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光刻机市场在全球设备市场中的比重较高，具有极高的技术壁垒，且单台设备价值量也较高，被誉为半导体制造设备的“皇冠”。

根据ASML的数据，2020年以来光刻机的销售额与销量稳定增长，2022年光刻机全球销量已达到510台，预计2023年该数据将持续增长至564台。根据Gartner数据，2022年光刻机市场规模198亿美元，占晶圆生产设备总市场的21%。#光刻机##光刻胶##半导体##华为##芯片#

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光刻机行业概览

光刻工艺的费用约占芯片制造成本的1/3左右，耗费时间占比约为40-50%。

光刻工艺所需的光刻机很大程度上决定了集成电路的发展水平。

1955年，贝尔实验室开始采用光刻技术，1961年，GCA公司制造出第一台接触式光刻机。

2000年，ASML推出双工件台光刻机，2003年ASML推出浸没式光刻机，至此ASML一举超越其他厂商，后来者居上。

2013年，ASML推出第一台EUV量产产品，进一步加强行业垄断地位。

光刻工艺流程图：

光刻机可分为前道光刻机和后道光刻机。

前道光刻机用于芯片的制造，曝光工艺极其复杂，后道光刻机主要用于封装测试，实现高性能的先进封装，技术难度相对较小。

光刻机在1985年之前以g线（436nm）为主，1985年以后，出现少量i线（365nm）光刻机；1990年开始出现DUV光刻机；踏入21世纪，193nm的深紫外线开始使用。

随着半导体技术的更新，以及光源、曝光方式不断改进，光刻机历经5次迭代，逐渐发展为近十年间兴起的EUV光刻机。

目前行业内使用最多的是第四代浸没式光刻机，最高制程可达7nm。

7nm节点出现两条技术路径：浸没式ArF光刻+SAQP（自对准四重图案化）或EUV单次图案化。其中前者被Intel10nm和台积电初代7nm采用，后者被台积电第二代7nm采用。

在7nm之后，四重以上图案化的工艺实现变得非常困难，芯片厂商必须使用最顶级的EUV光刻机。

预计2024年ASML将推出高数值孔径0.55NA的EUV 光刻机（目前为0.33NA），分辨率将提升至8nm，可以对更高制程工艺提供支持。

目前全球光刻机销量仍以中低端产品(KrF、i-Line)为主，合计达264台，占比约72%；其次分别为ArFimmersio、Arfdry、EUV，占比分别为15%、6%及7%。

全球光刻机销量结构：

资料来源：ASML

EUV光刻机是全球光刻机的重要发展方向之一，其价格远高于其他种类的光刻机。

目前ASML正在研发High-NA EUV光刻机，制程可达2nm、1.8nm，预计2025年量产。

资料来源：ASML

光刻机核心零部件梳理

光刻机企业往往具备高外采率、与供应商共同研发的特点，而其下游应用主要包括芯片制造、功率器件制造、芯片封装等。

光刻机涉及的内部零件种类众多，其供应商遍布全球，核心零部件来自德国和美国。

代表光刻机最高端技术的EUV光刻机里面有10万多个零部件，全球超过5000家供应商。

整个光刻机中，荷兰腔体和英国真空占32%，美国光源占27%，德国光学系统占14%，日本的材料占27%。

一台光刻机主要由以下系统组成：

光学系统、曝光光源系统、双工作台、浸没系统、微电子系统、计算机系统、精密机械系统和控制系统等。

其中光源、晶圆曝光台、物镜和对准系统的技术门槛较为显著。

来源：《Photolithography technology in electronic fabrication》，中泰证券研究所

光学系统是光刻机的核心，光刻机的最小工艺节点越小，对光学系统的精度要求越高，同时价格更加昂贵，推高了第五代光刻机EUV的造价与售价。

光源是光刻机核心系统之一，光刻机的工艺能力首先取决于其光源的波长。

EUV光刻机技术难点主要是光源功率高。制程突破7nm以下时，需要极紫外光激光（EUVlaser），可达13.5nm极短波长的光源，该光源无法从激光器中产生，须由高能激光轰击金属锡激发的等离子体而产生。

EUV光源系统结构图：

光刻机市场格局

根据Chipinsights的数据，全球光刻机市场主要由荷兰的阿斯麦(ASML)、日本尼康和佳能三家把持，2018-2022年，三大供应商的光刻机营收合计由123亿美元增长至198亿美元，对应CAGR为13%。

2022年该三家厂商ASML、尼康、佳能市场份额占比分别为82.14%、10.2%和7.65%

其中ASML占据绝对霸主地位，尼康跟进中端，佳能深耕低端。在ArF领域，尼康有少量出货，正致力于在ArFIm领域追赶ASML；在低阶的KrF和i-line领域，佳能占据较多份额，并已放弃尖端光刻机研发，专攻低阶市场。

ASML覆盖了干式DUV光刻机、浸没式DUV光刻机及EUV光刻机。

在EUV领域，ASML拥有100%份额，掌握绝对核心技术，是全球唯一一家能够设计和制造EUV极紫外光刻机设备的公司，单台EUV光刻机市场售价超过1亿美元，目前为满产满销状态。

在高端光刻机ArFi和ArFdry领域也主要由ASML占领。

2022年，ASML共交付了40台EUV光刻机，贡献营收70.45亿欧元，平均每台售价1.76亿欧元。此外，还销售 了81台ArFi光刻机、151台KrF光刻机。

ASML收入主要来自EUV与ArFi光刻机：

资料来源：ASML2022Q4业绩展示材料

2022年，ASML共销售40台EUV光刻机:

资料来源：ASML2022Q4业绩展示材料

国内光刻机产业起步较晚，与海外具体差距明显。1977年，清华大学精密仪器系、中科院光电所、中国电子科技集团公司第四十五研究所（简称中电科45所）等先后投入研制光刻机。我国也时隔近十年，研制出了具有一定代表意义的光刻机——接触式光刻机GK-3型半自动光刻机。

上海微电子是大陆光刻机进展最快的厂商，其产品主要采用ArF、KrF和i-line光源，可满足IC前道制造90nm、110nm、280nm关键层和非关键层的光刻工艺需求，28nm设备积极研发推进中，上海微电子自主研发的600系列光刻机已经突破了外国光刻机卡脖子，可批量生产90nm工艺的芯片。

此外，产业链中还有北京华卓精科科技股份有限公司、北京科益虹源光电技术有限公司等。上下游配套厂商还包括华卓精科、福晶科技、国科精密、国望光学、奥谱光电、启尔机电、南大光电、容大感光、华特气体、雅克科技、华润微、菲利华、精测电子、东方晶源、芯源微等，国内光刻机市场正在国家政策的支持下飞速发展。

光刻机产业链以及各环节部分代表厂商：

资料来源：方正证券

另外，2022年前十大专属晶圆代工公司中，中国大陆有三家。分别为中芯国际、华虹集团、晶合集成，排名第四、第五和第九。国内晶圆厂陆续恢复扩产，有望带动半导体设备以及光刻机的需求。

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