2022-2023年光刻機行業(yè)發(fā)展前景展望報告

2022-2023年光刻機行業(yè)發(fā)展前景展望報告可編輯目錄光刻機行業(yè)概述光刻機行業(yè)環(huán)境光刻機行業(yè)現(xiàn)狀光刻機行業(yè)發(fā)展趨勢光刻機行業(yè)企業(yè)及格局CONTENT010203040501行業(yè)概述COMPANYPROFILE光刻機行業(yè)01光刻設(shè)備是一種投影曝光系統(tǒng)，由紫外光源、光學鏡片、對準系統(tǒng)等部件組裝而成。在半導(dǎo)體制作過程中，光刻設(shè)備會投射光束，穿過印著圖案的光掩膜版及光學鏡片，將線路圖曝光在帶有光感涂層的硅晶圓上。通過蝕刻曝光或未受曝光的部份來形成溝槽，然后再進行沉積、蝕刻、摻雜，架構(gòu)出不同材質(zhì)的線路。此工藝過程被一再重復(fù)，將數(shù)十億計的MOSFET或其他晶體管建構(gòu)在硅晶圓上，形成一般所稱的集成電路。光刻技術(shù)是指光刻膠在特殊波長光線或者電子束發(fā)生化學變化，通過曝光、顯影、刻蝕等工藝過程，將設(shè)計在掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上的圖形精細加工技術(shù)。光刻機工作原理:激光器作為光源發(fā)射光束穿透掩膜版及鏡片，經(jīng)物鏡補償光學誤差，將線路圖曝光在帶有光感涂層的硅晶圓上，然后顯影在硅片上，理論上相當于與照相機加投影儀組合。光刻機的構(gòu)造分為:照明系統(tǒng)(光源+產(chǎn)生均勻光的光路)、Stage系統(tǒng)、鏡頭組、搬送系統(tǒng)、Alignment系統(tǒng)。此外光刻機工作溫度必須保持在23度，確保硅片在恒溫和無塵環(huán)境。光刻機主要性能指標:支持基片尺寸范圍、分辨率、對準精度、曝光方式、光源波長、光強均勻性、生產(chǎn)效率等。光刻機性能決定了晶體管的尺寸，晶體管的尺寸對于芯片的性能具有重大意義。隨著科技高速的發(fā)展，對高性能芯片需求越來越高，不斷追求尺寸更小、性能更強的芯片。光刻機定義發(fā)展歷程021960-70s1965年，英特爾公司創(chuàng)始人之一戈登摩爾博士提出摩爾定律,預(yù)言半導(dǎo)體集成電路密度每年將會翻倍，此定律為半導(dǎo)體領(lǐng)域的原生驅(qū)動力。1980-90s尼康和佳能兩大光學巨頭公司在東京電子、日立、迪恩士等一系列配套日本廠商的支持下，在1984年后主導(dǎo)著全球光刻機領(lǐng)域,市場份額占比達40。GCA公司，隨后推出真正具有現(xiàn)代意義的自動化步進式光刻機Stepper。1984年4月，ASML正式成立。1985年ASML與蔡司(Zeiss)公司合作改進光學系統(tǒng)，憑借PAS-2500產(chǎn)品占有10市場份額。2000s2002年，臺積電公司林本堅博士提出“浸沒式光刻機技術(shù)”打破困擾全球光刻機領(lǐng)域發(fā)展長達20多年無法突破193nm光源的技術(shù)難題。2003年，ASML和與臺積電合作研究"浸沒式光刻機技術(shù)”解決方案，并成功推出第一臺具備浸沒式光刻機技術(shù)的產(chǎn)品。2010sEUV極紫外光刻技術(shù)是制程突破10nm的關(guān)鍵，2010年ASML公司成功研發(fā)首臺EUV光刻機NXE:3100。2013年，ASML收購準分子激光源巨頭Cymer，同年推出NXE:3300B,2017年推出第三款EUV光刻機NXE:3400B。目前為止，ASML憑借EUV光刻機,成為光刻機領(lǐng)域超高端市場的壟斷企業(yè)，最新EUV極紫外光技術(shù)能達到5nm精度。中國上海微電子SMEE，已從90nm制程一舉突破28nm工藝，在后道封裝光刻機領(lǐng)域，全球市占率為40%。光刻機的進化其實是不斷降低波長的進程，光源波長決定晶體管線寬，波長越短線寬越小然而芯片性能就越強產(chǎn)業(yè)鏈分析04上游光刻機行業(yè)上游龍頭企業(yè)已開始對產(chǎn)業(yè)鏈進行延伸，逐漸進軍原材料生產(chǎn)領(lǐng)域，以規(guī)避高額進口原料的成本支出，攫取上游毛利。此外，伴隨著上游原料生產(chǎn)企業(yè)的重組進程加快以及中國市場參與者技術(shù)水平的提高，光刻機行業(yè)上游原材料供應(yīng)有望朝著專業(yè)化和規(guī)?