国内光刻机发展道阻且长，国产突破行则将至

国内光刻机发展道阻且长，国产突破行则将至 ——半导体行业专题研究 投资评级:看好 投资要点 ➢半导体行业迎来复苏，美日荷制裁推动设备国产化 分析师：吴起涤执业登记编号：A0190523020001wuqidi@yd.com.cn 2024年半导体行业逐步进入周期上行阶段，2025年行业有望迎来更快增长。根据SEMI预测，2024/2025年全球半导体设备行业市场规模为983/1128亿美元，同比+3%/+15%。2022年起美日荷陆续发布对华设备出口管制措施，半导体设备国产化迫在眉睫，而大陆晶圆厂有望逆势扩张带动设备资本开支。 研究助理：程治执业登记编号：A0190123070008chengzhi@yd.com.cn ➢光刻机是半导体设备明珠，上游零部件供应复杂且品类广泛 光刻机是半导体制造中最核心的设备，光刻机的性能直接决定晶圆产线的制程节点和产能上限。光刻机的基本结构由激光器、照明光学模组、物镜、晶圆传输模组、晶圆扫描模组和扫描刻线模组等组成。我们认为光刻机的核心器件包括激光器、光学镜头和工作台等：1）激光器是光刻机的光源，决定了光刻机的套刻精度和工艺节点；2）光学镜头：保证光刻机光源可以精准成像在晶圆表面，伴随光刻机技术衍进，投影物镜结构愈加复杂、尺寸增加；3）工作台：2004年ASML将双工作台推广至TX系列光刻机，光刻机产能显著提升。 ➢光刻机市场阿斯麦一家独大，国产替代迫在眉睫 ASML在全球市场中一家独大，2023年ASML供给了全球92%的高端光刻机（ArF、ArFi、EUV）。2023年6月30日荷兰对华管制措施落地，2000i以上的光刻机型号限制出口。根据ASML公告，2024年H1对中国大陆设备销售收入为42.77亿欧元，占公司光刻机销售收入的49%，同比增长142%，凸显大陆晶圆厂对光刻机的需求旺盛。目前光刻机国产化率几乎为零，仅上海微电子有90nm工艺节点的DUV光刻机产品。 资料来源：Wind，源达信息证券研究所 1.《半导体行业研究：行业复苏拐点 将 至 ， 国 产 替 代 加 速 进 行》2023.09.152.《半导体测试设备行业专题研 究：半导体行业景气度有望回升，测 试 设 备 国 产 化 持 续 推 进》2024.02.013.《半导体行业专题研究：大基金三期正式启航，半导体行业自主可控加速推进》2024.05.30 ➢光刻机国产化曙光已现，65nm节点光刻机有望突破 近日，工信部发布《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024年版）》中的电子专用装备目录下，集成电路设备方向披露一台氟化氩光刻机，属于DUV光刻机。光刻机分辨率≤65nm、套刻≤8nm。若按照套刻精度与量产工艺约1：3的关系，氟化氩光刻机有望用于28nm芯片产线中的部分工艺。此外根据有关报道，上海微电子正在进行28nm浸没式光刻机样机的研发生产。 ➢投资建议 在光刻机关键系统中，建议关注：福晶科技（光源）；富创精密、新莱应材（零部件）；茂莱光学、波长光电（光学镜头）；华卓精科（工作台、未上市）；上海微电子（光刻机整机、未上市）。 ➢风险提示 国际政治动荡和摩擦加剧；国内芯片产能扩产不及预期；设备国产化导入不及预期；上游供应链发展不及预期。 目录 一、大陆晶圆厂有望逆势扩张，设备国产替代加速进行...............................................................41.半导体设备国内需求不减，美日荷制裁推动国产替代.................................................................................42.美日荷垄断半导体设备市场，国产化率正在提升........................................................................................6二、光刻机是半导体设备明珠，对芯片生产至关重要...................................................................9三、光刻机市场阿斯麦一家独大，国内需求高速增长.................................................................12四、光刻机国产化曙光已现，65nm光刻机有望突破..................................................................14五、行业公司.............................................................................................................................151.富创精密....................................................................................................................................................152.茂莱光学....................................................................................................................................................163.福晶科技....................................................................................................................................................17六、投资建议.............................................................................................................................181.建议关注....................................................................................................................................................182.一致预测....................................................................................................................................................18七、风险提示.............................................................................................................................19 图表目录 图1：2024年全球晶圆厂设备支出预计至983亿美元................................................................................................4图2：半导体前道晶圆制程对应的主要工序..................................................................................................................7图3：2022年全球半导体设备各类型价值占比............................................................................................................7图4：每5万片晶圆产能对应设备投资额（亿美元）...................................................................................................7图5：二重模板/四重模板可实现更先进制程节点，需要用到多道薄膜沉积、刻蚀工序...............................................7图6：存储芯片向三维结构转变，需要用到多道薄膜沉积、刻蚀工序..........................................................................7图7：ASML NXE：3400系列EUV光刻机，可用于7/5nm制程节点.......................................................................9图8：光刻机的基本结构.............................................................................................................................................10图9：光刻工艺的基本原理.........................................................................................................................................10图10：带有科勒结构的光刻机成像光路结构..............................................................................................................11图11：光刻机精度提升推动折射物镜NA及尺寸增加...............................................................................................11图12：光刻机由单工作台向双工作台发展.................................................................................................................12图13：上海微电子SSA600/20光刻机图例...............................................................................................................14图14：上海微电子600系列光刻机最高光刻精度在90nm.......................................................................................14图15：2019-2024年H1富创精密营收情况..............................................................................