数据显示,2022年全球光刻机市场超过200亿美元,ASML、Canon、Nikon三大巨头垄断了大部分市场份额,光刻机营收分别达到了161亿美元、20亿美元、15亿美元,市场份额分别为82%、10%、8%。在超高端的EUV光刻机上,基本上ASML处于垄断地位。从2022年收入来源看,中国大陆占ASML销售额的14%。
安信证券研报认为,光刻机是芯片制造核心设备,对制程升级发挥关键作用,国产光刻机在技术节点上与国际厂商相比仍有差距。光刻机是“工业王冠上的宝石”,是芯片制造中最复杂、最昂贵的设备,国产替代势在必行。
光刻机是一种利用光学原理将电路图案转移到硅片上的设备,相当于芯片制造的“打印机”,决定着芯片的工艺水平和性能,是芯片制造中的关键核心设备,也是半导体产业核心中的核心。
光刻机的工作原理,或者说现代芯片制作的基本原理本身并不难懂,这个过程大致包括:(1)画出线路图;(2)把线路图刻到玻璃板上,制成掩膜(也叫光罩);(3)把掩膜上的线路图用强光投射到涂了光刻胶的硅片(晶圆)上,光刻胶被强光照射的部分变得可以溶解,这样就在硅片上曝光出了线路图;(4)对硅片上的线路图多次使用刻蚀、扩散、沉积等工艺做出复杂的晶体管和电路网络。
光刻机作为集成电路制造中最关键的设备,对芯片制作工艺有着决定性的影响,被誉为“超精密制造技术皇冠上的明珠”,制造和维护均需要高度的光学和电子工业基础。而光刻技术则是制造集成电路的关键技术,是通过紫外光、准分子激光、电子束等广义光源和与其敏感的光刻胶之间的相互作用在基板上形成微纳结构图形的技术。
从产业链来看,光刻机上游产业链主要包括测量台与曝光台(双工件台)、激光器、光速矫正器、能量控制器、光速形状设置、遮光器、能量探测器、掩膜版、掩膜台、物镜、内部封闭框架和减震器等11个模块的组件。上游最为核心设备分别为光学镜头、光学光源和双工件台。光刻机行业的下游主要是圆晶代工企业,下游主要决定了光刻机市场的需求。
光刻机作为半导体产业链中技术要求最高的设备,市场高度集中背景,市场主流产品基本来自前三大企业。
就细分产品类型而言,EUV作为唯一能够制备7nm及以下工艺的光刻机,采用EUV光源,使用的光波波长只有13.5nm, NA (数值孔径)为0.33, 目前全球只有ASML能生产EUV光刻机。 随着高端芯片持续上升,EUV销量稳步扩张,是光刻机市场规模增长的主要动力。
据中研产业研究院《2024-2029年光刻机行业市场深度分析及发展规划咨询综合研究报告》分析:
全球光刻机市场几乎被荷兰的阿斯麦(ASML)、日本的佳能和尼康垄断,其中ASML更是独占高端极紫外光刻机(EUV)的市场份额。随着这些国家对中国半导体制造设备实施出口限制,中国获取高端光刻机的难度将进一步加大。
半导体产业具有周期性波动特征,产能过剩和需求不足会导致光刻机产量下降。而近些年中国光刻机国产化进程加快,尽管中国的光刻机产业取得了一定的发展,但与国际领先水平相比,仍存在一些技术限制,尤其是高端光刻机技术受制于国外供应商。
根据数据显示,2022年中国光刻机产量约为95台,需求量约为652台。光刻机的研发、制造和维护成本较高,特别是高性能光刻机。然而,在市场竞争加剧的情况下,制造商为了降低成本和提高竞争力,不得不考虑降低价格。这导致了市场均价的下降。2022年中国光刻机均价约为2267.2万元/台。
2022年11月15日,国家知识产权局公布了华为的一项新专利“反射镜、光刻装置及其控制方法”(CN115343915A),这是在EUV光刻机核心技术上取得的突破性进展。另外,华中科技大学研制的OPC系统、哈尔滨工业大学研制的激光干涉系统等,也各自有所突破。同时,我国也在加快推进14纳米、7纳米甚至更低节点的光刻机研发工作。
我国可量产90纳米以上的光刻机,与国际先进水平虽有差距,但也能满足国内市场部分需要。这表明,我国在光刻机领域具有一定的技术积累和人才储备,有望逐步缩小与国际先进水平的差距。
在未来的几年中,这个行业将会面临哪些新的挑战和机遇?报告对我国光刻机行业的供需状况、发展现状、子行业发展变化等进行了分析,重点分析了国内外光刻机行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力,以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了光刻机行业的整体发展动态,对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。
想要了解更多光刻机行业详情分析,可以点击查看中研普华研究报告《2024-2029年光刻机行业市场深度分析及发展规划咨询综合研究报告》。

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