；姆较蚶^續(xù)發(fā)展，逐漸搶奪外資企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的話語權(quán)。產(chǎn)業(yè)鏈分析04中游光刻機行業(yè)中游企業(yè)原材料大部分依靠進口，主要原因是下游消費終端為保障科研成果，對行業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性要求較高，因此，中游科研用制備廠商更傾向于選擇儀器先進、供應(yīng)鏈穩(wěn)定的進口原材料供應(yīng)商。企業(yè)產(chǎn)品價格主要受市場供求關(guān)系的影響。由于光刻機企業(yè)的產(chǎn)品毛利較高，原材料價格波動不會對企業(yè)的盈利能力產(chǎn)生重大影響。產(chǎn)業(yè)鏈分析04下游光刻機行業(yè)下游企業(yè)市場空間廣闊、銷售范圍廣、用戶分散、單批數(shù)量少、銷售單價高等特點。隨著全球范圍內(nèi)生物醫(yī)藥行業(yè)研究的深入及產(chǎn)業(yè)化程度的提升，中國行業(yè)產(chǎn)品種類進一步豐富，應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)增加，個性化、高端化的產(chǎn)品將逐漸獲得更廣闊的應(yīng)用空間。02行業(yè)環(huán)境INDUSTRYBACKGROUND政治環(huán)境101《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》加大資金支持力度，支持信息消費前沿技術(shù)研發(fā)，拓展各類新型產(chǎn)品和融合應(yīng)用。各地工業(yè)和信息化、發(fā)展改革主管部門要進一步落實力度。《擴大和升級信息消費三年行動計劃(2018-2020)》《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策》在電子核心產(chǎn)業(yè)中將集成電路、新型元器件列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品目錄。家鼓勵集成電路設(shè)計、裝備、材料、封裝、測試企業(yè)和軟件企業(yè)，自獲利年度起，第一年至第二年免征收企業(yè)所得稅，第三年至第五年按照25%的法定稅率或減半。政治環(huán)境202制定國家信息領(lǐng)域核心技術(shù)設(shè)備發(fā)展戰(zhàn)略綱要，以體系化思維彌補單點弱勢，打造國際先進、安全可控的核心技術(shù)體系，帶動集成電路、基礎(chǔ)軟件、核心元器件等薄弱環(huán)節(jié)實現(xiàn)根本性突破。政治環(huán)境《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》國家鼓勵集成電路設(shè)計、裝備、材料、封裝、測試企業(yè)和軟件企業(yè)，自獲利年度起，第一年至第二年免征收企業(yè)所得稅，第三年至第五年按照25%的法定稅率或減半。《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策》國家鼓勵的重點集成電路設(shè)計企業(yè)和軟件企業(yè)，自獲利年度起，第一年至第五年免征企業(yè)所得稅,接續(xù)年度減按10%的稅率征收企業(yè)所得稅?！蛾P(guān)于促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展企業(yè)所得稅政策的公告》需要集中優(yōu)勢資源攻關(guān)多領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)，其中集成電路領(lǐng)域包括集成電路設(shè)計工具開發(fā)、重點裝備和高純靶材開發(fā)，集成電路先進工藝和絕緣柵雙極晶體管（IGBT）、微機電系統(tǒng)（MEIS）等特色工藝突破，先進存儲技術(shù)升級，碳化硅、氮化綜等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展?！妒奈迥暌?guī)劃和2035年遠景目標綱要》01020304政治環(huán)境經(jīng)濟環(huán)境03光刻機行業(yè)需求持續(xù)火熱，光刻機領(lǐng)域資金利好，行業(yè)長期發(fā)展?！笆奈濉币?guī)劃綱要提出，經(jīng)濟保持中高速增長。