半导体设备行业：ASML独领风骚，上微电寻国产光刻星火

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1、目录1光刻机：半导体工业皇冠上的明珠11.1光刻：半导体制造的核心工艺11.2光刻机：光刻工艺的核心设备31.3光刻机市场：上游供给不足，下游需求强劲82全球局势：三分天下，高端市场一家独大92.1ASML：高端光刻机垄断者102.2尼康：发挥面板光刻比较优势142.3佳能：光电为主，光刻为辅163国产化进程：前路漫漫，曙光微现173.1上海微电子：国产光刻机的星星之火17图目录图1：IC制造工艺流程1图2：光刻胶极性与效果示意图1图3：普通光刻技术（正性光刻）1图4：双重图案技术2图5：双重图案技术中的自对准间隔技术2图6：自对准间隔技术的四重图案化3图

2、7：光刻机工作原理图3图8：光刻机价格路线图3图9：光刻机曝光分类4图10：光刻机设备进阶历程5图11：步进扫描投影式光刻机5图12：光刻工艺结构对比简图6图13：局部浸没法示意图6图14：45nm制程下一代光刻技术两种路线6图15：EUV工作原理示意图7图16：ASMLEUV光刻机8图17：光刻机上下游市场产业链及关键企业9图18：2011-2017年全球光刻机出货比例9图19：2011-2017年三大公司各品类累计出货量（单位：台）9图20：2011-2017年光刻机各品类累计出货量来源10图21：2017年光刻机各品类出货量及来源（单位：台）10图2

3、2：ASML产品升级历程10图23：ASML2018Q1按下游市场营收拆分（单位：百万欧元）12图24：ASML2018Q1按产品类型业务拆分12图25：ASML2017年与18Q1分地区营收情况12图26：ASML2013年以来毛利率和净利率12图27：ASML2013年以来营业收入及其增长情况13图28：ASML2013年以来盈利情况13图29：ASML2017Q1-2018Q1设备收入情况13图30：ASML2017Q1-2018Q1设备订单情况13图31：ASML2013年以来研发支出情况14图32：ASML、Nikon和Canon研发支出比较14

4、图33：光刻机上下游市场产业链及关键企业14图34：尼康2018Q3营业收入结构情况（单位：十亿日元）15图35：尼康营业利润结构情况（单位：十亿日元）15图36：尼康FY2008以来光刻设备营收及占比16图37：尼康FY2008以来研发支出情况16图38：光刻机上下游市场产业链及关键企业16图39：佳能FY2008-2017光刻机销售额及其部门占比17图40：佳能FY2016-2018光刻设备销售量构成（单位：台）17图41：上海微电子公司IC前道制造用光刻设备18图42：上海微电子公司IC后道封装用光刻设备18图43：上海微电子公司TFT曝光设备18图

5、44：上海微电子公司LED、MEMS、PowerDevices制造用光刻设备19表目录表1：EUV研发五大难题7表2：公司主要系统型号及其工艺特征11表3：尼康主要光刻设备产品及工艺15表4：上海微电子公司主要设备产品及工艺191光刻机：半导体工业皇冠上的明珠半导体芯片制作分为IC设计、IC制造、IC封测三大环节，光刻作为IC制造的核心环节，其主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上。由于光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平，光刻成为IC制造中最复杂、最关键的工艺步骤，光刻的核心设备——光刻机更是被誉为半导体工业皇冠上的明珠。1.1光刻：半导

6、体制造的核心工艺光刻工艺是指光刻胶在光照作用下，将掩模版上的图形转移到硅片上的技术。光刻的原理起源于印刷技术中的照相制版，是在一个平面上加工形成微图形。在半导体芯片制作过程中，电路设计图首先通过激光写在光掩模版上，然后光源通过掩模版照射到附有光刻胶的硅片表面，引起曝光区域的光刻胶发生化学效应，再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域，使掩模版上的电路图转移到光刻胶上，最后利用刻蚀技术将图形转移到硅片上。图1：IC制造工艺流程图2：光刻胶极性与效果示意图数据来源：百度文库，西南证券整理数据来源：中国产业信息网，西南证券整理光刻根据所采用正胶与负胶之分，划分

7、为正性光刻和负性光刻两种基本工艺。在正性光刻中，正胶的曝光部分结构被破坏，被溶剂洗掉，使得光刻胶上的图形与掩模版上图形相同。相反地，在负性光刻中，负胶的曝光部分会因硬化变得不可溶解，掩模部分则会被溶剂洗掉，使得光刻胶上的图形与掩模版上图形相反。图3：普通光刻技术（正性光刻）数据来源：拉姆研究，西南证券整理为了追求更小的工艺节点，在普通光刻之上已开发出多重图案光刻工艺，用来增加图案密度，最简单的多重图案工艺是双重图案，它将特征密度提高了两倍。最广泛采用的双图案化方案之一是双曝光/双蚀刻（LELE）。该技术将给定的图案分成两个密度较小的部分。通过在光刻工艺中曝

8、光光刻胶，然后蚀刻硬掩模，将第一层图案转移到下面的硬掩模上。然后将