光刻機(jī)行業(yè)：國之重器 路雖遠(yuǎn)行則將至

投資摘要：

光刻機(jī)被譽(yù)為半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠，光刻是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)中最復(fù)雜、關(guān)鍵一環(huán)。光刻機(jī)是芯片制造流程中的核心設(shè)備，其光刻的工藝水平直接決定芯片的制程、性能，被譽(yù)為半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠。光刻是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)中最復(fù)雜、關(guān)鍵步驟，耗時(shí)長、成本高。光刻機(jī)原理類似相機(jī)照相，發(fā)出光通過具有圖形的光罩對涂有光刻膠的薄片曝光，光刻膠見光后發(fā)生性質(zhì)變化，使圖形復(fù)印到薄片上，使薄片具電子線路圖作用。其中分辨率直接決定制程，是最重要的指標(biāo)；套刻精度影響良率；生產(chǎn)效率影響產(chǎn)能及經(jīng)濟(jì)性。

光刻機(jī)可分為直寫光刻機(jī)與掩膜光刻機(jī)，市場主流有i-Iine、KrF、ArF、ArFi、EUV 五大類。掩膜光刻機(jī)由光源發(fā)出光束，經(jīng)掩膜板在感光材料上成像，又可分為接近、接觸式及投影式，投影式為主流，還可分為UV、DUV、EUV。直寫式光刻機(jī)用計(jì)算機(jī)控制光束投影至涂感光材料的基材上，無掩膜進(jìn)行曝光，又可分為光學(xué)直寫、帶電粒子直寫。直寫光刻機(jī)在半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域窄，體量小，是掩膜光刻機(jī)的補(bǔ)充。市場主流光刻機(jī)有i-Iine、KrF、ArF、ArFi、EUV 五大類。

光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游所需零件設(shè)備眾多復(fù)雜，下游半導(dǎo)體市場驅(qū)動行業(yè)發(fā)展。零件、組件和設(shè)備為上游供應(yīng)。下游市場主要為半導(dǎo)體市場，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)張，使光刻機(jī)需求穩(wěn)步增長。受益于晶圓需求增長、服務(wù)器云計(jì)算與5G 基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展，全球光刻機(jī)市場規(guī)模平穩(wěn)增長， 2023 年全球光刻機(jī)市場規(guī)模增至271.3 億美元，預(yù)計(jì)2024 年達(dá)295.7 億美元。2022年全球光刻機(jī)銷售結(jié)構(gòu)以中、低端KrF、i -Iine 為主，占比約71.5%，高端ArFi、ArF 和超高端EUV 占比較小，分別為15.4%、5.8%和7.3%。

從全球光刻機(jī)競爭格局看，光刻機(jī)市場由國外企業(yè)主導(dǎo)。ASML 占絕對霸主地位，2022 年市場份額占比82.1%，Canon 占比10.2%，Nikon 占比7.7%，上海微電子為國內(nèi)唯一巨頭。超高端光刻機(jī)EUV 領(lǐng)域ASML 獨(dú)占鰲頭，高端光刻機(jī)ArFi 和ArF 領(lǐng)域也主要由ASML 占領(lǐng)；Canon 主要集中在i-Iine 領(lǐng)域；Nikon 除EUV 外均有涉及。2022 年光刻機(jī)國產(chǎn)化率僅2.5%，上海微電子為國內(nèi)唯一巨頭。

復(fù)盤海外龍頭ASML 成長之路：四十載砥礪前行，成就全球光刻機(jī)龍頭。1980 年代ASML 初出茅廬，與知名透鏡制造商卡爾蔡司建立合作。1990 年代，ASML 推出PAS 5500，使ASML 名聲大噪。2000 年代，雙工作臺、浸沒式光刻技術(shù)助力ASML成為行業(yè)絕對的龍頭。2010 年代，ASML 第一臺EUV 光刻機(jī)問世，收購業(yè)內(nèi)一眾領(lǐng)先廠商。2020 年代，ASML 將EUV 光刻機(jī)推進(jìn)至High NA 時(shí)代。

ASML 光刻機(jī)產(chǎn)品全面豐富，浸入式行業(yè)領(lǐng)先，EUV 為其獨(dú)有。ASML 擁有EUV、DUV 兩大光刻系統(tǒng)，DUV 包括浸入式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)，EUV 包括EXE、NXE。ASML 浸入式在生產(chǎn)力、成像和覆蓋性能方面處行業(yè)領(lǐng)先，適用最先進(jìn)邏輯和內(nèi)存芯片的大批量生產(chǎn)。 EUV 技術(shù)為其獨(dú)有。得益于NXE 和DUV 浸入式系統(tǒng)量價(jià)齊升，2023 年ASML 實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入275.59億歐元，凈利潤78.39 億歐元。預(yù)測將于2025 年實(shí)現(xiàn)約300 億歐元至400 億歐元的年銷售額，毛利率約為54%至56%。