未來五年經(jīng)濟社會發(fā)展的主要目標是:經(jīng)濟保持中高速增長，到2020年國內(nèi)生產(chǎn)總值和城鄉(xiāng)居民人均收入比2019年翻一番，主要經(jīng)濟體各項指標均衡協(xié)調(diào)，發(fā)展質(zhì)量和效益顯著提高;創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展成效顯著;發(fā)展協(xié)調(diào)能力明顯增強;人民生活水平和質(zhì)量普遍提高;國民素質(zhì)和社會文明顯著提高;生態(tài)環(huán)境總體質(zhì)量有所改善;各種系統(tǒng)都變得更加成熟，更加千篇一律。那么，在“十四五”背景下，我國光刻機產(chǎn)業(yè)如何看現(xiàn)狀、定未來、戰(zhàn)略前瞻、科學規(guī)劃、謀求技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、經(jīng)濟發(fā)展，為引領(lǐng)下一輪發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。經(jīng)濟環(huán)境社會環(huán)境104全球格局三雄鼎立，ASML霸主地位:全球光刻機市場長期由ASML、尼康和佳能把持，高端光刻機市場更是ASML一家獨大。通過收購光源大廠Cymer和電子束檢測設(shè)備商HMI以及入股鏡頭龍頭卡爾蔡司，ASML構(gòu)建起完整的上游供應(yīng)鏈，擁有三星、臺積電和英特爾三大客戶的資金支持，其牢牢把持著光刻機霸主的地位，市占率超過80%。ASML對光刻設(shè)備的研發(fā)投入連年超過營收的13%，并且持續(xù)增加，其EUV技術(shù)壟斷行業(yè)，下游大客戶三星、臺積電和Intel、格羅方德等均采用ASML的光刻機。從出貨量上看，2019年ASML第二季度出貨48臺光刻機，與第一季度持平。下游需求旺盛，上游技術(shù)亟待突破:光刻設(shè)備主要機臺包括用于涂膠和顯影的軌道機和對晶圓片施加射線光源的曝光機兩部分，隨著器件尺寸的不斷縮小，光刻技術(shù)也從最初的接觸式、接近式曝光發(fā)展到目前普遍使用的投影式曝光，經(jīng)由5代發(fā)展，如今主流高端機型為采用ArF/KrF光源的浸沒式光刻機，更高端的則為極紫外光（EUV）技術(shù)，前景廣闊，有望實現(xiàn)7nm甚至5nm制程，下游市場供不應(yīng)求。01

02社會環(huán)境205目前光刻機主要可以分為IC前道制造光刻機(市場主流)、IC后道先進封裝光刻機、LED/MEMS/PowerDevices制造用光刻機以及面板光刻機。其中IC前道光刻機需求量和價值量都最高,但是技術(shù)難度最大。而封裝光刻機對于光刻的精度要求低于前道光刻要求,面板光刻機主要用在薄膜晶體管制造中,與IC前道光刻機相比技術(shù)難度更低。行業(yè)驅(qū)動因素06研究資源投入穩(wěn)健增長供需平衡促進市場發(fā)展商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展行業(yè)競爭促進行業(yè)正向發(fā)展為促進行業(yè)科技創(chuàng)新事業(yè)發(fā)展，全面提升科技創(chuàng)新能力，中國逐步加大行業(yè)經(jīng)費投入、落實稅收優(yōu)惠、鼓勵科研人才發(fā)展，全面推動科研事業(yè)發(fā)展，同時帶動科研服務(wù)市場增長，廣泛運用于各個研究領(lǐng)域，未來市場空間將進一步釋放光刻機產(chǎn)業(yè)處于快速增長時期，由于光刻機行業(yè)的產(chǎn)品及服務(wù)模式特性，使其供給市場與需求市場存在較強的相互依賴、相互促進關(guān)系，光刻機市場在良好的供需作用機制下保持穩(wěn)定發(fā)展從應(yīng)用領(lǐng)域來看，光刻機行業(yè)產(chǎn)品廣泛的運用于醫(yī)學、藥學、檢驗學、衛(wèi)生免疫學、食品安全、農(nóng)業(yè)科學等民營領(lǐng)域在市場發(fā)展中，行業(yè)企業(yè)為爭取競爭優(yōu)勢，尤其是大中型企業(yè)，越來越重視自主研發(fā)實力，在企業(yè)科研方面投入逐年增長，企業(yè)科研服務(wù)市場逐步打開，未來科研用檢測試劑的服務(wù)主體趨于多元化03行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析行業(yè)現(xiàn)狀01ASML作為全球唯一一家生產(chǎn)高精度光刻機公司，其EUV極紫光刻機用于生產(chǎn)5nm芯片，壟斷全球高端光刻機的供應(yīng)，光刻機領(lǐng)域未來競爭格局難以改變.