成都、长沙等地)[16][19][22] --- 核心技术参数与原理 **光刻机基础原理** - 投影式光刻依赖波长、数值孔径(NA)、工艺因子三要素[2] - 波长演进:i线(365nm)→DUV(248nm/193nm)→EUV(13.5nm),EUV需反射镜系统[2][7] **分辨率提升路径** - NA与分辨率成正比,浸没式技术(水介质)提升NA,28nm以下节点必备[5] - 工艺因子优化包括离轴照明、掩模板设计等,需Fab厂协同[6] **关键子系统要求** - **照明系统**:均匀性需<1%,离轴照明滤基频光保留高频信息[9] - **物镜**:波像差控制在几纳米(λ/100),需解决热效应[10][14] - **工件台**:纳米级定位精度,支撑大面积曝光[11] - **光源系统**:功率稳定性关键,DUV用氟化氪/氩,EUV用等离子体激发[3][12] --- 技术难点与供应链 **光学材料挑战** - EUV无透射材料,依赖反射镜系统,研发难度高[7][8] - DUV/EUV镜片加工精度:DUV需几纳米面型精度,EUV需原子级评估[17][18] **国内供应链进展** - 高精度镜片加工仍依赖国家队,但国产设备(磁流变/离子束)已进入量产体系[19][25] - 国内光学加工能力接近海外水平,但高级镜片加工周期长(如离子束打磨DUV镜片需1个月)[19][28] --- 设备价值与应用场景 **光刻机类型与制程** - i线:微米级;DUV通过工艺优化可达7/5nm;EUV专攻10nm以下节点(已应用至3nm)[15] - 逻辑/存储芯片制造差异:按需求选择技术类型[15] **设备成本结构** - 售价:i线(千万级)→DUV(数千万至近亿美金)→EUV(数亿美金)[16] - 光学系统占比:DUV占整机成本50%,EUV更高[16] **LDI光刻机趋势** - 先进封装用LDI成本低(无需大口径物镜),但曝光面积小需多激光头并行[22] - 国内京上微装已发货500台,未来需求涵盖封装载板、光子芯片等[22] --- 其他关键信息 **设备维护与寿命** - i线易损件:反光碗(镀膜损坏);DUV需每3-5年更换扩束镜等[21] **设计协作模式** - 国内系统设计能力初具,但分工合作仍存(如初抛外包、精抛自研)[23][24] **竞争对手** - 海外先进厂商未具体提及,需外部查询[29]
光刻机产业链深度讲解
2025-07-28 09:42
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:光刻机行业、半导体行业 - **公司**:ASML(阿斯麦尔)、佳能、尼康、中芯国际、华虹半导体、福晶科技、阿石创、惠程真空、迈莱光学、波盛光电 纪要提到的核心观点和论据 市场格局 - **全球市场**:全球光刻机市场高度集中,ASML 占据超 80%份额,佳能和尼康已落后;低端 IE 光刻机领域佳能出货多,KRF 领域 ASML 一年出货超 150 台,尼康和佳能约 50 台,干法 ARF 领域年出货约 28 台,静默式 ARF 领域达 129 台,EUV 领域基本仅 ASML 能生产[1][10]。 - **国内市场**:国内半导体行业在先进制造和光刻机领域处于从 0 到 1 阶段,因海外对高端光刻机禁运,发展迫切性高;国内在先进制程中使用静默式光刻机多,是国产替代迫切方向,但面临巨大挑战[2][11]。 技术发展 - **光刻技术**:经历接触式、接近式到投影式发展,投影式成主流,还引入液浸式技术优化成像效果;光刻机发展从机线光刻机(波长约 430 纳米)到 i 线(365 纳米)、KRF(248 纳米)、ARF(193 纳米)、EUV(13.5 纳米)[1][5][9]。 - **核心组成部分**:光源系统决定波长和功率,影响加工精度和良率;照明系统将激光传输到掩模版,含关键部件可优化光束形状;投影物镜系统将掩模版图案投影到硅片,设计与制造难度大,价值量最高[1][12][15]。 国产替代 - **重点方向**:未来国产替代卡脖子环节重点关注中芯国际代表的先进制造,以及福晶科技、阿石创等代表的光刻机产业链,这些方向有巨大市场空间和长期成长潜力[1][7]。 