光刻机是半导体技术之巅,国产替代空间广阔。在中美博弈加剧,美系厂商对光刻机设备及材料的制裁不断加强的背景下,国内厂商积极布局,推动国产化进程。
技术演进与构成
光刻机技术演进路径清晰,从多重曝光的DUV设备推进至7纳米,再通过EUV设备实现更小线宽。光刻机由多个子系统构成,包括光源系统、光学系统、机械部件、控制系统等,其中光学系统和光源系统技术难度最高。光源系统包括照明系统和投影物镜,目前上市公司多布局物镜及照明系统环节。光学系统涉及照明、投影、物镜等多个核心部件,对精度和纯净度要求极高。机械部件中,工作台技术难度较大,需实现测量和曝光的同步进行。
光源系统
光源系统是光刻机的核心部件之一,光源波长和孔径是关键参数。目前主流光源技术为LPP(激光等离子体)技术,通过高强度激光与板材相互作用产生等离子体,释放超宽光谱辐射。阿斯麦采用双脉冲激发方案,实现高效曝光。光源系统内部包含多个精密部件,如驱动激光光束控制传输模块、真空系统、液滴吸法产生器等,不同厂家在技术细节上存在差异。
光学系统
光学系统是光刻机的最昂贵或最复杂系统之一,由多组镜片构成,镜片数量和大小随制程提升而增加。光学系统可分为光学分系统、机械分系统和控制分系统,其中软件端占比也较大。物镜系统是光学系统的核心,涉及透镜、反射镜、照明器等部件,目前主要由阿斯麦独家供应。国内厂商如华工科技、长光所等在光源研发方面取得进展。
机械部件
机械部件包括工作台、支撑系统、传感器反馈系统等,对精度和稳定性要求极高。工作台需实现纳米级运动精度,采用磁浮平面电机技术。国内厂商如华润金科等在双工作台领域布局,但尚未上市。
市场空间与竞争格局
全球光刻机市场主要由阿斯麦垄断,2024年出货量418台,其中高端EUV、DUV占比高。佳能和尼康主要聚焦低端光刻机市场。国内市场对光刻机需求持续增长,预计2030年曝光次数将大幅提升。国内厂商如上海微电子、中微公司等积极布局,有望实现产业化突破。
产业链公司分析
国内上市公司中,华工科技、长光所、瑞声科技、新科技、福光股份、腾景科技、永新光学等在光刻机产业链不同环节布局,涉及光学系统、光源系统、机械部件等领域。其中,华工科技具备整体光学系统设计能力,长光所专注于光源研发,新科技在晶体领域具有垄断地位。
投资建议
光刻机产业链投资价值高,建议关注能够参与核心环节的公司,如光学系统、光源系统、精密机械部件等。短期来看,受订单和研发进展影响较大,但长期来看,产业链国产化趋势不变,投资机会持续存在。