
7月14日,山西证券发表研究报告称,光刻机国产化进程加速 晶圆厂建设推动市场需求增长。
光刻机——工业皇冠上的明珠。芯片制造流程大致包括晶圆加工、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积、互连、测试、封装等重要步骤。其中,光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤,耗时长、成本高。光刻原理是将高能雷射光穿过光罩(reticle),使光罩上的电路图形透过聚光镜(projectionlens),将影像缩小到十六分之一后成像(影像复制)在预涂光阻层的晶圆(wafer)上。光刻机是光刻工艺的核心设备。
提升光刻机分辨率路径:更短波长和增大数值孔径。更短波长光源推动光刻机分辨率不断提升。使用i-line光源的ASML光刻机,最高分辨率可达220nm。Kr-F(248nm)和Ar-F(193nm),将分辨率进一步提升至110nm(Kr-F)和65nm(Ar-F)。EUV,光刻分辨率达到了8nm。增大数值孔径可以提升分辨率,浸没式系统突破了DUV光刻机0.93的数值孔径,将DUV分辨率提升到38nm以下。
全球市场规模超300亿美金,ASML一家独大。根据中商产业研究院估计,光刻机占半导体设备比例约24%上下,由此预估2024全球光刻机市场规模约为315亿美元。出货角度,光刻机销量仍以中低端产品为主,KrF、i-Line占比分别为37.9%和33.6%;其次分别为ArFi、ArFdry、EUV,占比分别为15.4%、5.8%及7.3%。2022年,ASML、Canon、Nikon在光刻机市场份额分别为82.1%、10.2%和7.7%。
2026年底,大陆12英寸晶圆厂的总月产能有望从2023年的217万片(规划产能)增长到超过414万片。人工智能发展大幅提升国内先进制程产能需求。芯片生产产线建设中,光刻机购置成本最高,达到设备总投资的21%-23%。国内晶圆厂建设潮和AI快速发展带动国产光刻机需求持续攀升。
光刻机整机主要由照明光学模组、投影物镜模组、晶圆模组构成。照明光学模组分为光源和照明模组。投影物镜模组包含多种反射镜和透镜,主要功能是把掩模版上的电路图案缩小到1、16之后,聚焦成像到预涂光阻层的晶圆上。晶圆模组分为晶圆传送模组和晶圆平台模组,分别负责晶圆传送和承载晶圆及精准定位晶圆来曝光。
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