2023光刻機產(chǎn)業(yè)發(fā)展簡析報告

光刻機行業(yè)簡析報告xh歸屬P嘉世營咨詢p限公司 商業(yè)合作/內(nèi)容轉(zhuǎn)載/更多?告Z刻機是芯w制中的最核心?節(jié)Z{機是生?芯w的心裝備，被譽~半ü體y業(yè)皇冠P的明珠。Z{機是一種投影曝Z系統(tǒng)：Z{機由Z源、照明系統(tǒng)、物鏡、ytā等部t組裝而r。在芯w制作中，Z{機會投射Z束，穿過印pā案的Zé膜x及Z學(xué)鏡w，將線路ā曝Z在帶pZ感涂層的硅晶圓P。芯w制過程需要用到的設(shè)備種類繁多，包括氧化爐、涂膠顯影機在整個半ü體芯w制過程中，Z{是最復(fù)gy藝，Z{y藝的費用ts芯w制rq的1/3t?，耗費時間s比t~40-50%，Z{y藝所需的Z{機是最貴的半ü體設(shè)備。Z刻機工藝的發(fā)展史 Z刻工藝流程āZ源波長(nm)ü應(yīng)設(shè)_最小工藝節(jié)點(nm)主要用途第一?接觸式800--2506?晶圓g-line436接近式800-250第D?接觸式800-2506?、8?晶圓i-line365接近式800--250第O?KrF248掃?投影式180-1308?晶圓第四?n?掃?投影130-6512?晶圜ArF193沒式n?掃?投影45-22第五?EUV13.5極紫外22-~712?晶圓數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)tZ刻機的技術(shù)水決定集r電路的發(fā)展水Z{機的術(shù)水很大程度P決定了集r電路的發(fā)展水。著EUVZ{機的出ā，芯w制程最小達到3nm。目前ASMLl在研發(fā)High-NAEUVZ{機，制程?達2nm、1.8nm，預(yù)?2025量?。英_達在23GTC大會P也表示w通過突破性的Z{?算?cuLitho，將?算Z{à40倍?P，使得2nm及更Y?芯w的生?r~?能，ASML、ā積電已參P合作，屆時將帶動芯w性能再次e高。各個工藝節(jié)點和Z刻技術(shù)的關(guān)系制程晶圓尺??屬材料Z刻機類型0.5um200mmAlg-line:436nm0.35um200mmAli-line:365nm0.25um200mmAlKrF:248nm(stepper)0.18um200mmAlKrF:248nm(stepper&scanner)0.13um200/300mmAl/CuArF:193nm90nm300mmAl/CuArF:193nm65/55nm300mmCuArF:193nm45/40nm300mmCuArFi:193nm(134nm)28nm300mmCuArFi:193nm(134nm)22/20nm300mmCuArFi:193nm(134nm)16/14nm300mmCuArFi:193nm(134nm)10nm300mmCuArFi:193nm(134nm)7nm300mmCuEUV:13.5nm/ArFi:193nm(134nm)5nm300mmCuEUV:13.5nm3nm300mmCuEUV:13.5nmASMLü客戶節(jié)點演進的預(yù)測EUVProductionHighNAProductionInsertionWindowInsertionWindow201720182019202020212022202320242025LogicNodenameLogic10nm7nm5nm3nm2nmPerfoemanceMemoryNodenameDRAM1X1Y1Z1A1BMin.1/2pitch/xnumberoflayersStorageClass2X/x22X/x41Y/x41Y/x8nextMemoryStorageMemoryPlanar14-15Xnumberoflayers3D-x64x961ZX152/x192x256>300NAND數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)ts?以舉?之力發(fā)展Z刻機產(chǎn)業(yè)s?Z{機的研制起n并O晚，早在70?