由于光刻設(shè)備對光學技術(shù)和供應(yīng)鏈要求極高，擁有極高技術(shù)壁壘，已成為高度壟斷行業(yè)。上海微電子與ASML在光刻機領(lǐng)域的差距客觀反映中國和西方在精密制造領(lǐng)域差距，超高端光刻機關(guān)鍵零部件來自不同西方發(fā)達國家，來自美國光源，德國鏡頭和法國閥件等，所有核心零部件皆對中國禁運，中國大學研究機構(gòu)在半導(dǎo)體領(lǐng)域也相對偏薄弱，無法提供有效技術(shù)支持，致使中國光刻機技術(shù)處在弱勢地位。在未來時間里，中國光刻機難以追趕世界光刻機世界水平。目前光刻工藝是IC制造中最關(guān)鍵也是最復(fù)雜步驟，光刻機是目前成本最高的半導(dǎo)體設(shè)備，光刻工藝也是制造中占用時間比最大的步驟。其約占晶圓生產(chǎn)線設(shè)備成本30%，占芯片制造時間40%-50%。以光刻機行業(yè)龍頭ASML為例，其研發(fā)投入每年在10億歐元左右，并且逐年增長。高端EUV價格不斷攀升。2018年單臺EUV平均售價04億歐元，較2017年單臺平均售價增長4%。而在2018年一季度和第四季的售價更是高達16億歐元。行業(yè)現(xiàn)狀02光刻機作為整個集成電路制造最關(guān)鍵的設(shè)備，其設(shè)備的性能直接影響到整個微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。全球范圍內(nèi)最先進的沉浸式光刻機也只有ASML、尼康和佳能三家能夠生產(chǎn)，單臺價格高達幾千萬美元。尼康的G-line、I-line步進式光刻機（stepper）、投影式光刻機在全球晶圓廠大量使用。是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商之一，向全球復(fù)雜集成電路生產(chǎn)企業(yè)提供領(lǐng)先的綜合性關(guān)鍵設(shè)備。ASML為半導(dǎo)體生產(chǎn)商提供光刻機及相關(guān)服務(wù)，TWINSCAN系列是目前世界上精度最高，生產(chǎn)效率最高，應(yīng)用最為廣泛的高端光刻機型。目前全球絕大多數(shù)半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商，都向ASML采購TWINSCAN機型，比如英特爾（Intel）、三星（Samsung）、海力士（Hynix）、臺積電（TSMC）、中芯國際（SMIC）等。

阿斯麥（ASML）尼康市場規(guī)模03全球半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)復(fù)蘇，受益于下游晶圓巨大需求、服務(wù)器云計算和5G基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，帶動相關(guān)芯片的需求,2020年光刻機銷售額增速穩(wěn)定提升。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)和5G市場高速發(fā)展，對芯片性能要求越來越高，對高性能光刻機設(shè)備需求也將進一步加大。近年來下游晶圓代工廠加速擴建產(chǎn)能，帶動光刻機設(shè)備需求并有望持續(xù)增長。目前7nmEUV光刻機平均每臺價格達到2億歐元，但晶圓代工廠對高端光刻機的需求量仍然不減。。光刻機市場龍頭集中，中低端市場廣闊競爭激烈光刻機設(shè)備市場龍頭集中，EUV光刻機被ASML壟斷。全球光刻機出貨量99%集中在ASML，尼康和佳能。其中ASML份額最高，達到67.3%，且壟斷了高端EUV光刻機市場。ASML技術(shù)先進離不開高投入，其研發(fā)費用率始終維持在15%-20%，遠高于Nikon和Canon。行業(yè)發(fā)展建議053國家重大專項對半導(dǎo)體設(shè)備與工藝的重視,對國產(chǎn)裝備業(yè)來說是莫大的發(fā)展機會。中國不僅要支持關(guān)鍵裝備的研發(fā)生產(chǎn)，也要支持相關(guān)重要零部件廠商。12目前半導(dǎo)體裝備越來越復(fù)雜,家公司獨自承擔所有零部件的開發(fā)確實不易。