半导体设备深度报告（三）详解光刻机——半导体制造业皇冠上的明珠_22页_1mb

光刻机深度分析报告总结

核心内容

光刻机是半导体制造业中最核心的设备，负责将芯片设计图从掩模转移到硅片上，直接决定芯片的制程水平与性能。光刻环节占芯片制造时间的50%左右，占制造成本的1/3，是整个生产流程中最复杂、最关键的部分。

主要观点

1. 光刻机的重要性

   • 光刻是芯片制造中实现电路图转移的关键步骤，直接影响芯片的制程和性能。
   • 芯片制造过程中需要进行20-30次光刻，其中光刻机占制造环节的50%时间，占成本的1/3。
   • 光刻机涉及系统集成、精密光学、精密运动等先进技术，单台价值高，目前最先进的ASML EUV光刻机单价近一亿欧元。

2. 光刻机的发展方向

   • 芯片制造追求更小制程和更低的成本，推动光刻机不断升级。
   • 光刻机经历了五代产品的发展，光源从g-line、i-line到EUV，每次升级都显著提升制程水平。
   • 光刻机的最小分辨率由公式 $ R = k \lambda / NA $ 决定，其中 $\lambda$ 是光源波长，NA 是物镜数值孔径。

3. ASML 成为行业龙头的原因

   • ASML 采用开放式创新模式，重视研发，与全球顶尖供应商合作，如卡尔蔡司、Cymer等，提升研发效率和产品竞争力。
   • 通过双工作台系统、浸没式光刻等创新技术，ASML 实现了制造效率和精度的提升，奠定了其龙头地位。
   • 公司市占率近80%，几乎垄断高端光刻机市场，EUV光刻机订单排至2019年，为业绩增长提供保障。

4. 上海微电子：国产光刻机的希望

   • 上海微电子是国产光刻机的代表，承担多项国家重大科研任务，前道光刻机已实现90nm制程，封装光刻机市占率领先。
   • 公司在IC后道封装、LED制造、显示屏制造等领域均有产品，国内市场占有率达80%，全球市占率40%。
   • 若实现光刻机国产化，将极大推动中国半导体产业发展。

5. 光刻机的工艺流程

   • 包括气相成底膜、旋转涂胶、软烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀、去胶等步骤。
   • 每一步都对最终芯片质量产生影响，其中曝光和显影是关键环节。

关键信息

• 光刻机分类：分为用于芯片制造和封装的光刻机，制造用光刻机技术要求更高，价值量更大。
• 技术发展：光刻机发展史体现了光源改进和工艺创新的双重驱动，从接触式光刻到浸没式光刻，再到EUV光刻，技术不断进步。
• ASML 的市场地位：目前ASML在全球高端光刻机市场占据主导地位，EUV光刻机订单充足，公司市值在全球半导体设备商中排名首位。
• 行业趋势：随着摩尔定律的放缓，光刻机技术发展面临更大挑战，但EUV光刻机的推出仍为行业带来新的增长点。
• 风险提示：行业发展不及预期，下游需求不及预期，可能影响光刻机市场增长。

光刻机发展历史

ASML 业绩表现

• 2017年ASML营收达90.53亿欧元，同比增长33%。
• 净利润达21.19亿欧元，同比增长53%。
• EUV光刻机在2017年营收为10.92亿欧元，占比17%，预计2018年将增长至28亿欧元，占比提升至25%-30%。

上海微电子现状

• 公司承担多项国家重大科技专项，如“浸没光刻机关键技术预研项目”和“90nm光刻机样机研制”。
• 前道光刻机已实现90nm制程，封装光刻机在国内市场占有率达80%，全球市场占有率40%。
• 公司产品涵盖IC前道、IC后道、面板前道、面板后道等多领域，满足不同制程和封装需求。

风险提示

• 行业发展不及预期。
• 下游需求不及预期。

团队介绍

• 首席分析师：李佳，伯明翰大学经济学硕士，2014年加入华创证券研究所。
• 分析师：鲁佩，伦敦政治经济学院经济学硕士，2014年加入华创证券研究所。
• 分析师：赵志铭，瑞典哥德堡大学理学硕士，2015年加入华创证券研究所。
• 研究员：娄湘虹，上海交通大学工学硕士，2016年加入华创证券研究所。
• 助理研究员：吴纬烨，上海财经大学经济学硕士，2017年加入华创证券研究所。

联系方式

• 北京机构销售部：

  • 申涛：高级销售经理，电话010-66500867，邮箱shentao@hcyjs.com
  • 杜博雅：销售助理，电话010-66500827，邮箱duboya@hcyjs.com

• 广深机构销售部：

  • 张娟：所长助理、广深机构销售总监，电话0755-82828570，邮箱zhangjuan@hcyjs.com
  • 郭佳：资深销售经理，电话0755-82871425，邮箱guojia@hcyjs.com
  • 王栋：高级销售经理，电话0755-88283039，邮箱wangdong@hcyjs.com
  • 汪丽燕：高级销售经理，电话0755-83715428，邮箱wangliyan@hcyjs.com
  • 罗颖茵：销售经理，电话0755-83479862，邮箱luoyingyin@hcyjs.com
  • 段佳音：销售经理，电话0755-82756805，邮箱duanjiayin@hcyjs.com
  • 朱研：销售助理，电话0755-83024576，邮箱zhuyan@hcyjs.com

• 上海机构销售部：

  • 石露：华东区域销售总监，电话021-20572595，邮箱shilu@hcyjs.com
  • 沈晓瑜：资深销售经理，电话021-20572589，邮箱shenxiaoyu@hcyjs.com
  • 朱登科：高级销售经理，电话021-20572548，邮箱zhudengke@hcyjs.com
  • 杨晶：高级销售经理，电话021-20572582，邮箱yangjing@hcyjs.com
  • 张佳妮：销售经理，电话021-20572585，邮箱zhangjiani@hcyjs.com
  • 沈颖：销售经理，电话021-20572581，邮箱shenying@hcyjs.com
  • 张敏敏：销售助理，电话021-20572592，邮箱zhangminmin@hcyjs.com
  • 蒋瑜：销售助理，电话021-20572509，邮箱jiangyu@hcyjs.com
  • 柯任：销售助理，电话021-20572590，邮箱keren@hcyjs.com
  • 何逸云：销售助理，电话021-20572591，邮箱heyiyun@hcyjs.com