光刻机是半导体制造过程中价值和技术壁垒最高的设备之一。全球光刻机市场规模超过230亿美元，ASML绝对领先，国内市场规模超过200亿元，但国产化率仅为2.5%。目前半导体制造工艺节点缩小到5nm及以下，曝光波长逐渐缩短到13.5nm，光刻技术逐渐完善成熟，但国内光刻机仍明显落后于ASML。与此同时，美国追捕并拦截了中国先进的工艺设备和技术，光刻机处于核心“卡颈”状态。在产业本土化的趋势下，制造环节是第一位的。我们认为，国内高端光刻机的发展有望得到推动，光刻机和半导体设备产业链有望同步受益。
光刻机：半导体制造过程中价值、技术壁垒和时间比例最高的设备之一。指甲大小的芯片可由数百亿晶体管组成，制造工艺难度和精细度要求极高。芯片制造过程多层叠加，数百亿晶体管由金属线连接，实现了芯片的功能。半导体设备是芯片制造的核心，包括晶圆制造和包装测试，其中光刻工艺是半导体制造的重要步骤之一，其成本约为整个硅片制造工艺的1/3，约占整个硅片工艺的40%～60%。光刻是半导体制造的重要步骤之一。本质上，光源将附着的临时电路结构转移到硅片表面的光敏膜上，然后通过一系列处理形成特定的电路结构。在芯片制造过程中，光刻机是决定工艺流程的关键设备，光刻机分辨率越高，工艺流程越先进。
市场概况:全球光刻机市场规模超过230亿美元，ASML绝对领先，上海微在国内实现零突破。2021/22年，全球半导体设备市场规模超过1000亿美元，其中晶圆制造中的光刻设备是关键工艺设备，其设备价值占晶圆厂单条生产线成本的最高比例。根据Gartner的预测，2022年全球晶圆制造设备市场中的光刻设备占21.3%，全球半导体光刻设备市场规模约为231亿美元。全球：2022年全球光刻机年销量约为500台，主要市场为ASML、Canon、Nikon垄断，其中高端光刻机ASML绝对领先。国内:根据长江存储、华力集成、华虹无锡2015-2022年的招标数据，光刻设备共公开采购157台，总体国产化率为2.5%。其中，荷兰阿斯麦中标95台，占60.5%；佳能和日本尼康分别中标35/11台，分别占22.3%/7.0%。目前，国内上海微电子光刻机已实现国产替代，共中标3台，占1.9%。未来需要继续突破，实现高端国产替代。
技术发展：工艺节点不断缩小到5nm及以下，曝光波长逐渐缩小到13.5nm，光刻技术逐步完善成熟。自20世纪60年代光刻机推出以来，光刻技术经历了从接触/接近光刻、光学投影光刻、步进重复光刻、扫描光刻、浸没式光刻到EUV光刻的发展过程。光刻设备的系统越来越复杂，范围也在扩大。根据北京集电DRAM项目的环评报告，我们计算了光刻机在芯片生产过程中的分层使用情况。先进的工艺生产线对传统型号的需求仍然很高。此外，在未来的技术方面，没有掩模光刻、NIL压印或替代路径，但技术发展仍存在较高的不确定性。
技术壁垒：光刻分辨率决定工艺范围，多曝光技术拓展工艺边界。光刻分辨率是光刻工艺的关键指标（CD）、套刻精度（Overlay）产能决定了产品的定位和应用场景。回顾中国半导体设备的发展历史，“起步早，门类齐全，发展曲折”（ArFi、国内厂商正在努力追赶EUV技术的差距。我们认为，我国先进光刻技术的发展有两条路线：一条是迭代浸没式DUV光刻机，实现多种曝光功能，另一条是EUV光刻技术的长期布局。
光刻机产业链：成千上万的零部件，成千上万的供应商，全球合作建设高端设备。半导体工艺越先进，光刻设备就越精确、复杂，包括高频激光光源、光掩模对位精度、设备稳定性等，汇集了许多领域的前沿技术。光刻机的技术要求很高。ASML光刻机包含10万个部件，主要部件包括测量台和曝光台、激光器、光束矫正器、能量控制器等11个模块。目前，以上海微电子为首的光刻机产业链已初具规模，整个产业链发展迅速。除整机集成外，还包括光源、物镜及照明系统、双工件台、浸没系统等关键部件，与显影涂胶及测量测试的配套设备正在快速增长。
风险因素：政策支持低于预期，先进技术创新低于预期，国际工业环境变化和贸易摩擦加剧风险，技术路线创新，下游需求波动等。
投资策略：
我们认为，国内对光刻机产业链的投资和支持不断增加，预计将促进国内高端光刻机的发展，半导体设备产业链预计将同时受益。我们认为，未来，如果DUV和EUV设备逐步实现国产化突破，28nm和14nm生产线有能力逐步实现国产化替代，预计将迎来新一轮半导体扩张周期。半导体制造、设备、零部件自主更换的相关公司，特别是与光刻工艺相关的设备和零部件制造商，包括芯源微、茂莱光学、奥普光电、福晶科技、聚光科技、腾景科技、富创精密、旭光电子等。
资料来源：中信证券
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