2024光刻机产业竞争格局国产替代空间及产业链相关公司分析报告

内容目录 光刻技术简介 .......................................................................... 6光刻的工艺水平决定芯片的制程与性能 .................................................... 8制程技术决定半导体行业的发展水平 ..................................................... 10多重曝光工艺可跨越光刻机极限分辨率，实现更小线宽 ..................................... 12 光刻机详解：半导体制造业皇冠上的明珠，光学系统为重中之重 ..................... 14 发展历程与趋势：从 UV 到 EUV，正在向 High-NA EUV 发展 .................................. 14产业链涉及范围广，所需供应组件众多，供应链管理难度高 ................................. 15整体结构：多种先进系统的精准组合 ..................................................... 16光源系统：稳定产生特定波长的光线 ..................................................... 17照明系统：优化成像过程 ............................................................... 18投影物镜系统：实现光线的聚焦 ......................................................... 19工作台系统：承载晶圆、精确对准 ....................................................... 21 千亿市场高速增长，一超两强三分天下 ........................................... 22 市场规模：千亿市场高速增长 ........................................................... 22竞争格局：三大供应商占据主要市场，ASML 为绝对龙头 .................................... 24 国产光刻机空间广阔、任重道远 ................................................. 27 中国除港澳台地区光刻机进口规模大，替代空间广 ......................................... 27陆资晶圆代工厂需求持续增高 ........................................................... 28美日荷对华先进制程封锁，光刻机国产化势在必行 ......................................... 30举全国之力，国产光刻机产业链实现部分突破 ............................................. 30 产业链相关公司概览 ........................................................... 34 茂莱光学（688502.SH）：精密光学方案商赋能国产 I 线曝光物镜 ............................ 34福晶科技（002222.SZ）：立足晶体元件，布局超精密光学业务 .............................. 34福光股份（688010.SH）：特种及民品光学镜头领先者 ...................................... 35腾景科技（688159.SH）：深入研发光刻机合分束器项目 .................................... 35波长光电（301421.SZ）：大孔径光学镜头进入半导体产业链 ................................ 36永新光学（603297.SH）：光学精密仪器及元组件供应商，产品可用于半导体领域 .............. 37蓝特光学（688127.SH）：领先的光学产品制造企业，纳米级光刻机镜头系统在研 .............. 37炬光科技（688167.SH）：供应光刻机用光场匀化器，拟向光刻制程设备微透镜阵列拓展 ........ 38赛微电子（300456.SZ）：全球 MEMS 代工龙头，高端光刻机微镜主要供应商 ................... 39 图表目录 图 1： 摩尔定律 ............................................................................ 6图 2： 相机原理示意图 ...................................................................... 7图 3： 光刻原理示意图 ...................................................................... 7图 4： 半导体芯片制造流程 .................................................................. 8图 5： 瑞利准则概述图 ...................................................................... 8图 6： 孔径角示意图 ........................................................................ 8图 7： 光刻机光源波长λ变化趋势 ............................................................ 9图 8： 光刻机数值孔径 NA 变化趋势 ........................................................... 9图 9： 晶体管的栅极长度示意图 ............................................................. 11图 10： ASML 对客户节点演进的预测 .......................................................... 11图 11： LELE 工艺示意图 .................................................................... 12图 12： SADP 工艺示意图 .................................................................... 12图 13： 使用浸没式 DUV 和 EUV 实现更小特征尺寸时的方案 ...................................... 13图 14： 使用浸没式 DUV 进行多重曝光的工艺复杂度 ............................................ 13图 15： 采用浸没式 DUV 与 EUV 的工艺步数对比 ................................................ 13图 16： ASML 光刻机简易工作原理图 .......................................................... 14图 17： 光刻机产业链 ...................................................................... 15图 18： 光刻机的结构构成（以浸没式 DUV 设备 TWINSCAN NET：2100i 为例） ...................... 16图 19： 光刻机的结构构成（以 ASML EUV 设备为例） ........................................... 16图 20： Cymer 单腔 DUV 准分子激光器的工作原理 ............................................... 17图 21： 新型准分子激光器各个模块的技术进步 ................................................ 17图 22： EUV 光源系统结构图 ................................................................. 18图 23： EUV 光源双脉冲方案 ................................................................. 18图 24： 照明系统结构 ...................................................................... 18图 25： 衍射光无法成像示意图 .............................................................. 19图 26： 环形光成像示意图 .................................................................. 19图 27： 物镜系统通过各种透镜组合修正成像质量 .............................................. 19图 28： DUV 光刻机的物镜系统 ............................................................... 20图 29： EUV 光刻机的物镜系统 ............................................................... 20图 30： 投影物镜与高端单反镜头像素差 ...................................................... 21图 31： ZESSI 物镜参数 ..................................................................... 21图 32： 双工件台工作原理示意（以 ASML DUV 光刻机为例） ..................................... 21图 33： 全球光刻机市场规模（百万美元） .................................................... 22图 34： 全球半导体设备细分市场结构 ........................................................ 22图 35： 光刻机占半导体市场规模比例 ........................................................ 23图 36： 2019-2022 年全球光刻机出货量（台，按供应商分） .........