就研制出接觸式曝Z系統(tǒng)，由于早期s?半ü體?業(yè)的整體落^，?及<O如買=的思潮影響，Z{機?業(yè)化落地滯^。2002ArFZ{機被列入<863?劃=、2008啟動<02_ù=，Z{機?業(yè)才再度覺醒。s?Z{機攻尖采×類ASML的模式，細分各科研院所、高校做分系統(tǒng)，再由SMEE?行整機組裝。中科院微電子所、長Z所、PZ所，清華大學(xué)、浙江大學(xué)、哈y大等均參PZ{機的研發(fā)，目前~法Z{機的分系統(tǒng)基q通過驗收，?續(xù)?業(yè)化落地，并繼續(xù)擔(dān)<02_ù=?行法Z{機分系統(tǒng)研發(fā)。?內(nèi)Z刻機重點項目主要產(chǎn)業(yè)化落地公司及進展分系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化公司主要股東相關(guān)項目公司進展整機P微電子P電氣(P^?資委)、02_ù90nmZ{機機研制;ù目均通過了驗收，90nmArFZ{機SSA600系列實ā出ˉP張江浩r創(chuàng)投(張江高科)02_ù沒Z{機s鍵術(shù)預(yù)研ù目;.Z源系統(tǒng)科益虹源中科院微電子所、?莊?投、哈勃投02準(zhǔn)分子激Z術(shù)r果?業(yè)化載體;193nmArF高能準(zhǔn)分子激Z器完r出ˉ，40W4kHzKrF準(zhǔn)分子激Z資器批量生?。Z學(xué)系統(tǒng).?望Z學(xué)?莊?投、長Z集團(長Z所)02D期面向28nm節(jié)點的ArF沒式Z{曝ZZ學(xué)系統(tǒng)研發(fā);90nmArF投影Z{機曝ZZ學(xué)系統(tǒng)交付用戶;28nmArF沒式Z{曝ZZ學(xué)系統(tǒng)研發(fā)攻s任á?展ú利。Z學(xué)系統(tǒng)?科精密?望Z學(xué)02-期高NA沒Z學(xué)系統(tǒng)s鍵術(shù)研究;02高NA沒Z學(xué)系統(tǒng)s鍵術(shù)研究ù目通過驗收;0.75NA投影物鏡/0.75NA照明系統(tǒng)均實ā交付(90nmArFZ源)；02D期沒式Z{機Z學(xué)系統(tǒng)?品研制P批量生?能力建設(shè);.28nmArFi曝Z系統(tǒng)在研。雙ytā系統(tǒng)華卓精科清華大學(xué)朱煜等O個02_ù，包括IC裝備高端零部t集r制y藝研究P生?制à用于~式Z{機的DWS雙ytā已üSMEE出ˉ;沒式Z{機用雙ytāDWSi在研。沒系統(tǒng)啟爾機電P浦東et?業(yè)投資、中信證券投浙江大學(xué)啟爾團隊，?家863?劃等e供高端半ü體裝備超潔凈流?系統(tǒng)及ws鍵零部t。資、深創(chuàng)投數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)ty球Z刻機市場維持高增長2022全球Z{機^場規(guī)模達196億美元，\增26%，ts全球半ü體額?1076億美元ā的18%。在2020<宅經(jīng)濟=z激的半ü體強需求Q，2021-2022半ü體需求旺盛，但?美聯(lián)儲à息、經(jīng)濟增Q行的影響Q，全球半ü體額自20228o起持續(xù)Q行，但是2022Z{機出ˉ量季創(chuàng)e高。}管目前已p多家晶圓廠Q調(diào)2023資q開支，但考慮Z{機交期長?2022pASML在手?單高達404億歐元，?單營收比達1.9倍ā、戰(zhàn)略意義高，預(yù)?2023Z{機^場需求維持高增。預(yù)?2028全球Z{機^場規(guī)模將達到277億美元，2022-2028CAGR達6%。y球Z刻機市場規(guī)模穩(wěn)健增長 y球Z刻機出貨?穩(wěn)健增長300金額?億美元āYOY30%600金額?億美元āYOY30%25%25025%50020%20020%40015%10%15015%3005%10010%2000%-5%505%100-10%00%0-15%2020202120222028E201420152016201720182019202020212022數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t中?Z刻機產(chǎn)品大部分依賴進口中?