上的图形曝光至预涂了光刻胶的晶圆表面上。光刻胶(正胶)受到照射的部分,将发生化学变化,从而易溶于显影液。
光刻机是芯片制造的支柱设备,大体上分为准直透镜系统(EUV除外)、掩膜板对准系统、曝光系统等。光刻机设备的核心零部件包括光源、镜头以及精密结构等。
ASML典型的沉浸式步进扫描光刻机工作原理:首先是激光器发光,经过矫正、能量控制器、光束成型装置等之后进入光掩膜台,上面放的就设计企业做好的光掩膜,之后经过物镜投射到曝光台。
(1)降低波长λ;(2)提高镜头的数值孔径NA;(3)降低综合因素k1。
光刻机在1985年之前,以g线年以后,出现少量i线年慢慢的出现DUV光刻机;踏入21世纪,193nm的深紫外线nm的EUV在近十年兴起,应用于先进制程。
利用ArF的193nm光源从1990年出现,然而在进一步推进更短波长的157nm受到技术阻碍,镜片和光刻胶都要重新研制,因此当时成本更低的浸入式193nm技术通过改良的方案成为了主流。
在水中193nm的光波长这射程134nm,通过不断的提高NA的方法,并重复曝光,一直用到了7m。
根据ASML的技术路径图,EUV在逻辑领域的7nm、DRAM领域的1Z开始使用。
在光刻机曝光下,光刻胶(未)被曝光的部分将溶于显影液,以此来实现将图形从掩膜板转移至光刻胶,并在后续的刻蚀环节将图形进一步转移至薄膜。
正性光刻胶形成的图形与掩膜版(光罩)相同,负性光刻胶显影时形成的图形与掩膜版相反。根据感光树脂的化学结构,光刻胶可分为光聚合型,光分解型和光交联型。
2020年全球半导体设备市场规模创700亿美元新高,大陆首次占比全球第一。
根据SEMI,2020年半导体设备销售额712亿美元,同比增长19%,全年销售额创历史新高。
大陆设备市场在2013年之前占全球比重为10%以内,2014~2017年提升至 10~20%,2018年之后保持在20%以上,份额呈逐年上行趋势。
2020年,国内晶圆厂投建、半导体行业加大投入,大陆半导体设备市场规模首次在市场全球排首位,达到181亿美元,同比增长35.1%,占比26.2%。
2021~2022年,存储需求复苏,韩国预计将领跑全球,但大陆设备市场规模有望保持较高比重。
根据SEMI数据,从长周期而言半导体行业复合增速约10%,半导体设备行业复合增速约13%,半导体设备行业增长弹性高于半导体行业。
2020年,全球光刻机市场约135亿美元,占全球半导体制造设备市场21%。
光刻机市场一直以来在全球设备市场中的比重都较高,具有较高技术难度,并且单台设备价值量也较高,属于半导体制造设备的“皇冠”。
根据ASML、Nikon、Canon三家光刻机财报数据统计,近两年全球光刻机每年出货量大约在 300~400台之间,整体均价约0.3亿美元。
近几年EUV出货量在逐步增长,全球仅ASML具备供应能力,每年出货30~50台,均价超过1 亿美元。
从历史需求端来看,全球 90%以上的EUV光刻机由TSMC、Samsung、Intel三家采购,其他诸如代工厂GobalFoundries、存储厂海力士、美光每年最多采购 1 台光刻机。
从光刻机格局来看,2020年ASML占据全球光刻机市场84%的市场空间,Nikon约7%,Canon约5%。
ASML具有高度的垄断地位,并且由于EUV跨越式的升级进步,ASML在技术上的领先性更加明显。
截止2021-07,长江存储累计公开中标了16台光刻机,其中 ASML 供应13台,包括3台浸没式光刻机、1台 ArF_Dry光刻机、8台 248nm的 KrF光刻机以及 1 台 365nm的 i 线光刻机;Canon 供应3台 i 线光刻机。
截止 2021-07,华虹无锡累计公开中标了16台光刻机,其中ASML供应15台,包括1台浸没式光刻机、1台 ArF_Dry光刻机、8 台248nm的KrF光刻机以及5台365nm的 i 线光刻机;Canon 供应1台ArF_Dry光刻机。
截止2021-07,华力Fab6累计公开中标了14台光刻机,全部由ASML供应,包括5台浸没式光刻机、7台248nm的KrF光刻机以及2台365nm的 i 线光刻机。
ASML在2020年营业收入140亿美元, 其中75%的收入来自于销售设备,25%的收入来自于服务。
公司综合毛利率52%,营业利润率35%,净利率32%。全年平均ROE约27%。
公司研发投入22亿美元,占比约16%。ASML保持高强度研发投入,并且服务收入占比逐步的提升,巩固垄断地位。
从公司 BB 值角度,2019年至今新增订单需求合计约278亿欧元,已经销售金额合计约224 亿欧元,相当于累计在手未销售订单超过50亿欧元。
2020Q4 公司单季度 BB 值为1.33,2021Q1 公司单季度 BB 值为1.51,季度之间虽然存在波动,但能判断目前公司光刻机供不应求,整体处于产能紧张、在手订单积压的状况。
林本坚离职 IBM 加盟 TSMC,2002年研制出浸润 式技术,2004年ASML与TSMC共同开发第一台浸润式设备,5年内获得90%市场。
Intel 联合美国顶级机构成立 EUV LLC,日本 Nikon 被排斥在外,EUV 技术为 ASML 后续垄断市场埋下种子。
EUV核心技术集中在三大领域,顶级的光源(激光系统)、高精度的镜头(物镜系统)、精密仪器制造技术(工作台)。
2016年,ASML以10亿欧元收购蔡司子公司卡尔蔡司SMT 24.9%股权,该协议主要目标是开发EUV光刻系统。
2012年8月,TSMC 入股5%股权,承诺5年投入2.76亿欧元支持研发。
上海微电子装备(集团)股份有限公司主要致力于半导体装备、泛半导体装备、高端智能装备的开发、设计、制造、销售及技术服务。
2013年公司国产首台用于2.5代AM-OLED TFT电路制造的光刻机成功交付用户。
公司建立了产品研究开发过程的技术创新以及知识产权保护的制度程序与管理组织体系,并于2015年通过GB/T29490-2013国家知识产权管理体系审核认证,体系涵盖了产品的预研、设计、制造以及市场投放等全过程。
SSX600系列步进扫描投影光刻机采用四倍缩小倍率的投影物镜、工艺自适应调焦调平技术,以及高速高精的自减振六自由度工件台掩模台技术,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。该设备可用于8寸线寸线的大规模工业生产。
全球贸易纷争存在不确定性,尤其是科技领域竞争非常激烈,导致科技产业链具有不稳定性;