源达研究报告：国内光刻机发展道阻且长，国产突破行则将至

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　　来源：源达

　　投资要点

　　半导体行业迎来复苏，美日荷制裁推动设备国产化 2024年半导体行业逐步进入周期上行阶段，2025年行业有望迎来更快增长。 根据SEMI预测，2024/2025年全球半导体设备行业市场规模为983/1128亿 美元，同比+3%/+15%。2022年起美日荷陆续发布对华设备出口管制措施， 半导体设备国产化迫在眉睫，而大陆晶圆厂有望逆势扩张带动设备资本开支。

　　光刻机是半导体设备明珠，上游零部件供应复杂且品类广泛 光刻机是半导体制造中最核心的设备，光刻机的性能直接决定晶圆产线的制 程节点和产能上限。光刻机的基本结构由激光器、照明光学模组、物镜、晶圆 传输模组、晶圆扫描模组和扫描刻线模组等组成。我们认为光刻机的核心器 件包括激光器、光学镜头和工作台等：1）激光器是光刻机的光源，决定了光 刻机的套刻精度和工艺节点；2）光学镜头：保证光刻机光源可以精准成像在 晶圆表面，伴随光刻机技术衍进，投影物镜结构愈加复杂、尺寸增加；3）工 作台：2004年ASML将双工作台推广至TX系列光刻机，光刻机产能显著提升。

　　光刻机市场阿斯麦一家独大，国产替代迫在眉睫 ASML在全球市场中一家独大，2023年ASML供给了全球92%的高端光刻机 （ArF、ArFi、EUV）。2023年6月30日荷兰对华管制措施落地，2000i以上 的光刻机型号限制出口。根据ASML公告，2024年H1对中国大陆设备销售收 入为42.77亿欧元，占公司光刻机销售收入的49%，同比增长142%，凸显大 陆晶圆厂对光刻机的需求旺盛。目前光刻机国产化率几乎为零，仅上海微电 子有90nm工艺节点的DUV光刻机产品。

　　光刻机国产化曙光已现，65nm节点光刻机有望突破 近日，工信部发布《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024年版）》 中的电子专用装备目录下，集成电路设备方向披露一台氟化氩光刻机，属于 DUV光刻机。光刻机分辨率≤65nm、套刻≤8nm。若按照套刻精度与量产工 艺约1：3的关系，氟化氩光刻机有望用于28nm芯片产线中的部分工艺。此外 根据有关报道，上海微电子正在进行28nm浸没式光刻机样机的研发生产。

　　投资建议

　　在光刻机关键系统中，建议关注：福晶科技（光源）；富创精密、新莱应材（维权）（零 部件）；茂莱光学、波长光电（光学镜头）；华卓精科（工作台、未上市）； 上海微电子（光刻机整机、未上市）。

　　风险提示

　　国际政治动荡和摩擦加剧；国内芯片产能扩产不及预期；设备国产化导入不 及预期；上游供应链发展不及预期。

　　一、大陆晶圆厂有望逆势扩张，设备国产替代加速进行

　　1．半导体设备国内需求不减，美日荷制裁推动国产替代 2025 年全球半导体设备销售额有望加速增长。根据 SEMI 在 2024 年 7 月发布的《年中总 半导体设备预测报告》：2024 年全球晶圆厂设备支出将由 2023 年的 956 亿美元增长至 983 亿美元，同比增长 3%，主要系行业逐步好转，进入周期上行阶段。展望 2025 年，人 工智能等行业对高性能芯片需求进一步增长，叠加汽车、消费电子和工业等行业的需求复苏， 全球晶圆厂设备支出有望增长至 1128 亿美元，实现同比增长 15%。

　　大陆晶圆厂扩产空间大，有望拉动设备资本开支。通过整理大陆部分晶圆厂产线建设项目， 合计规划产能缺口超 100 万片/月。以上信息验证大陆晶圆厂对设备需求仍然存在，2024 年国内半导体设备需求仍然可观。

