光刻机是半导体制造业皇冠上的明珠，技术壁垒极高。成熟制程扩产无忧，先进制程有望突破，直接利好上游设备、材料。光刻机自主可控大势所驱。机构看好光刻机上游零部件具备投资价值。

光刻为IC制造核心工艺，光刻技术的演进成就了摩尔定律、

光刻工艺占IC制造1/2的时间+1/3的成本，在瑞利公式，人类在缩短波长，增大数值孔径NA，降低工艺因子三个方面展开探索，目前已实现13.5nm波长与达物理极限的，正在向0.55NAEUV迈步。为了实现进一步制程微缩，业界多采用多重曝光工艺，但对光刻机的套刻精度、图形畸变、稳定性有更高的要求。10nm及以下时，ArFi+多重曝光的复杂度急剧上升，经济性下降，EUV的出现使摩尔定律得以延续。

光刻机由三大核心系统，数万个零件组成，是产业链各环节顶尖公司通力合作的成果

光源方面，DUV采用准分子激光器，技术掌握在Cymer和Gigaphoton手中，国内科益虹源打破垄断；EUV光源是通过高功率CO2激光器轰击Sn滴而来，高功率激光器为核心组件。

光学系统是光刻机分辨率成像的保证，由照明系统和物镜系统构成，照明系统优化成像过程，实现分辨率增强；投影物镜系统将掩模图形聚焦成像，ZEISS为ASML关键光学元件独供商，国内技术水平仍有较大差距。双工件台系统有效提高了光刻精度与效率，国内华卓精科和清华大学团队走在前列。

光刻重要性愈显，国内亟待0→1的突破

半导体行业十年翻倍，晶圆厂积极扩产，叠加芯片性能升级，光刻强度上升，预计5nm逻辑芯片的光刻支出占比达35%，光刻工艺的重要性愈发凸显，市场规模快速增长，预计2024年有望达230亿美元，ASML在高端市场一枝独秀。2022年中国大陆光刻机进口约40亿美元，主要从日本、荷兰进口，出口管制下光刻机存在断供隐忧，自主可控势在必行。依托举国之力，汇聚各科研院之所长，目前已有阶段性成果陆续落地。光刻机产业化渐近，零部件投资先行，我们测算国内零部件市场空间约150亿元，市场空间大、技术关键性强。

光刻机是光刻工艺的核心设备，是精密光学、精密运动学、高精度微环境控制、算法、微电子等先进技术的集大成者。光刻机的四大核心模组分别为光源模组、照明光学模组、光罩模组和晶圆模组。其中噪光系统、物镜、工件台等成本占比较高。伴随荷兰、日本、美国加大半导体设备出口限制，光刻机、光刻机光学零部件国产替代意义重大。估算中国光刻机光学部件市场达5亿美元，尽管目前蔡司在收入规模、研发投入、技术水平遥遥领先，但是中国光刻机设备崛起一定需要中国的“蔡司”。

光刻机：千亿市场ASML、佳能、尼康三分天下，国内厂商任重道远

高端光刻机市场ASML一家独大、国产光刻机曙光初显。根据SEMI数据测算，2022年全球集成电路用光刻机市场规模约180亿美元，中国大陆光刻机市场约30亿美元。从ASML、Canon、Nikon三家头部光刻机厂商出货机台数来看，ASML一家垄断高端EUV市场，在浸没式DUV设备（ArFi)、ArF光源DUV设备分别占95%、87%。2022年全球前三大光刻机厂商出货量达到551台，同增15%；市场规模达196亿美元，同增26%。从销售金额来看，ASML、佳能、尼康市占率为82%、10%、8%。四种主流i-line、KrF、ArF、EUV光刻机中，EUV光刻机技术最先进、可用于10nm以下的先进制程，ASML在EUV光刻机市场为绝对垄断。

预计2022年中国光刻机市场规模达27亿美元，伴随荷兰、日本、美国加大半导体设备出口限制，光刻机国产化意义重大。国产光刻机的主要企业为上海微电子，其自主研发的600系列光刻机突破了外国光刻机卡脖子，可批量生产90nm工艺的芯片。早于“十二五期间”国家启动02专项，重点进行45-22nm关键制造装备攻关等项目。

成熟制程扩产无忧，先进制程有望突破，直接利好上游设备、材料

台积电第一代7nm工艺N7是基于NXT:1980i+多重曝光（SADP/SAQP）实现的。光刻机性能的三大核心指标分别是分辨率（CD）、套刻精度（overlay）、和产率（throngput，wph）。ASML最新推出的先进浸没式DUV NXT:2100i，单次曝光的分辨率与1980Di保持一致，但套刻精度较1980Di有明显的提升，DCO（单设备套刻精度）从1.6nm提升至0.8nm，MMO（混合套刻精度）从2.5nm提升至1.3nm，产率从275wph提升至295wph。整体而言，更有利于实现多重曝光，且效率更高，且2100i尤其适用于DRAM制造。我们认为，光刻机是目前国内最“卡脖子”的关键环节之一，本次延长先进光刻机出货，国内成熟晶圆厂可以顺利扩产，且先进制程突破可期；叠加近期华为Mate60的王者回归，也提振了板块的投资信心，建议积极布局半导体设备&材料环节。

从长期看，光刻机自主可控仍为大势

尽管荷兰光刻机制裁的情况好于预期，但明年后，高端光刻机将断供；且据此前彭博社报道，ASML未来被限制为受控设备进行维护、修理和提供备件的隐忧仍在。在此情况下，无论是整机自研配套零部件，或是备件更换都会更多依赖国内零部件供应商。且光刻机零部件成本占比高、市场空间大，2022年ASML设备收入154亿欧元，产品相关的供应链支出86亿欧元，超过5成。从长期看，光刻机上游零部件依旧具备投资价值。

（来源：国金证券、中航证券）

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