产品与部件 - **ASML 产品**:产品编号越大越高端,不同型号根据分辨率适用于不同精度加工任务,高分辨率支持更先进制程、提高良率[13]。 - **光源系统**:是光刻机制成核心,由发光部件等组成,影响加工精度和良率,是决定分辨率重要因素之一[12]。 - **光学公式**:分辨率由光源波长、物镜数值孔径、工艺因子决定,短波长、高数值孔径和优化工艺因子可提升分辨率[14]。 - **不同光源**:汞灯适用于低分辨率需求,KrF 和 ArF 可实现更短波长提高分辨率,EUV 采用二氧化碳激光击打锡滴产生 13.5 纳米极紫外线,是最先进复杂技术[16]。 其他重要但可能被忽略的内容 - **产业链差异**:全球以 ASML 为例,镜头由蔡司公司制造并运送;国内由供应商设计镜头,交给专业公司制造[19][20]。 - **工件台**:在曝光过程中关键,技术难点包括抗震能力和稳定运行速度,配备高精度传感器确保芯片与光束精确定位,部分高端传感器依赖手工制作[21]。 - **市场看法**:市场看好光刻机赛道,与先进制程密切相关,不受短期业绩和估值波动影响,重点推荐中芯国际、福晶科技、阿石创等公司,福晶科技股价从 2024 年底至今滞涨,板块有机会可能迎来行情[22]。
半导体基石系列之四:工业明珠灿若星河,光刻机国产化行则将至
长江证券· 2025-07-26 19:24
报告行业投资评级 - 看好丨维持 [11] 报告的核心观点 - 通过对光刻机关键技术、关键工艺环节的分析以及对光刻机行业格局的复盘,我国光刻机产业或可充分发挥后发优势,集中力量攻克核心环节,最终实现国产自主之路 [4] 根据相关目录分别进行总结 灿若星河,光刻机加冕半导体皇冠 - 光刻是晶圆制造中最重要的技术之一,核心设备光刻机直接决定晶圆制造产线的技术水平,也是晶圆制造工艺中价值量和技术壁垒最高的设备之一 [22] - 光刻技术的核心是使用光刻机将芯片的设计图案转移至硅片,加工步骤分为曝光、显影和清洗三个阶段 [24] - 分辨率是光刻系统能够实现的最小精度,也是光刻曝光系统最重要的技术指标之一,为提高分辨率,工程中常用的方式包括增大投影光刻物镜的数值孔径、采用更短的工作波长、减小光刻工艺因子等 [28][32] - 光刻机的关键尺寸(分辨率)与集成电路的核心物理参数存在对应关系,ASML 将光刻工艺的关键尺寸(分辨率)定义为半周期间距 [34][35] - 影响光刻机加工的集成电路关键尺寸的因素有光源波长λ、数值孔径 NA 以及工艺因子 k1,减小特征尺寸提高精度的主要方式为光源波长的缩短,当波长缩短到当时科技的极限时,主要的攻克方向逐渐变为增大 NA 以及缩小 k1,直到更短波长的光源被发现并大规模应用 [39] - 光源波长的发展历程经历汞灯、准分子激光器、EUV 光源三个阶段,减小光刻机所用光源波长是优化分辨率最直接有效的方式 [43] - 当光源演进触及技术瓶颈时,增大数值孔径成为减小光刻机分辨率另一有效的方式,数值孔径的计算公式为 NA=nsinθ,增大 NA 的方式包含增大透镜工作介质的折射率或增大透镜的收光能力 [51] - 工艺因子 k1 包含因素多样,RET 技术可增大 k1,增强分辨率,主要方法包括邻近效应修正、离轴照明、使用具有相移的掩模版、添加亚分辨率的辅助图形等 [74] 百川归海,光刻机零件聚焦三大核心 - 光刻机内部最核心的环节主要在于光源系统、光学系统、工件台系统,除以上三大核心环节,光刻机内部还包括晶圆传输系统、减震系统、外部的操纵台,并且光刻机的曝光还需要在特制的洁净室 [77] - 光源系统为光刻过程提供能量,是光刻机最关键的环节,由早期的高压汞灯,发展至准分子激光器系统,再到现在的 EUV 光源,光源系统的升级极大缩小了波长,是提高光刻机分辨率最重要的方式 [82] - 光源系统具备极高壁垒,全球供应商寥寥可数,目前全球仅 ASML 的子公司 Cymer 和日本的 Gigaphoton 可供应 EUV 光源,我国科益虹源紧随其后成为目前全球第三家 DUV 光源供应商 [83] - 光学系统不仅是光的传播路径,同时可以缩小像差,增大收光角,进而提高分辨率,对于 