科技行业冠军系列报告（二）：摘取光刻机皇冠上的明珠，ASML

请务必阅读正文后免责条款摘取光刻机皇冠上的明珠——ASML证券分析师胡小禹投资咨询资格编号：S1060518090003 邮箱：huxiaoyu298@pingan.com.cn吴文成投资咨询资格编号：S1060519100002 邮箱：wuwencheng128@pingan.com.cn科技冠军系列报告（二）证券研究报告2020年7月17日 报告要点2ASML简介：全球光刻机行业的标杆，市场份额最大，并垄断了EUV光刻机市场公司的产品包括光刻机、量测设备以及计算光刻解决方案。公司是全球光刻机行业龙头，并垄断了光刻机皇冠上的明珠——EUV光刻机市场。2019年ASML的总收入为118.20亿欧元（+8.00%），扣非后归母净利润为25.92亿欧元（+0.03%）。公司毛利常年维持在40%以上，净利率在20%以上。行业简介：全球光刻机行业由荷兰的ASML、日本尼康和佳能三家把持，ASML独占鳌头ASML是全球光刻机行业绝对龙头，市占率超过60%，在DUV浸入式光刻机市场占据了最大的份额，并垄断了顶级的EUV光刻机市场。尼康的光刻机集中在中高端区域，佳能则集中在低端区域。发展历史：四大里程碑事件，让公司从默默无闻发展为光刻机霸主推出PAS 5500、双工作台、浸入式光刻机、EUV光刻机是公司发展历史上的四大里程碑事件，使得ASML从一个名不见经传的小公司逐步发展为光刻机领域的霸主。建立行业上下游的利益共同体，联合外部平台合作研发，模块化的设计和制造能力构建了公司的核心竞争力。发展前景：5G、物联网技术进步推动需求爆发，新技术、新工艺推动设备进步物联网、5G技术不断普及推动半导体的需求增加，转化为对半导体设备需求的增加。公司未来的研发重点在于提高数值孔径，提供更高分辨率的EUV光刻机产品。 rQsNqRnOmOrOmOnOqMpPtP7NaO7NsQqQtRmMfQnNpQjMnMqPbRqRnOvPsQtOuOoOrR目录ContentASML公司介绍光刻机行业概况ASML发展历史ASML市场前景 1.1 ASML：全球光刻机行业的标杆4数据来源：ASML官网、WIND、平安证券研究所公司是全球最成功的半导体设备制造商之一，光刻机行业的标杆。1984年，飞利浦与芯片制造商ASMI合资成立ASML，总部位于荷兰艾恩德霍芬。1995年在阿姆斯特丹和纽约证券交易所上市。截至2019年，公司共有来自180个国家及地区的24,900名员工，办公室分布在全球16个国家的60个城市。公司全资子公司包括计算光刻集成电路厂商Brion、准分子激光源提供商Cymer、电子束晶圆检测设备厂商HermesMicrovision等。2019年，公司光刻机出货量达到229台，全球份额超过60%；总收入为118.20亿欧元，同比增长8.00%；扣非后归母净利润为25.92亿欧元，同比增长0.03%。ASML办公室分布在全球16个国家的60个城市ASML股价（美元）总体呈上升趋势75710715720725730735740700-0101-0102-0103-0104-0105-0106-0107-0108-0109-0110-0111-0112-0113-0114-0115-0116-0117-0118-0119-0120-01阿斯麦 51.1 ASML：产品以光刻机为主，量测设备及计算光刻为辅公司产品主要包括光刻机、量测设备和计算光刻解决方案等。光刻机：包括EUV光刻机、DUV光刻机，其中DUV光刻机分为浸入式和干式两类。量测设备：包括YieldStar量测设备和HMI电子束量测设备。计算光刻软件：利用软件技术实现精确的光刻仿真，从而增强光刻系统性能，提高芯片良率和质量，是一种用于精准校正的软件系统。公司产品包括光刻机、量测设备和计算光刻数据来源：ASML官网 1）光刻机：半导体设备的最高峰6ASML光刻机主要包括三大款：EUV、浸入式DUV、干式DUV。