ASML 通過不斷研發(fā)投入、技術(shù)創(chuàng)新，通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游收購不斷拓寬護(hù)城河。2023 年ASML 研發(fā)投入39.81 億歐元，同比增長22.35%，以支持其牢牢占據(jù)高端市場；同時(shí)其注重產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)，在上游進(jìn)行有針對性的收購或股權(quán)投資，與下游客戶建立密切合作關(guān)系；并與客戶、供應(yīng)商、研究合作伙伴、同行共建創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)；使其龍頭地位不斷鞏固。

海外龍頭企業(yè)發(fā)展歷程對于國內(nèi)光刻機(jī)企業(yè)發(fā)展的啟示：1）持續(xù)高水平研發(fā)投入，堅(jiān)持創(chuàng)新。打破國內(nèi)外光刻機(jī)巨頭的技術(shù)壁壘，需要持續(xù)高水平投入研發(fā)資金，堅(jiān)持產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新。2）重視產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，深度綁定上下游，構(gòu)建利益共同體。可以采取并購或合作的方法綁定上下游企業(yè)，構(gòu)建企業(yè)生態(tài)圈，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)。

政策大力支持，國產(chǎn)光刻機(jī)行業(yè)初露鋒芒。1）上海微電子：國產(chǎn)光刻機(jī)唯一巨頭，SSX600 系列光刻機(jī)較具代表性。 2）炬光科技：深耕激光元器件，激光雷達(dá)、泛半導(dǎo)體、醫(yī)療健康多產(chǎn)業(yè)布局。 3）茂來光學(xué)：領(lǐng)軍國內(nèi)工業(yè)級精密光學(xué)，實(shí)現(xiàn)九項(xiàng)核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，公司光刻機(jī)曝光物鏡超精密光學(xué)元件加工技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。4）福晶科技：全球光學(xué)晶體龍頭，“晶  投資摘要：

光刻機(jī)被譽(yù)為半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠，光刻是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)中最復(fù)雜、關(guān)鍵一環(huán)。光刻機(jī)是芯片制造流程中的核心設(shè)備，其光刻的工藝水平直接決定芯片的制程、性能，被譽(yù)為半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠。光刻是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)中最復(fù)雜、關(guān)鍵步驟，耗時(shí)長、成本高。光刻機(jī)原理類似相機(jī)照相，發(fā)出光通過具有圖形的光罩對涂有光刻膠的薄片曝光，光刻膠見光后發(fā)生性質(zhì)變化，使圖形復(fù)印到薄片上，使薄片具電子線路圖作用。其中分辨率直接決定制程，是最重要的指標(biāo)；套刻精度影響良率；生產(chǎn)效率影響產(chǎn)能及經(jīng)濟(jì)性。

光刻機(jī)可分為直寫光刻機(jī)與掩膜光刻機(jī)，市場主流有i-Iine、KrF、ArF、ArFi、EUV 五大類。掩膜光刻機(jī)由光源發(fā)出光束，經(jīng)掩膜板在感光材料上成像，又可分為接近、接觸式及投影式，投影式為主流，還可分為UV、DUV、EUV。直寫式光刻機(jī)用計(jì)算機(jī)控制光束投影至涂感光材料的基材上，無掩膜進(jìn)行曝光，又可分為光學(xué)直寫、帶電粒子直寫。直寫光刻機(jī)在半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域窄，體量小，是掩膜光刻機(jī)的補(bǔ)充。市場主流光刻機(jī)有i-Iine、KrF、ArF、ArFi、EUV 五大類。

光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游所需零件設(shè)備眾多復(fù)雜，下游半導(dǎo)體市場驅(qū)動行業(yè)發(fā)展。零件、組件和設(shè)備為上游供應(yīng)。下游市場主要為半導(dǎo)體市場，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)張，使光刻機(jī)需求穩(wěn)步增長。受益于晶圓需求增長、服務(wù)器云計(jì)算與5G 基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展，全球光刻機(jī)市場規(guī)模平穩(wěn)增長， 2023 年全球光刻機(jī)市場規(guī)模增至271.3 億美元，預(yù)計(jì)2024 年達(dá)295.7 億美元。2022年全球光刻機(jī)銷售結(jié)構(gòu)以中、低端KrF、i -Iine 為主，占比約71.5%，高端ArFi、ArF 和超高端EUV 占比較小，分別為15.4%、5.8%和7.3%。

從全球光刻機(jī)競爭格局看，光刻機(jī)市場由國外企業(yè)主導(dǎo)。ASML 占絕對霸主地位，2022 年市場份額占比82.1%，Canon 占比10.2%，Nikon 占比7.7%，上海微電子為國內(nèi)唯一巨頭。超高端光刻機(jī)EUV 領(lǐng)域ASML 獨(dú)占鰲頭，高端光刻機(jī)ArFi 和ArF 領(lǐng)域也主要由ASML 占領(lǐng)；Canon 主要集中在i-Iine 領(lǐng)域；Nikon 除EUV 外均有涉及。2022 年光刻機(jī)國產(chǎn)化率僅2.5%，上海微電子為國內(nèi)唯一巨頭。

