电子行业研究：光刻机：自主可控最核心环节，产业迎来黄金加速期

敬请参阅最后一页特别声明 1 投资逻辑  光刻机是晶圆制造最核心设备之一，技术难度最高且当前国产化率最低。在半导体制造领域，光刻机是延续摩尔定律的核心装备。当前最高端的产品为 ASML 研发的 EUV 光刻机，能支持 7nm 甚至更先进工艺，是延续摩尔定律的核心突破，正推动半导体产业持续迭代。全球光刻机市场呈现出明显的寡头垄断格局。ASML、Nikon 和 Canon三家公司长期占据全球光刻机市场的主导地位。其中，ASML 凭借其在高端光刻机领域的技术优势，2024 年占据了全球光刻机市场 61.2%的份额，特别是在 EUV 光刻机领域，ASML 是全球唯一的供应商。尼康和佳能则主要集中在中低端光刻机领域。中国光刻机需求量较大，但国产化率极低。中国目前是 ASML 光刻机最大的客户，2024 年因晶圆厂扩产景气度及超额备货的因素中国区收入占比爆发增长至41%。海外制裁持续加剧，核心科技受制于人，国产替代势在必行。  光学系统为光刻机最核心部件。光刻机光学部件指直接参与光的传输和处理过程精密零部件。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。其中光学系统主要组成部分为光刻机的物镜系统，一般由 15～20 个直径为 200～300mm 的透镜组成，用以补偿光源通过掩模版照射到附有光刻胶的硅片表面时产生的光学误差，除此之外光学系统还包括反射镜、偏振器、滤光片、光阑等。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。ASML 的光刻机光学部件主要由蔡司供应，且单位光学价值最高的 EUV 光学部件仅有蔡司有供应能力。目前，超精密光学部件国产化虽已实现突破，但与蔡司相差甚远、任重道远。国产的物镜系统已实现了工艺上的突破，如茂莱光学生产的超精密物镜系统用光学器件已实现搭载在 i-line 光刻机上，但其工艺相比蔡司供给 ASML 的 EUV光学物镜系统在面型精度、表面光洁度指标等方便仍有较大差距  光源及双工台同为光刻机核心部件，对光刻机效率起到重要作用。光源是光刻机核心之一，光刻机的工艺能力首先取决于其光源的波长，目前主流的曝光光源波长从 g 线(436nm)、i 线(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)，一直缩减到 EUV(13.5nm)。常见光刻光源包括汞灯（g-line、i-line）、准分子激光（KrF、ArF）和极紫外光（EUV）。双工件台系统是光刻机中承载和移动晶圆的关键子系统。ASML的双工件台系统通过两个完整晶圆台的协同工作，大幅提高了光刻机的产能。工件台的运动速度、精度和稳定性直接影响光刻机的分辨率、套刻精度和产出。  相关供应链企业努力攻坚，国内高端光刻机突破势在必行。攻坚克难正当时，产业进展有望迎来加速期。自 02专项以来，以上海微为代表的光刻机整机公司在部分制程上已取得较为显著的成绩，完成了终端的 0 到 1 突破，在低端环节后续有望迎来产业端放量；在高端整机环节，2024 年工信部发布的《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录》中将国产 KrF 及 ArF 光刻机明确列入，标志着我国在 DUV 光刻机已取得明确进展。 投资建议 建议积极关注产业链部分环节优质标的：汇成真空等。 风险提示 产业进展不及预期、终端需求不及预期、核心生产制造设备管控的风险。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 扫码获取更多服务 内容目录 一、光刻机：晶圆制造最核心设备之一，技术难度最高且当前国产化率最低.............................. 5 1、光刻机是推动半导体产业延续“摩尔定律”发展的基石......................................... 5 2、光刻机市场“三分天下”，高端机台主要被 ASML 垄断.......................................... 7 3、高端机型主要被 ASML 垄断，Nikon 及 Canon 出货主要集中在中低端品类 .......................... 8 4、当前光刻机国产化率低，海外限制加剧背景下的国产替代势在必行.............................. 10 二、光学系统为光刻机最核心部件，蔡司是全球光学部件供应商....................................... 11 1、全球光刻机光学市场规模达 35 亿美元，蔡司一家独大......................................... 11 2、投影物镜国产之路道阻且长，蔡司技术水平遥遥领先.......................................... 13 2.1 DUV 投影物镜之难：四大途径缩小像差，设计、材料、工艺、组装缺一不可 ..................... 13 2.2 EUV 反射系统之难：原子级平整度，仅蔡司有生产能力 ....................................... 14 2.3 超精密光学部件国产化虽已实现突破，但与蔡司相差甚远、任重道远........................... 15 三、光源及双工台同为光刻机核心部件，对光刻机效率起到重要作用................................... 16 1、光源的波长对光刻机的工艺能力起到决定性作用.............................................. 16 1.1 汞灯 ................................................................................... 16 1.2 准分子激光 ............................................................................. 17 1.3 EUV 光源 ............................................................................... 17 2、双工台在光刻机中起到承载和移动晶圆的作用................................................ 17 四、相关供应链企业努力攻坚，国内高端光刻机突破势在必行......................................... 18 1、茂莱光学：多品类光学镜头核心供应商，应用范围广泛........................................ 18 2、汇成真空：真空镀膜设备供应商，客户涵盖业内知名科研院所.................................. 20 3、波长光电：产品覆盖广泛，光学技术储备丰富..........................