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华创证券:国产整机与核心子系统加速突破 光刻机国产替代迎来奇点时刻!

发布于 2025-10-15 18:25 阅读(

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华创证券:国产整机与核心子系统加速突破 光刻机国产替代迎来奇点时刻

  智通财经APP获悉,华创证券发布研报称,光刻机是半导体设备中最复杂、价值量最高的环节,也是国产化进程中亟待攻克的高地。2024年中国已成为全球最大光刻机采购市场,贡献ASML营收41%。未来在政策、需求与验证三重驱动下,国产光刻机有望进入商业化加速阶段。国产整机与核心子系统加速突破,进入从验证向量产转化的关键阶段,建议关注具备核心环节能力的本土厂商茂莱光学(688502.SH)、汇成线.SZ)等。

  光刻机是半导体设备中最复杂、价值量最高的环节,也是国产化进程中亟待攻克的高地

  光刻作为晶圆制造的核心工序,承担电路图形转移的关键使命,单机价值量居半导体设备首位。根据观研天下数据中心,2024年光刻机以约24%的市场份额在半导体设备中占比最高。

  光刻机演进遵循瑞利判据(CD=k·λ/NA),通过光源波长缩短、数值孔径提升及工艺因子优化,延续摩尔定律推动工艺节点突破。1)汞灯到DUV再到EUV,波长逐步缩短;2)浸没式技术突破折射率瓶颈,使NA提升至1.35;3)工艺因子优化,离轴照明、OPC、相移掩模、多重曝光等系统性优化手段扩展工艺窗口;4)曝光方式由接触式演进至步进扫描投影,确立现代主流架构。

  光源系统、光学系统与工作台系统三大核心子系统构成,分别承载能量供给、图形成像与精准对位三大关键功能。光源系统通过不断缩短波长以提升分辨率,演进路径从汞灯、KrF、ArF扩展至EUV激光等离子体光源;光学系统作为成像核心,DUV时代以高NA折射透镜为主,EUV时代则转向多层反射镜体系以适应光源波长极限,架构显著改变;而工作台系统则承担晶圆高速移动与高精度对准,在浸没式与EUV设备中演进至双工件台和磁悬浮结构,支撑高通量与纳米级精度协同。三大系统协同推进光刻精度提升、良率改善与产能释放,共同构筑整机壁垒。

  美系厂商凭借半导体发源地优势率先起步,日系企业依托精密光学与政策扶持在DUV时代登顶;ASML则通过三次代际跃升实现跨越反超:2000年TWINSCAN双工件台提升产能效率,2004年浸没式ArF突破光学极限,2007年市占率超越尼康。此后,依托EUV光源独家攻关与客户联合投资,ASML于2017年实现量产交付,奠定先进制程核心地位。与此同时,公司并购Cymer、HMI、Berliner Glas并深度绑定蔡司,形成覆盖光源、光学、检测的闭环壁垒。全球格局上,2024年ASML/Canon/Nikon市占率分别为61.2%/34.1%/4.7%,Canon与Nikon聚焦KrF与i-line等成熟机型,而ASML在ArFi浸没式与EUV领域高度垄断。未来,随着ASMLHigh-NA逐步量产,高端市场“一超”格局有望进一步稳固。

  2024年中国已成为全球最大光刻机采购市场,贡献ASML营收41%。当前中国光刻机高端机型依赖进口,在美日荷联合封锁风险下,国产化进度势在必得。政策端“02专项”体系化布局曝光光学、双工件台、浸液系统等核心环节,推动国产技术快速迭代,上海微电子、华卓精科等已在90nm ArF机型与双工件台实现突破。未来在政策、需求与验证三重驱动下,国产光刻机有望进入商业化加速阶段。

  风险提示:技术验证进度不及预期、下游扩产需求不及预期、原材料成本波动风险、竞争格局演变风险。

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