小作文

据传的消息，国产DUV光刻机已经在某芯的产线上投产，良率约70%左右，预计到年底将优化到90%以上。另外，使用海外光刻机通过双重曝光生产7nm芯片的技术已经成熟，下半年预计升级至四重曝光的5nm芯片，并在明年向国产DUV设备迁移。（有待证实）

半导体产业链通常有几个环节，设计，制造，封装和测试

光刻，刻蚀和薄膜沉积是半导体制造的三大核心设备，光刻机是其中的核心，光刻工艺堪称最关键的一步，光刻机能够将图案从光掩模高精度转移到衬底上。芯片的制程进步很大程度靠光刻设备的技术进步。

高端光刻机被国外ASML垄断，占据全球高端光刻设备出货量的95%。国内进口需求极大。

ASML23年浸没式光刻机销售125台，同比增长54%，中国区设备营收64亿欧元，同比增长195%

根据中国海关总署的数据，1Q24中国从荷兰的半导体设备进口额达到21.67亿美元，同比+290.4%，1Q24到货光刻机共计54台

光刻机是所有半导体设备中技术含量最高的，技术壁垒大，又决定了集成电路的尺寸制程，国内国内半导体要想实现完全自主可控，国产替代难度最高的光刻机是绕不开的一座山。

光刻机的性能要求

分辨率、套刻精度、产率是光刻机的核心指标

分辨率直接决定制程，分辨率的提升通常意味着光刻机的一次重大迭代升级周期长、难度大是光刻机最重要的指标

套刻精度指光刻工艺中，每一层电路图图形间（即当前层对准标记相对于前一层标记）的叠对精度。影响良率

产率是光刻曝光的速度，影响光刻机的产能及经济性

多重曝光技术可在光刻机分辨率不变的情况下进一步提高芯片制程

光刻机技术迭代历程

这其中DUV是目前应用广泛的光刻机类型，主要有光源系统，光学系统，双工作台，掩膜版等构成。

DUV光刻机工作原理为：激光光源产生深紫外光经过照明系统的均化、成型等照射至掩膜最后经物镜投影至Wafer，更进一步的EUV光刻ASML垄断，国内暂时还没有这个技术。

光刻机的技术要求

光刻机核心技术指标及其影响

光刻机的核心技术指标包括分辨率、套合精度和产率。分辨率决定了光刻机的光学性能，主要由波长、数值孔径和入射角决定。

套合精度关乎多次曝光时的准确度，直接影响到最终产品的制造精度。产能则代表了光刻机的工作效率。

为了满足这些核心指标，光刻机的设计需要依靠五大系统：光学系统、运动系统、量测系统、传输系统和环境控制系统。其中，光学系统的优化有助于提高分辨率，运动系统的精确度保证了套合精度，而产能的提升则依赖于整个系统的协同工作。随着技术的进步，光刻机的研发重点逐渐从单纯提升分辨率转向提高套合精度和产能，以适应更精密制造需求的同时，增强市场竞争力。

套壳精度如何限制了光刻机工艺制程的发展？

随着技术需求向更高微缩级别的工艺制程迈进，需要采用多重曝光来增加芯片堆叠密度和缩小晶体管尺寸。然而，每次曝光都会引入套壳精度误差，而随着曝光次数增多，这种误差也随之积累，严重影响良率，并对光刻机工艺制程的扩展设置了上限。理论上，如果套壳精度为零，可以无限次曝光以逼近任意工艺节点，但实际上由于机械误差和操作精度有限，无法实现真正的零误差状态，从而限制了光刻机所能达到的极限工艺特性及产能。

运动控制系统的主要作用及其复杂性体现在哪些方面？

运动控制系统负责管理硅片与模板的实时高速循环往复运动，其中涉及到两个关键组件——眼模板和晶圆的工作台（双工作台）。它们通过精确控制各自的位移误差达到极高的套合精度

什么是光刻机中的“对准标记”，它在实际应用中是如何工作的？

在光刻机中，“对准标记”指的是用来确保加工精确度的关键元素，通常表现为光栅结构。这一设计利用激光照射到不同元件（如基元和眼膜）上的光栅，通过收集和分析其反射回的衍射光栅信号与参考光栅产生的干涉效果，从而得出关于眼膜和晶圆是否处于准确光学对齐状态的信息。

由于光刻机的重要性，每轮半导体的炒作，光刻机不会缺席，端午节强推半导体以来，整个板块还是强于大盘的走势，在不追高的情况下，可以重点参考光刻机的核心标的，静待小作文或者产业链进展的催化，只要半导体行情在，光刻机板块早和晚的事情。

光刻机的市场空间

光刻机，刻蚀机和薄膜沉积设备是半导体设备三大核心占据整个半导体设备的比重分别为24%，20%，20%，近几年每年的市场规模超过200亿美元，国内国产化率不到5%，每年需要大量进口，仅今年一季度国内就进口接近150亿，替代空间广阔。

ASML、Nikon、Canon是全球半导体光刻机产业三大龙头占据绝大部分市场份额根据各公司官网数据2023年ASML、Nikon、Canon半导体用光刻机销售量分别为449台、45台、187台合计681台。

国产替代方面

光刻机极其重要，国产化率低，是目前国内半导体重点的突破方向，去年下半年就有消息称上海微电子在28nm浸没式光刻机研发上取得重大突破！预计在年底向市场交付国产第一台28nm光刻机设备，给国内光刻机产业链带来极大的投资机会。

2022年全球光刻机零部件市场大概124亿美元，光源，光学，双工台是核心。

核心标的

上海微电子：国内光刻机最领先的企业，上市辅导中，张江高科有持股

福晶科技：全球最大的 LBO 、 BBO 晶体生产企业主要从事非线性光学晶体、激光晶体、精密光学元件和激光器件的研发、生产和销售，同时也为光刻机的生产与制造提供重要零部件，曾是ASML的供应商之一。

炬光科技：间接供货光刻机巨头ASML。光刻领域，公司为客户提供光刻机曝光系统中的核心激光光学元器件光场匀化器，是荷兰ASML光学设备核心供应商的重要供应商。晶圆退火领域，公司推出的半导体集成电路退火系统，目前产品已经用于 KrF, ArF, ArF 浸没式等 DUV光刻机，已经进入上海微电子、华卓精科、韩国DIT等客户供应体系。

茂莱光学：国内领先精密光学解决方案供应商，公司产品是光刻机的重要光学部件，覆盖深紫外DUV、可见光到远红外全谱段。光学透镜已经在给上海微电子供货

晶方科技：国内领军专业封测厂商，核心技术为晶圆级光学元件技术。公司通过子公司收购ASML的核心供应商之一Anteryon，从而布局光刻机相关业务。

清溢光电：公司生产应用于平板显示、半导体芯片等行业的掩膜版。

路维光电：国内稀缺的可覆盖G2.5-G11全世代掩膜版生产能力的供应商。

芯碁微装：国内直写光刻设备领军企业，公司深耕泛半导体直写光刻设备。

福光股份：主要产品为光学镜头、光学元器件、光电仪器、光学电子产品等，公司特种光学镜头及光电系统广泛应用于光刻机等高端装备。

腾景科技：专业从事各类精密光学元件、光纤器件研发、生产和销售，公司在研的部分光学器件及模组可应用于光刻机光学系统。

其他：奥普光电，旭光电子，华卓精科，科益虹源等

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