DUV 光刻机需要采用 29 片透镜,而 EUV 光刻机则需要蔡司定制的平整度小于 0.05nm 的反射镜 [88][89] - 工件台系统主要功能是负责控制硅片步进运动,同时重点要兼顾掩模版、晶圆和双工件台的实时对准,ASML 提出的双工件台系统极大提升光刻的精度与效率,目前除 ASML 外,我国华卓精科打破技术壁垒,最先进的水平可实现支持浸润式光刻机 ArFi 的双工件台 [91] 筚路蓝缕,复盘光刻机龙头波澜历程 - 光刻机发展历史大致可分为三个主要阶段,各大龙头相互替代关键因素在于技术迭代升级,根据光刻机产业重心来看,经历了美国—日本—荷兰(ASML)的迁移过程 [94] - 凭借极高的技术壁垒,全球光刻机市场“一超双强”格局基本稳定,从销售台数看,21 世纪后光刻机市场基本由三巨头 ASML,佳能以及尼康垄断,CR3 接近 100%,其中 ASML 市占率近 60%独占鳌头,从产品布局看,ASML 在先进制程优势显著,尼康占据 ArFi 光刻机剩下的不到 10%份额,而佳能光刻机主要覆盖 i 线以及 KrF 等相对低端制程 [97] - 1960~1980 年,美国作为半导体技术的发源地,在早期近乎垄断了半导体制造业,其中具备代表性的龙头为 GCA 以及 Perkin Elmer,美国光刻机行业的先发优势受到严重冲击 [94][110] - 1980~2000 年,受益于 PC 崛起带动的存储需求爆发以及政府的大力扶持,日本半导体产业迅速崛起,尼康与佳能两大光刻机巨头实现对美国的反超,日本光刻机的崛起见证了举国体制下后发优势的充分发挥,或可成为我国良好的借鉴 [94][111][130] - 2000 至今,在光源波长达到 193nm 后,尼康选择攻克下一代 157nm 但遇到较大阻力,而 ASML 联合台积电转向浸润式光刻机,实现等效的 134nm 波长,而后续 ASML 在 EUV 光刻机的垄断正式奠定全球光刻机龙头地位 [94] 风起青萍,国产光刻路虽远行则将至 - 我国光刻机产业起步并不晚,但早期缺乏产业链的全面布局以及自主化的决心,发展历程缓慢,90 年代光刻机发展趋于停滞,没能延续起步阶段积累的优势 [145] - 自主化战略确立,政策扶持下国内光刻机行业扬帆再起,近年来在政府扶持和统一规划明确分工的前提下,后发优势凸显 [146] - 上海微电子是“02”专项光刻机项目承担主体,其封装光刻机在全球市场占有 40%以上的份额,国内市场占有率超 90%,在 IC 前道制造领域,公司 SSX600 系列步进扫描投影光刻机可满足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 关键层和非关键层的光刻工艺需求 [150] - 国内多家公司在光刻机光学、整机、功能件等领域取得进展,可应用于光刻机等设备 [151]
爱建智能制造周报:宇树科技启动IPO辅导,机器人资本化进程再进一步-20250721
爱建证券· 2025-07-21 19:37
报告行业投资评级 - 强于大市 [4] 报告的核心观点 - 本周(2025/07/14 - 2025/07/18)沪深300指数+1.09%,机械设备板块+2.91%,申万一级行业排名4/31位,印刷包装机械子板块表现最佳+6.16% [4][8] - 建议关注具备业绩支撑的“T链”核心企业、关键环节设备公司、整线系统集成能力设备企业等相关投资机会 [2] 根据相关目录分别进行总结 周度行情回顾 - 本周机械设备板块表现跑赢沪深300指数,涨幅前五公司为德固特、中大力德等,跌幅前五公司为岱勒新材、厚普股份等 [8][13] - 本周机械设备板块估值回升,行业PE - TTM估值+2.94%,印刷包装机械、工程器件等子板块涨幅居前 [15] 瀚海聚能HHMAX - 901成功点亮 - 拓荆科技发布2025半年度业绩预增公告,预计Q2营收12.1 - 12.6亿元,同比增长52% - 58%;归母净利润2.38 - 2.47亿元,同比增长101% - 108% [21][22] - 