公司在中高端领域领先，在最高端领域垄断，是摘取光刻机皇冠上明珠的领先企业。光刻工艺：集成电路制造中最复杂、最关键的工艺步骤光刻工艺是集成电路制造中最复杂、最关键的工艺步骤，光刻技术的不断升级推动了集成电路不断升级。光刻技术对集成电路制造非常重要，从集成电路诞生之初，光刻就被认为是集成电路制造工艺发展的驱动力。IC生产工艺中最小导线宽度被称为线宽，是先进水平的主要指标，光刻技术与线宽指标密切相关。光刻工艺有两个重要意义：1）从价格方面来讲，一片硅片的处理费用与硅片上的芯片数目关联性不强，如果一个硅片能够接纳更多的芯片，则单个芯片的成本将降低。2）从性能上来讲，摩尔定律指出，当价格不变时，集成电路上可接纳的元器件数目，每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。光刻机：半导体设备的最高峰光刻机是实现光刻工艺的关键设备，光刻机将掩膜版上的电路结构图复制到硅片上，启动芯片生产。光刻机设备是所有半导体设备中复杂度最高、精度最高、单台价格最高的设备。光刻机是现代工业的集大成者，其难度包括激光光源、物镜系统、机台设计等等。光刻机主要分为EUV光刻机、DUV光刻机。EUV是最高端的光刻机，其研发周期长达十余年，是光刻机皇冠上的明珠。 71）EUV光刻机：最顶级光刻机，ASML独家优势公司EUV光刻机EUV光刻机是目前最先进的光刻机，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，售价高达1.2亿美元。EUV光刻机不需要多重曝光，一次就能曝出想要的精细图形，没有超纯水和晶圆接触，在产品生产周期、光学邻近效应矫正的复杂程度、工艺控制、良率等方面都有明显优势。格芯首席技术官Gary Patton曾说：“如果在5nm的时候没有使用EUV光刻机，那么光刻的步骤将会超过100步”。TWINSCANNXE:3400C3400B的升级版，两者基本结构相同，但NXE:3400C采用模块化设计，维护更加便捷，平均维修时间将从48小时缩短到8-10小时，产能提升到了170WPH。TWINSCANNXE:3400B集高效率、最高分辨率、最先进的套刻精度和焦深性能与一体。可用于生产7nm和5nm的芯片。产能为125WPH（每小时处理晶圆数）。数据来源：ASML官网 81）浸入式DUV光刻机：使用最广泛的光刻机，ASML份额领先公司浸入式DUV光刻机是目前使用最广泛的光刻机，采用ArF光源，通常将浸入式光刻机称作ArFi光刻机。光源波长突破193nm，缩短为134nm，NA值为1.35，最高可实现7nm制程节点。浸入技术是指让镜头和硅片之间的空间浸泡于液体之中，由于液体的折射率大于1，使得激光的实际波长会大幅度缩小。目前主流采用的纯净水的折射率为1.44，所以ArF加浸入技术实际等效的波长193nm/1.44=134nm。TWINSCANNXT:2000i是最新一代的浸入式光刻机，用于在7nm节点处生产300mm晶圆片，是最先进的浸入式光刻机。产能为275WPH。TWINSCANNXT:1980Di该系统于2015年推出，具有高产能、高稳定性。设计用于在低于10nm节点批量生产300mm晶圆。产能为275WPH。TWINSCANNXT:1970Ci是1965Ci的升级版，解决了客户双模式和多模式的需求，用于在低于20nm节点批量生300mm晶圆。产能为250WPH。TWINSCANNXT:1965Ci采用双工作台概念，提供了高产能和出色的分辨率，用于在低于20nm节点批量生产300mm晶圆。产能为250WPH。浸入式光刻机简介数据来源：ASML官网 91）干式DUV光刻机：早期较低端光刻机公司干式DUV光刻机是业内早期较低端的光刻机，最高可达65nm制程节点。在浸入式光刻机未推出之前，DUV干式光刻机是市场主推产品。由于无法突破193nm波长，之后被浸入式光刻机所取代。