　　2．美日荷垄断半导体设备市场，国产化率正在提升 半导体设备是高技术门槛&高附加值行业。前道晶圆加工的主要工序包括光刻、刻蚀和薄膜 沉积等，其特点是对晶圆加工精度要求极高，通常在几十至几百纳米；并且部分工序需要多 次进行，对设备产能效率要求高。上述原因也导致用于前道晶圆加工的半导体设备价格高昂， 一条产能 1 万片/月的 12 英寸晶圆产线设备投资额在数十亿元。

　　二、光刻机是半导体设备明珠，对芯片生产至关重要 光刻机是半导体制造中最核心的设备，光刻机的性能直接决定晶圆产线的制程节点和产能上 限。现代光刻机通常采用投影式光刻技术，原理是将调制后的光束透过掩模板照射在涂有光 刻胶的晶圆表面，从而实现将掩膜版上的线路图等比例缩小转移至晶圆表面的光刻胶上，再 通过涂胶显影工序实现图形显形，为后续薄膜沉积、刻蚀和离子注入工序做准备。

　　光刻机的光源决定光刻精度。光刻机的光源可分为 UVL（紫外光源）、DUV（深紫外光源） 和 EUV（极紫外光源）。其中采用 DUV 光源的浸没式机型（ArFi）是将镜头和晶圆浸泡在 水中，而纯净水的折射率为 1.44，因此 ArFi 的等效波长为 193nm/1.44=134nm，从而可 实现更高光刻精度。而 EUV 光源是将准分子激光照射在锡等靶材上，激发出 13.5nm 的光 子，主要用于 7nm 以下的制程节点，目前 ASML 是全球唯一一家具备量产型 EUV 光刻机 生产能力的公司。

　　三、光刻机市场阿斯麦一家独大，国内需求高速增长 ASML 在全球光刻机市场一家独大。 2023 年 ASML、Nikon 和 Canon 共出货光刻机 681 台，其中 ArF、ArFi 和 EUV 型号的高端光刻机出货量为 229 台，其中 ASML 出货 210 台， 占到约 92%份额，ArFi（浸没式）光刻机共出货 134 台，出货量较 2022 年增长 50%；在 EUV 市场，ASML 是唯一具备 EUV 光刻机量产能力的公司，2023 年出货量为 53 台。

　　四、光刻机国产化曙光已现，65nm 光刻机有望突破 上海微电子是最有望打破光刻机进口垄断的国产公司。根据公司公众号信息，公司在 LED 系列光刻机和先进封装光刻机领域全球市占率第一，目前公司官网发布的 SSA600/20 光刻 机，采用深紫外光源（DUV），光刻精度达 90nm。同时公司正在进行 28nm 浸没式光刻 机的研发工作，若未来取得突破，则将大大缓解光刻机的供给紧张问题，助力国内成熟制程 芯片扩产。

　　五、行业公司 1．富创精密 公司是国内半导体设备零部件领域的领军企业，公司产品可分为工艺零部件、结构零部件、 模组产品和气体管理四大品类，并已可用于光刻机、刻蚀机和薄膜沉积机等芯片制程核心设 备中。根据公司 2023 年年报，公司产品已通过北方华创、中微公司等国内外头部半导体设 备企业认证，开始批量供应。 2024 年 H1 公司实现营收 15.06 亿元，同比+81.80%；归母净利润为 1.22 亿元，同比 +27.30%。

　　六、投资建议 1．建议关注 美日荷联合对华半导体供应链制裁以来，上游“卡脖子”问题已得到广泛重视，设备、材料 陆续突破，而光刻机也必将作为重点攻克项目。根据有关报道，上海微电子正在进行 28nm 节点光刻机的研发。假使国产光刻机得到突破，有望推动半导体制造产业链国产化向前迈进 一大步，并打开光刻机及上游零部件供应的巨大市场。 在光刻机关键系统中，建议关注：福晶科技（光源）；富创精密、新莱应材（零部件）；茂 莱光学、波长光电（光学镜头）；华卓精科（工作台、未上市）；上海微电子（光刻机整机、 未上市）。

　　2．一致预测

　　七、风险提示 国际政治动荡和摩擦加剧； 国内芯片产能扩产不及预期； 设备国产化导入不及预期； 上游供应链发展不及预期。