最新光刻機(jī)行業(yè)分析報(bào)告

目錄目錄一、光刻是芯片生產(chǎn)流程中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的步驟 （一）光刻是IC制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，耗時(shí)長(zhǎng)，成本高 （二）光刻工藝流程詳解 4二、光刻機(jī)：半導(dǎo)體制造業(yè)皇冠上的明珠 （一）光刻機(jī)原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu) （二）光刻機(jī)的發(fā)展本質(zhì)是為了滿足更高性能、更低成本芯片的生產(chǎn)需求 10（三）光刻機(jī)發(fā)展史：光源改進(jìn)工藝創(chuàng)新推動(dòng)光刻機(jī)更新?lián)Q代 11三、全球光刻機(jī)絕對(duì)龍頭 15（一）17年業(yè)績(jī)大幅增長(zhǎng)，EUV光刻機(jī)高價(jià)值充足訂單保障成長(zhǎng)動(dòng)力 15（二）ASML的龍頭之路：開(kāi)放式創(chuàng)新模式下時(shí)代的必然選擇 18四、上海微電子：國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的希望 19五、風(fēng)險(xiǎn)提示 21圖表目錄圖表目錄圖表1 IC芯片制造核心工藝主要設(shè)備全景圖 4圖表2 在硅片表面構(gòu)建半導(dǎo)體器件的過(guò)程 5圖表3 正性光刻與負(fù)性光刻對(duì)比 6圖表4 旋轉(zhuǎn)涂膠步驟 7圖表5 涂膠設(shè)備 7圖表6 光刻原理圖 7圖表7 顯影過(guò)程示意圖 7圖表8 干法（物理、濕法（化學(xué)）刻蝕原理示意圖 8圖表9 光刻機(jī)工作原理圖 10圖表10 晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 11圖表11 按所用光源，光刻機(jī)經(jīng)歷了五代產(chǎn)品的發(fā)展 12圖表12 步進(jìn)式投影示意圖 12圖表13 雙工作臺(tái)光刻機(jī)系統(tǒng)樣機(jī) 13圖表14 浸沒(méi)式光刻機(jī)原理 14圖表15 ASMLTWINSCANNXE:3350B型號(hào)EUV光刻機(jī) 15圖表16 ASML產(chǎn)品變遷史 16圖表17 ASML營(yíng)業(yè)收入（億歐元） 16圖表18 ASML凈利潤(rùn)（億歐元） 16圖表19 ASML下游客戶結(jié)構(gòu)（單位：億歐元） 17圖表20 ASML客戶地區(qū)分布 17圖表21 ASML設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 17圖表22 2017ASML各類(lèi)光刻機(jī)銷(xiāo)售量 17圖表23 ASML成立初期面臨的困境 18圖表24 1995-2016年ASML研發(fā)支出 19圖表25 、Nicon和Canon研發(fā)占比 19圖表26 上海微電子主要設(shè)備產(chǎn)品 20一、光刻是芯片生產(chǎn)流程中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的步驟（一）光刻是IC制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，耗時(shí)長(zhǎng)，成本高半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)主要分為IC設(shè)計(jì)、IC制造、IC封測(cè)三大環(huán)節(jié)。IC設(shè)計(jì)主要根據(jù)芯片的設(shè)IC制造實(shí)IC前的最后工序。