復(fù)盤海外龍頭ASML 成長之路：四十載砥礪前行，成就全球光刻機(jī)龍頭。1980 年代ASML 初出茅廬，與知名透鏡制造商卡爾蔡司建立合作。1990 年代，ASML 推出PAS 5500，使ASML 名聲大噪。2000 年代，雙工作臺、浸沒式光刻技術(shù)助力ASML成為行業(yè)絕對的龍頭。2010 年代，ASML 第一臺EUV 光刻機(jī)問世，收購業(yè)內(nèi)一眾領(lǐng)先廠商。2020 年代，ASML 將EUV 光刻機(jī)推進(jìn)至High NA 時(shí)代。

ASML 光刻機(jī)產(chǎn)品全面豐富，浸入式行業(yè)領(lǐng)先，EUV 為其獨(dú)有。ASML 擁有EUV、DUV 兩大光刻系統(tǒng)，DUV 包括浸入式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)，EUV 包括EXE、NXE。ASML 浸入式在生產(chǎn)力、成像和覆蓋性能方面處行業(yè)領(lǐng)先，適用最先進(jìn)邏輯和內(nèi)存芯片的大批量生產(chǎn)。 EUV 技術(shù)為其獨(dú)有。得益于NXE 和DUV 浸入式系統(tǒng)量價(jià)齊升，2023 年ASML 實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入275.59億歐元，凈利潤78.39 億歐元。預(yù)測將于2025 年實(shí)現(xiàn)約300 億歐元至400 億歐元的年銷售額，毛利率約為54%至56%。

ASML 通過不斷研發(fā)投入、技術(shù)創(chuàng)新，通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游收購不斷拓寬護(hù)城河。2023 年ASML 研發(fā)投入39.81 億歐元，同比增長22.35%，以支持其牢牢占據(jù)高端市場；同時(shí)其注重產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)，在上游進(jìn)行有針對性的收購或股權(quán)投資，與下游客戶建立密切合作關(guān)系；并與客戶、供應(yīng)商、研究合作伙伴、同行共建創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)；使其龍頭地位不斷鞏固。

海外龍頭企業(yè)發(fā)展歷程對于國內(nèi)光刻機(jī)企業(yè)發(fā)展的啟示：1）持續(xù)高水平研發(fā)投入，堅(jiān)持創(chuàng)新。打破國內(nèi)外光刻機(jī)巨頭的技術(shù)壁壘，需要持續(xù)高水平投入研發(fā)資金，堅(jiān)持產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新。2）重視產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，深度綁定上下游，構(gòu)建利益共同體?？梢圆扇〔①徎蚝献鞯姆椒ń壎ㄉ舷掠纹髽I(yè)，構(gòu)建企業(yè)生態(tài)圈，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)。

政策大力支持，國產(chǎn)光刻機(jī)行業(yè)初露鋒芒。1）上海微電子：國產(chǎn)光刻機(jī)唯一巨頭，SSX600 系列光刻機(jī)較具代表性。 2）炬光科技：深耕激光元器件，激光雷達(dá)、泛半導(dǎo)體、醫(yī)療健康多產(chǎn)業(yè)布局。 3）茂來光學(xué)：領(lǐng)軍國內(nèi)工業(yè)級精密光學(xué)，實(shí)現(xiàn)九項(xiàng)核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，公司光刻機(jī)曝光物鏡超精密光學(xué)元件加工技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。4）福晶科技：全球光學(xué)晶體龍頭，“晶體+光學(xué)元件+激光器件”一站式服務(wù)。4）波長光電：國內(nèi)激光光學(xué)元件的主要供應(yīng)商，目前，公司已具備提供光刻機(jī)配套的大孔徑光學(xué)鏡頭的能力，公司成功開發(fā)的光刻機(jī)平行光源系統(tǒng)可用于國產(chǎn)光刻機(jī)領(lǐng)域配套。

投資策略：光刻機(jī)是國之重器，也是目前半導(dǎo)體工藝中被“卡脖子”最為嚴(yán)重的半導(dǎo)體設(shè)備之一。基于對國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)政策以及對于國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化趨勢的分析，我們認(rèn)為，國產(chǎn)光刻機(jī)行業(yè)有望通過技術(shù)攻堅(jiān)和上下游協(xié)同的形式實(shí)現(xiàn)彎道超車，關(guān)注上海微電子等相關(guān)公司的客戶突破與產(chǎn)品突破，受益標(biāo)的：福晶科技、茂來光學(xué)、炬光科技、波長光電等。

風(fēng)險(xiǎn)提示：技術(shù)迭代風(fēng)險(xiǎn)、行業(yè)景氣度下行、行業(yè)競爭加劇、中美貿(mào)易摩擦加劇

知前沿，問智研。智研咨詢是中國一流產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，十?dāng)?shù)年持續(xù)深耕產(chǎn)業(yè)研究領(lǐng)域，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。專業(yè)的角度、品質(zhì)化的服務(wù)、敏銳的市場洞察力，專注于提供完善的產(chǎn)業(yè)解決方案，為您的投資決策賦能。

轉(zhuǎn)自東興證券股份有限公司 研究員：劉航