光刻机118页全景式报告
光刻机118页全景式报告
光刻机是半导体制造中最核心的设备之一，其技术发展和国产化进程一直备受关注。本文将从光刻工艺的基本原理出发，详细解析光刻机的关键技术参数及其影响因素，并分析光刻机行业的竞争格局和市场需求。同时，本文还将重点介绍国内企业在光刻机关键领域的技术突破和产业化进展。
光刻工艺与核心组件
光刻工艺是指集成电路制造中利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。光刻工艺可以理解为使用光刻技术进行某一类加工的一种工艺；而光刻技术是则指在光照作用下，借助光致抗蚀剂（即：光刻胶）将掩膜版上的图形转移到基片上的技术。典型的光刻工艺流程包括衬底制备、涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等。在光刻中主要使用工具及材料为光掩膜、光刻机及光刻胶。
光刻机核心技术驱动
光源、数值孔径、工艺系数、机台四轮驱动，共促光刻产业升级。分辨率由光源波长、数值孔径、光刻工艺因子决定.
（1）光源波长（λ）——光源：其他条件不变下，光源波长越短，光刻机分辨率越高。在EUV光源方面：LLP光源较为稳定，且碎屑量较低，适用于大规模量产。高功率、转换效率为EUV光刻必要条件。液滴Sn靶易于操控，转换效率较高。加入预脉冲可以极大提高CE，双脉冲成为主流。Cymer与Gigphoton几乎垄断全球激光光刻机光源产业，科益虹源弥补技术空白。稳态微聚束(SSMB)为极紫外光的产生提供新方法，有望实现弯道超车；
（2）数值孔径（NA）——物镜：其他条件不变下，数值孔径越大，光刻机分辨率越高。从“双腰”到“单腰”，引入非球面镜片改变物镜结构。折反式使用较少光学元件实现更大数值孔径并实现场曲矫正。浸没式光刻提供更大焦深并支持高NA成像。高端光学元件超精密制造技术及装备成为制约高端装备制造业发展重大短板；
（3）工艺系数——计算光刻技术：OPC对掩膜图形进行预畸变处理，补偿光学邻近效应误差。SMO结合SO与OPC技术，提高设计自由度，扩大工艺窗口。多重图形技术（MPT）中，LELE主要原理为化繁为简，SADP，一次光刻后相继使用非光刻工艺实现图形密度加倍。ILT已知光刻结果，反推出光源、光掩膜等调整参数。国内市场被国际巨头垄断，东方晶源、宇微光学填补国内空白。
（4）双工作台系统：精确对准+光刻机产能的关键。
行业竞争格局与市场需求
行业呈现一超两强格局，ASML占据主导地位，Nikon和Canon紧随其后。随着新建晶圆厂和产线扩产，以及人工智能等技术发展带来的下游需求增长，光刻机市场需求持续扩大。其中，EUV光刻增速最快，KrF与i-line仍为主要需求类型。预计到2030年，半导体市场规模有望突破万亿美元。
国产化进展与突破
国内企业在光刻机关键领域取得重要突破。在光源方面，科益虹源研发248nm准分子激光器等；福晶科技研发KBBF晶体；中科院研发40瓦干式准激光光源。在光学镜头领域，国望光学研发90nm节点ArF光刻机曝光光学系统；中科科仪研发直线式劳埃透镜镀膜装置等。华卓精科成功推出满足65nm光刻机需求的双工件台样机，打破ASML公司在工件台上技术垄断。
投资建议
光刻机技术是半导体工艺中的关键，决定了芯片晶体管尺寸大小，直接影响芯片性能和功耗。自美国对中国半导体制裁起，光刻机对国内半导体行业发展及集成电路产业链自主可控重要性日益凸显。建议关注光刻机产业链“卡脖子”环节中技术积累较深或直接/间接进入ASML/上海微电子等供应链环节厂商。如芯碁微装（直写光刻）、富创精密（零部件）、炬光科技（光学器件）、赛微电子（物镜）、波长光电（光源）、奥普光电（整机）、腾景科技（光学器件）、福晶科技（光源）、茂莱光学（光源）、电科数字（计算/控制模块）、新莱应材（零部件）、美埃科技/蓝英装备（洁净设备）、同飞股份/海立股份（温控）、东方嘉盛（服务）、上海微电子(整机，未上市)、华卓精科（工件台，未上市）。