大?Z{機^場空間廣闊，但要依賴荷q、日q等地?口。據(jù)中?s總署數(shù)據(jù)，2022中?大?IC用Z{機?口金額r39.7億美元，w中D荷q、日q的?口金額分別~25.5/13.0億美元，?口機ā數(shù)分別~147ā、635ā，üà?口均?分別~1733、204萬美元。中?大?是ASML第O大客戶。2022ASMLü中?大?總額31.4億美元?含設(shè)備、服á等ā，w中設(shè)備收入23.3億美元，s14%，僅次于中?ā~和韓?。2020-2022 中?Z刻機市場穩(wěn)健增長2827262524272324232221202020212022

2022 ASML中?Z刻機收ut占15%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%19%18%16%0%202020212022數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)tZ刻機產(chǎn)業(yè)鏈]gZ{機涉及的內(nèi)部零t種類_多，`高端的Z{機組r復(fù)g，如EUV內(nèi)部零t多達8萬t?P，w心組t包括Z源系統(tǒng)、雙y作ā、物鏡系統(tǒng)、ü準(zhǔn)系統(tǒng)、曝Z系統(tǒng)、沒系統(tǒng)、Z柵系統(tǒng)等，w中Z源、晶圓曝Zā、物鏡和ü準(zhǔn)系統(tǒng)的術(shù)門檻較~顯著。因m，Z{機企業(yè)往往x備高外采率、P供à商r\研發(fā)的特點，而wQ游à用要包括芯w制、?率器t制、芯w封裝等。Z刻機產(chǎn)業(yè)鏈y景āP游設(shè)_及材料中游系統(tǒng)集r和生產(chǎn)自動ü準(zhǔn)系統(tǒng):激Z器(Lumentum)、90*棱鏡、ü準(zhǔn)快門、調(diào)焦調(diào)測量系統(tǒng)(硬t組r):Z衰減?、能量監(jiān)視D極管、50%分Z鏡、鏡和棱鏡、Z學(xué)compactPCI系統(tǒng)，CPU板、ā像采集t調(diào)制器(Euresys).線陣CCD(ATMEL)刻機曝Z系統(tǒng)(|康、德?蔡司、?科精y作āé膜ā系統(tǒng)(華卓精科):ü核密):照明Z學(xué)系統(tǒng)、投影Z學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)`感器、調(diào)`感器、投影物鏡心系整機?制系統(tǒng)(P微電子、碩芯半ü體、影半ü體):Z刻機統(tǒng)總?制層:總??算機?境?制系統(tǒng):及分系統(tǒng)?制層:分系統(tǒng)的CPU直接?制式:(1)壓縮式制冷:壓縮機、冷凝組DSP?制層:?制板t器，膨脹閥和蒸發(fā)器(2)半ü體制冷(3)制熱t(yī)1/0接口層:1/0電路板介°類?制式:恒溫循?水機、?制機箱、`感器執(zhí)行器層:`感器、執(zhí)行器空氣溫度處理單O，硅w`輸系統(tǒng)(中天自動化):整機et系統(tǒng)(ASM、|康、佳能、P微電子):整機框架及減震系統(tǒng):壓`輸部分:`輸手電式動減震系統(tǒng)(TMC)、Q游應(yīng)用用戶界面層，系統(tǒng)à用層、系統(tǒng)?制層、分系統(tǒng)預(yù)ü準(zhǔn)部分:旋轉(zhuǎn)ā、升降ā、ü心接口層、固t?制層、基q支撐層、測試校l層精密振動測試儀器和分析ā，CDD探測器et(P美星半ü體)Z刻機配套設(shè)施Z刻機Z刻工藝流程āZ刻膠(容大感Z、南大Z電)污染?制、Y進材料(Entegris)Z刻氣體(華特氣體)氣象r旋轉(zhuǎn)e烘Zé膜x(華潤微、菲利華、Photronies)涂膠顯影(芯源微)缺陷檢測(精測電子、東方晶源)á膜涂膠