圖表1IC芯片制造核心工藝主要設(shè)備全景圖光刻是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)流程中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的工藝步驟，耗時(shí)長(zhǎng)、成本高。半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)在于將電路圖從掩模上轉(zhuǎn)移至硅片上，這一過(guò)程通過(guò)光刻來(lái)實(shí)現(xiàn)，光刻的工藝水平直接決定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生產(chǎn)中需要進(jìn)行20-30次的光刻，耗時(shí)占到IC生產(chǎn)環(huán)節(jié)的50%左右，占芯片生產(chǎn)成本的1/3。（二）光刻工藝流程詳解光刻的原理是在硅片表面覆蓋一層具有高度光敏感性光刻膠，再用光線（一般是紫外光、深紫外光、極紫外光）透過(guò)掩模照射在硅片表面，被光線照射到的光刻膠會(huì)發(fā)生反應(yīng)。此后用特定溶劑洗去被照射/未被照射的光刻膠，就實(shí)現(xiàn)了電路圖從掩模到硅片的轉(zhuǎn)移。光刻完成后對(duì)沒(méi)有光刻膠保護(hù)的硅片部分進(jìn)行刻蝕，最后洗去剩余光刻膠，就實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體器件在硅片表面的構(gòu)建過(guò)程。光刻分為正性光刻和負(fù)性光刻兩種基本工藝該部分硅片不會(huì)在后續(xù)流程中被腐蝕掉，負(fù)性光刻光刻膠上的圖形與掩模版上圖形相反。正性光刻與負(fù)性光刻相反，曝光部分的光刻膠會(huì)被破壞從而被溶劑洗掉，該部分的硅片沒(méi)有光刻膠保護(hù)會(huì)被腐蝕掉，正性光刻光刻膠上的圖形與掩模版上圖形相同。圖表2在硅片表面構(gòu)建半導(dǎo)體器件的過(guò)程圖表3正性光刻與負(fù)性光刻對(duì)比氣相成底膜硅片在清洗、烘培后首先通過(guò)浸泡、噴霧或化學(xué)氣相沉積（CVD）等工藝用六甲基二胺烷成底膜，底膜使硅片表面疏離水分子，同時(shí)增強(qiáng)對(duì)光刻膠的結(jié)合力。底膜的本質(zhì)是作為硅片和光刻膠的連接劑，與這些材料具有化學(xué)相容性。旋轉(zhuǎn)涂膠形成底膜后，要在硅片表面均勻覆蓋光刻膠。此時(shí)硅片被放置在真空吸盤(pán)上，吸盤(pán)底部與轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)相連。當(dāng)硅片靜止或旋轉(zhuǎn)的非常緩慢時(shí)，光刻膠被分滴在硅片上。隨后加速硅片旋轉(zhuǎn)到一定的轉(zhuǎn)速，光刻膠借助離心作用伸展到整個(gè)硅片表面，并持續(xù)旋轉(zhuǎn)甩去多余的光刻膠，在硅片上得到均勻的光刻膠膠膜覆蓋層，旋轉(zhuǎn)一直到溶劑揮發(fā)，光刻膠膜幾乎干燥后停止。圖表4旋轉(zhuǎn)涂膠步驟 圖表5涂膠設(shè)備 軟烘涂完光刻膠后，需對(duì)硅片進(jìn)行軟烘，除去光刻膠中殘余的溶劑，提高光刻膠的粘附性和均勻性。未經(jīng)軟烘的光刻膠易發(fā)粘并受顆粒污染，粘附力會(huì)不足，還會(huì)因溶劑含量過(guò)高導(dǎo)致顯影時(shí)存在溶解差異，難以區(qū)分曝光和未曝光的光刻膠。曝光曝光過(guò)程是在硅片表面和石英掩模對(duì)準(zhǔn)并聚焦后，使用紫外光照射，未受掩模遮擋部分的光刻膠發(fā)生曝光反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電路圖從掩模到硅片上的轉(zhuǎn)移。顯影使用化學(xué)顯影液溶解由曝光造成的光刻膠可溶解區(qū)域，使可見(jiàn)圖形出現(xiàn)在硅片上，并區(qū)分需要刻蝕的區(qū)域和受光刻膠保護(hù)的區(qū)域。