智能制造行业跟踪:自动化方面,智元机器人与树根科技拿下双足机器人大订单,Figure机器人向“生产力”演化,湖北链博会推动产业对接;半导体设备方面,ASML和台积电2025年二季度业绩强劲,先进制程设备进入新一轮技术迭代;可控核聚变方面,瀚海聚能HHMAX - 901成功点亮,磁体系统需求密集释放;低空经济方面,时的科技签署全球最大eVTOL出口订单 [23][26][29][31] 重要行业数据图表 - 涉及制造业PMI、工业品PPI、BDI指数、钢材库存、半导体销售额、机器人产量、机械零部件进出口量价、电池产量、光伏装机容量、发电量等多项数据 [41][48][54] 近7日VC/PE总结 - 近7日(07/12 - 07/18)共有64项先进制造相关VC/PE投资信息,按产业分类机器人14项、集成电路12项等,按投资轮次分类早期投资阶段45项等 [61]
光刻机:半导体技术之巅,国产替代空间广阔
2025-05-29 23:25
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:光刻机行业 - **公司**:阿斯麦(ASML)、佳能、尼康、上海微电子、长春光机所、成都光电所、茂莱光学、波长光电、福晶科技、福光股份、腾景科技、永新光学、奥普光电、紫科科技、必创科技、慈星股份、磁谷科技、崇越科技、富创精密、新来科技、汇成真空、九旸电子、科益虹源 [14][15][19][23] 纪要提到的核心观点和论据 - **中美博弈影响及产业进展**:美国对相关厂商限制增强,长臂管辖使国内厂商设备采购受影响,产业链和客户对国产设备态度转变,今年光刻机产业进入量产阶段,产线实现部分国产替代 [2] - **市场格局与需求预测**:2024 年 ASML 主导市场,生产 418 台,中国大陆 DUV 采购金额占比 36%,i 线部分国产替代有望,年需求约 200 台;预计到 2030 年,先进逻辑和存储芯片对 EUV/DUV 曝光次数增加,推动新型光刻设备需求和资本开支 [3][14][17] - **技术路径与关键系统**:DUV 光刻机多重曝光逼近 7 纳米极限,EUV 是更小线宽必要选择且进口受限,国产化突破重要;光刻机子系统要求随产品先进化更严苛,EUV 对计算任务和软件算法要求高 [4] - **核心部件研发进展**:光学系统是光刻机核心,国内公司在物镜及照明系统布局多,研发聚焦光源波长和数值孔径 [5] - **EUV 光刻技术与光源演进**:EUV 光刻波长从 i 线缩短,采用 LPP 光源,阿斯麦双脉冲激发方案提升功率和产能 [8][9] - **国内 EUV 研发进展**:长春理工大学牵头 EUV 光刻投影曝光装置项目,科益虹源专注 KrF 和 RF 光刻机准分子激光器制造,高精密设备需定制化开发 [10] - **国产替代挑战与机会**:国产替代技术投入大、周期长,但 i 线和 KrF 设备产业化将转化成果,国产零部件厂商有维保市场机会 [18] - **投资优势与市场情绪影响**:能做整体物镜系统公司参与价值高,主业扎实、现金流稳定、能快速转化收入的机械部件公司估值有优势;4 月市场热度下降,关注量产设备订单和研发进展,回调提供投资机会 [25][26] 其他重要但可能被忽略的内容 - **照明单元运作**:照明单元各模块调整激光杂质与角度,实现清晰纯净均匀激光束,高精密运动工作台提高效率,阿斯麦双工作台技术有新要求 [6] - **工作台挑战**:工作台需兼顾测量与曝光功能,面临节拍稳定匹配、精度保证、微振动控制、高精密运动和同步协调问题,还需考虑环境稳定性 [7] - **物镜系统构成**:物镜系统是 EUV 光刻昂贵复杂系统,有多种结构形式,可分光学、机械、控制三个分系统 [11] - **双工作台技术应用差异**:非 EUV 环境用气浮式运动台,EUV 环境用磁浮平面电机,磁悬浮背景团队适合研发,华卓精科涉及相关设备技术 [12] - **光刻机主要构成**:包括载物台、运动控制系统、浮动支撑系统、真空吸附系统和传感器反馈系统,各系统有不同要求 [13] - **产业链关键设备**:产业链有关键设备如镀膜、高精密度加工设备等,价值量不如物镜或光学系统订单,工作台相关先进产品处于预测或研发阶段 [24]