Z{機設(shè)?及系統(tǒng)集r企業(yè):ASM，|康，佳能，P微電子，影半ü體，芯碩半ü體，歐泰克，Suss，ABM，Inc。有é膜Z刻機：接近式Z{機、接觸式Z{機、投影Z{機；無é膜Z刻機：電子束直寫Z{機、激Z直寫Z{機、離子束直寫Z{機。晶圓廠:ā積電，O星、格羅方德，聯(lián)電力積電，力士、美Z、英特爾、東芝、瑞薩、德州儀器、英飛凌；中芯?×、華虹宏力、長江`儲、合肥長鑫、華潤微、?達半ü。ü準(zhǔn)和曝Z^顯影堅膜顯影曝Z烘焙烘焙檢查數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)ty球Z刻機行業(yè)屬于明顯的寡頭壟斷格局Z{機行業(yè)屬于明顯的寡頭壟斷格局，前O供à商?荷q阿?麥、日q佳能、日q|康ās據(jù)?大多數(shù)^場份額。2022Z{機s半ü體設(shè)備^場份額達23%，^場規(guī)模232.3億美元。w中，全球Z{機O大巨頭ASML/Canon/NikonZ{機營收分別~161/20/15億美元，^場份額達82%/10%/8%；出ˉ量分別~345/176/30ā，^場份額63%/32%/5%。DEUV、ArFi、ArFO個高端機型的出ˉ來看，ASML?維持領(lǐng)Y地O，出ˉ量分別s100%/95%/87%。2022 Z刻機O大巨頭營收市場份額 2022 Z刻機O大巨頭出貨?場份額10.0%ASML8.0%ASML32.0%NikonNikonCanonCanon63.0%5.0%82.0%數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t?內(nèi)Z刻機企業(yè)實ā從0到1的突破P微電子是大?Z{機?展最快的廠商。P微電子裝備(集團)股份p限公司要?力于半ü體裝備、泛半ü體裝備、高端智能裝備的開發(fā)、設(shè)?、制、及術(shù)服á。公司設(shè)備廣泛à用于集r電路前道、Y?封裝、FPD面板、MEMS、LED、PowerDevices等制領(lǐng)域。2022前十大_屬晶圓?y公司中，中?大?pO家。分別~中芯?×、華虹集團、晶合集r，排]第四、第五和第九。?內(nèi)晶圓廠?續(xù)恢復(fù)擴?，p望帶動半ü體設(shè)備的需求。2022 y球晶圓代工廠市占率 大陸Z刻機零部t廠商進度ā積電聯(lián)電格芯中芯?×華虹集團力積電世界Y?拖塔晶合集r東部高科w他

7.77%6.66%6.01%3.58%2.12%1.52%1.40%1.29%1.14%5.44%

63.14%Z刻機組t及配套設(shè)施公司]ā公司代碼目前進展物鏡系統(tǒng)?望Z學(xué)/研發(fā)Z{機曝ZZ學(xué)系統(tǒng)賽微電子300456.SZ給ASMLe供鏡系統(tǒng)MEMS部t和晶圓制服áZ源科益虹源/研發(fā)準(zhǔn)分子激Z器福晶科002222.SZ研發(fā)KBBF晶體(用于激Z設(shè)備的P游s鍵零部t),KBBF晶體是目前?直接倍頻?生EUV激Z的非線性Z學(xué)晶體茂萊Z學(xué)688502.SHZ{機Z學(xué)視鏡e供商，目前生?的半ü體Z學(xué)鏡被à用在Z{機Z學(xué)系統(tǒng)中騰景科688195.SH公司多波段合分束器已完r?品開發(fā)，?入半ü體設(shè)備廠供à鏈Z學(xué)元t炬Z科688167.SH~P微電子等企業(yè)e供了半ü體激Z退火系統(tǒng)?及心元器t晶方科603005.SH子公司Anteryon~全球領(lǐng)Y的Z學(xué)設(shè)?和晶圓?Z學(xué)鏡頭制商，是ASMLZ學(xué)ā和晶國üO`感器的供à商蘇大維格300331.SZ向P微電子e供了Z{機用的定OZ柵?品沒式系統(tǒng)啟爾機電/沒系統(tǒng)供à商雙工作臺華卓精科A20224.SH雙ytā供à商空氣凈化設(shè)_美?？?88376.SH~P微e供了Z{設(shè)備所需的潔凈過濾?品新萊應(yīng)材富創(chuàng)精密688409.SH半ü體零部t制的y藝術(shù)達到流?