應(yīng)利用整個國家、甚至于全球的資源來共同完成。裝備與工藝的結(jié)合問題,—直是制約國產(chǎn)裝備進入大生產(chǎn)線的主要瓶頸國際半導(dǎo)體裝備廠商,特別是關(guān)鍵的、與工藝密切相關(guān)的前道設(shè)備廠商在工藝研發(fā)上投入巨大，一般都建有相應(yīng)的工藝研發(fā)生產(chǎn)線。而目前國內(nèi)半導(dǎo)體裝備廠商還沒有建立自己的工藝研發(fā)生產(chǎn)自主研發(fā)，從零部件入手協(xié)同創(chuàng)新,成果共享裝備與工藝相結(jié)合,使工藝固化到裝備中04行業(yè)格局及趨勢BUSINESSMODEL服務(wù)功效服務(wù)水平價格優(yōu)勢技術(shù)優(yōu)勢創(chuàng)新能力競爭焦點行業(yè)競爭焦點主要集中在產(chǎn)品與服務(wù)本身的優(yōu)勢,包括服務(wù)的和共享與服務(wù)水平行業(yè)競爭還包括企業(yè)的硬實力,包括服務(wù)的技術(shù)優(yōu)勢、創(chuàng)新能力、企業(yè)人才優(yōu)勢等01競爭焦點1服務(wù)光刻機行業(yè)的競爭促進了產(chǎn)品與服務(wù)的持續(xù)優(yōu)化與創(chuàng)新,給行業(yè)服務(wù)帶來不斷的新體驗。2技術(shù)3需求競爭趨勢的影響光刻機行業(yè)的良性競爭很好的促進了行業(yè)需求、技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)的發(fā)展,促進服務(wù)水平不斷優(yōu)化，服務(wù)與技術(shù)能力不斷創(chuàng)新。為用戶提供了更為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與服務(wù)。02競爭趨勢與影響光刻機行業(yè)的競爭促進了行業(yè)技術(shù)的更新與迭代。光刻機行業(yè)競爭趨勢首先在需求的分析與客戶痛點的把握上競爭格局03競爭格局1競爭格局replssssaceSrc1競爭格局04競爭格局2全球高端光刻機市場呈現(xiàn)兩極分化，ASML完全壟斷超高端光刻機領(lǐng)域。佳能完全退出高端市場，并憑借價格優(yōu)勢據(jù)中低端市場主動地位:ASML、佳能和尼康三家公司18年財報顯示，光刻機總出貨量為374臺，較2017年294臺增加80臺，同比增長27.21。EuV、ArF和ArF等型號共銷售134臺，其中ASML占120臺，市場份額達9O。7nm制程EUV光刻機，全球光刻機廠商中唯有ASML可生產(chǎn)呈現(xiàn)壟斷地位。ASML壟斷全球超高端EUV極紫光刻機市場。此外，ArFi和ArF市場占有率分別達84和60佳能完全退出高端市場，其將重點集中在中低端光刻機市場，包括封裝光刻機、LED光刻機和面板光刻機，目前尼康和佳能占據(jù)中低端市場主動地位。光刻機行業(yè)主要以服務(wù)業(yè)為發(fā)展趨勢光刻機行業(yè)重點為技術(shù)研究，包括模型研究，解決方案研究205080行業(yè)投入增加、市場空間大光刻機行業(yè)覆蓋群體較大,市場空間與產(chǎn)值足夠大,好的服務(wù)與解決方案必然帶來較大的回報,因此行業(yè)也越來越受到資本與企業(yè)的重視。光刻機行業(yè)市場空間巨大，存在較大藍海，資本投入將會增加行業(yè)前景05行業(yè)發(fā)展趨勢062019202020212022產(chǎn)業(yè)分工國內(nèi)涉及相關(guān)光刻機零部件的企業(yè)形成產(chǎn)業(yè)分工，各取所長研發(fā)、提供相應(yīng)的技術(shù)和零部件科研投入目前國內(nèi)企業(yè)仍存有買辦思維，光刻機作為人類智慧的結(jié)晶，高科技產(chǎn)物，科研投入必不可少聚焦投資業(yè)務(wù)光刻機行業(yè)企業(yè)憑借多年的客戶服務(wù)經(jīng)驗，設(shè)備融資租賃和服務(wù)體系日趨完備，信息化服務(wù)于一身的綜合服務(wù)體系，能夠進行有效遷移，為投資業(yè)務(wù)的長期健康發(fā)展提供有力支持。光刻機行業(yè)商依托本身提供的資金服務(wù)，具備融資渠道暢通的資金優(yōu)勢，可為行業(yè)建設(shè)提供初期資金支持，且可通過杠桿提升資金效率技術(shù)突破匯集頂尖人才對于核心技術(shù)優(yōu)先突破行