TWINSCANXT:1460K最新一代双工作台干式光刻机，在低于65nm节点生产300mm晶圆，采用ArF光源，波长为193nm，数值孔径0.93，产能为205WPH。TWINSCANXT:860M在低于110nm节点下生产300mm晶圆，采用KrF光源，波长为248nm，数值孔径0.55-0.80，产能为240WPH。TWINSCANXT:400L最新一代i-line光刻系统。在220nm节点处生产200mm和300mm的晶圆。光源波长为365nm,数值孔径0.65，产能为230WPH。TWINSCANXT:1060K在80nm节点下生产300mm晶圆，业界最先进KrF光刻机，采用KrF光源，波长为248nm，数值孔径0.93，产能为205WPH。干式光刻机简介数据来源：ASML官网 102）量测设备：公司拥有光学和电子束两类量测设备YieldStar量测设备：光学量测设备主要通过分析光的反射、衍射光谱间接进行测量，进而通过对比光信号发现晶圆上存在的缺陷。YieldStar光学量测设备可以快速、准确地测量并检测晶圆上图案的质量。公司YieldStar光学量测系统有三种规格：YieldStar1375F、YieldStar380G、YieldStar375F。YieldStar1375F业界唯一的在芯片内部提供测量的YieldStar光学计量系统。主要是对刻蚀之后芯片的分辨率和套刻精度进行测量。YieldStar375F对曝光后刻蚀前芯片的套刻精度和聚焦性能进行检测，并且对光刻系统的稳定性进行监测。YieldStar380G是375F的升级版，具有更高的产量和精度。YieldStar光学量测系统简介数据来源：ASML官网 112）量测设备：公司拥有光学和电子束两类量测设备HMI电子束量测设备：电子束量测是根据电子扫描直接放大成像，可以呈现缺陷的具体形貌。该系统可以帮助定位和分析数以百万计的印刷图案中的单个芯片的缺陷，能够大幅提高芯片图形的准确性。产品包括HMIeScan600、HMIeScan430、HMIeP5、HMIeScan 1000。其中，HMIeScan1000是2020年5月推出的新产品，这是ASML第一代的多光束检测系统（MBI)，包含了九束光，可以用于5nm及以下制程节点的检测。HMIeScan430高吞吐量电子束晶圆检测系统,可以检测10nm以下的图案缺陷和电气缺陷，主要用于3DNAND芯片的生产监控。HMIeScan600柔性电子束检测系统，可以检测出图案缺陷，电气缺陷（包括开路，短路和漏电）和材料对比度缺陷。HMIeP5最高分辨率的电子束检测系统，可以对芯片的分辨率进行检测，也可以检测出5nm以下图案缺陷和电气缺陷。HMIeScan1000ASML第一代多电子束检测系统。与单个电子束检查工具相比，将使吞吐量提高达600%，大大减少了晶圆质量分析所耗费的时间。HMI电子束计量检测系统简介数据来源：ASML官网 12数据来源：CNKI3）计算光刻：用以辅助光刻机的精密程序计算光刻是一种用于校正的软件系统。由于光学邻近效应的存在，原始版图通过光线照射到硅片表面成像时，会发生一定的失真，如出现线宽不均、线端缩短、边角圆化等光学邻近效应，因此需要采用一些技术手段校正。通常是通过改变硅片表面的曝光强度，最终使得曝光后硅片上轮廓与期望得到的目标轮廓相似。ASML计算光刻方案的基本原理是应用计算仿真的方法，将包含照明光源、掩模、投影物镜系统的成像系统与光刻胶曝光、刻蚀等工艺过程联系起来，然后通过数学的方法进行掩模图形分拆与校正、光源照明形状优化、投影物镜参数调节等，补偿光刻过程中发生的物理和化学反应，以增强分辨率，校正光学邻近效应，使得在硅片上的图案和最初设计的电路图案相差无几。光学邻近效应的体现 13数据来源：WIND1.2 业绩增长，盈利强劲，研发投入逐年攀升2018年，ASML正式跨入百亿收入俱乐部。2019年ASML总营收为118.20亿欧元，同比增长8%；扣非后归母净利润为25.92亿欧元，同比增长0.0