×客戶標(biāo)準(zhǔn)，是ASML的戰(zhàn)略供à商e萊à材300260.SZ真空?品?及氣體?品均??à用到Z{機的設(shè)備中數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t晶圓廠?極擴產(chǎn)帶動Z刻機需求2020-2030，預(yù)?全球晶圓?能每將增長78萬w/o，CAGR~6.5%。w中Y?、r熟制程每o?能增長分別~22/38萬w，CAGR分別~12.0%/6.0%，`儲芯w增放緩，DRAM和NAND增分別~4.7%/4.9%。若?一n考慮術(shù)h和競爭，將再增à15萬w/o的?能。Z刻機在晶圓制設(shè)_?值占比超20%{蝕22.0%30.0%薄膜沉積晶圓Z{制w他23.0%25.0%

y球晶圓產(chǎn)能及增?百萬w，等效12英?ā250-10%inefficiencyoranadditional18millionwafercapacityby2030200 術(shù)h&競爭1501005002010 2015 2020 2025 2030數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)tZ刻機在半導(dǎo)體設(shè)_的占比呈向P趨勢2022WFE?全球晶圓廠設(shè)備支出ā980億美元，創(chuàng)歷óe高，2023將Q降22%ó760億美元。預(yù)?2024迎來復(fù)蘇，\比增長21%ó920億美元。Z{機^場勢PWFE整體勢基q保持一?，但著芯wy藝升?，üàZ{難度e升，采用更Y?的機ā，因m，Z{機在半ü體設(shè)備的s比呈向P勢，2024Z{支出sWFE的比例將超過25%，?m測算Z{機^場規(guī)模t230億美元。y球晶圓廠設(shè)_支出?前道āWFE?億美元āYOY120050%40%100030%80020%60010%0%400-10%200-20%0-30%20192020202120222023E2024E

Z刻市場增快于WFE整體增30%25%20%15%10%5%0%1997 2001 2005 2009 2013 2017 2021 2025數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t高端需求驅(qū)動Z刻機發(fā)展?Z學(xué)`感器Pr熟邏輯芯w~?表的高端^場，驅(qū)動Z{機術(shù)的迭?。w中r熟芯w中，要包括?率芯w、`感器、r熟邏輯/模擬芯w：ArFiZ{機要à用在Z學(xué)`感?ArFiZ{花費s比t40%āPr熟邏輯芯w?ArFiZ{花費s比t60%ā。w余Z{機要用于?率芯w?KrF45%、i-line55%ā、非Z學(xué)`感?KrF30%、i-line70%ā、模擬芯w?ArF、KrF、i-lineZ{花費s比相近ā的生?。據(jù)ASML的財??算，EUVPArFiZ{機的ASPàà高于KrF和i-lineZ{機，}管高端機型出ˉ量少于中P端Z{機，但總收入較高，^場規(guī)模較大。在ASML的設(shè)備收入中，EUV+ArFis比超8r。Z刻機TOP3公司歷合計銷售數(shù)??臺ā 不\類型r熟芯w的Z刻花費比例?按Z刻機類型ā500EUVArFiArFKrFi-line100%i-lineKrFArFArFi45090%40080%35070%30060%25050%20040%15030%10020%5010%00%?率r熟模擬r熟邏輯非Z學(xué)`感Z學(xué)`感20192020202120222023H1數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理；嘉世咨詢研究結(jié)論；ā源網(wǎng)t芯w性能升?è動Z刻強度P升Z{強度是指Z{資q支出se建晶圓廠總資q支出的比例，呈āP升態(tài)勢。Y?邏輯制程ü分辨率要求最高，因而Z{難度最大、Z{強度也最高。10nm邏輯芯w已達25%，5nm及?Q制程需要利用EUV+多重曝Z實ā，Z{強度超過35%。Y?D