顯影完成后通過(guò)旋轉(zhuǎn)甩掉多余顯影液，并用高純水清洗后甩干。圖表6光刻原理圖 圖表7顯影過(guò)程示意圖 堅(jiān)膜顯影后的熱烘叫做堅(jiān)膜烘培，溫度比軟烘更高，目的是蒸發(fā)掉剩余的溶劑使光刻膠變硬，提高光刻膠對(duì)硅片表面的粘附性，這一步對(duì)光刻膠的穩(wěn)固，對(duì)后續(xù)的刻蝕等過(guò)程非常關(guān)鍵。檢測(cè)對(duì)硅片的顯影結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，合格的硅片進(jìn)入后續(xù)的刻蝕等流程，不合格的硅片在清洗后進(jìn)入最初流程?？涛g刻蝕是通過(guò)化學(xué)或物理的方法有選擇地從硅片表面除去不需要材料的過(guò)程，通過(guò)刻蝕能在硅片上構(gòu)建預(yù)想的電子器件。刻蝕分為干法刻蝕和濕法刻蝕兩種。干法刻蝕是將硅片表面暴露在惰性氣體中，通過(guò)氣體產(chǎn)生的等離子體轟擊光刻膠開(kāi)出的窗口，與硅片發(fā)生反應(yīng)去掉暴露的表面材料，是亞微米尺寸下刻蝕器件的最主要方法。濕法刻蝕使用液態(tài)化學(xué)劑（酸、堿、有機(jī)溶劑等）用化學(xué)方式去除硅片表面的材料，一般只用于尺寸較大的情況。圖表8干法（物理）、濕法（化學(xué)）刻蝕原理示意圖去膠刻蝕完成后，通過(guò)特定溶劑，洗去硅片表面殘余的光刻膠。二、光刻機(jī)：半導(dǎo)體制造業(yè)皇冠上的明珠（一）光刻機(jī)原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要討論用于芯片制造領(lǐng)域的光刻機(jī)。光刻機(jī)涉及系統(tǒng)集成、ASML7nm制程芯片的生產(chǎn)。：光刻機(jī)通過(guò)一系列的光源能量、形狀控制手段，將光束透射過(guò)畫(huà)著線路圖顯影，得到刻在硅片上的電路圖。不同光刻機(jī)的成像比例不同，有5:1，也有4:1光刻機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖9所示。激光器：光源，光刻機(jī)核心設(shè)備之一。光束矯正器：矯正光束入射方向，讓激光束盡量平行。能量控制器：控制最終照射到硅片上的能量，曝光不足或過(guò)足都會(huì)嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。光束形狀設(shè)置：設(shè)置光束為圓型、環(huán)型等不同形狀，不同的光束狀態(tài)有不同的光學(xué)特性。遮光器：在不需要曝光的時(shí)候，阻止光束照射到硅片。能量探測(cè)器：檢測(cè)光束最終入射能量是否符合曝光要求，并反饋給能量控制器進(jìn)行調(diào)整。掩模版：一塊在內(nèi)部刻著線路設(shè)計(jì)圖的玻璃板，貴的要數(shù)十萬(wàn)美元。掩膜臺(tái)：承載掩模版運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，運(yùn)動(dòng)控制精度達(dá)到納米級(jí)。20度的要求高。能有效提升工作效率。持穩(wěn)定的溫度、壓力。圖表9光刻機(jī)工作原理圖（二）光刻機(jī)的發(fā)展本質(zhì)是為了滿足更高性能、更低成本芯片的生產(chǎn)需求半導(dǎo)體芯片具有不同的制程，即不同的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)常看到的45nm28nm10nm即是對(duì)不同制程的描述，那么不同的制程該如何理解，不同制程的芯片又有何差異呢？01區(qū)信號(hào)很難穿過(guò)不導(dǎo)電的P型襯底到達(dá)漏區(qū)，即表示電路關(guān)閉（數(shù)字信號(hào)0，如果在柵區(qū)和襯底間加上電壓，襯底中的電荷就會(huì)在異性相吸的作用下在絕緣氧化層下大量聚集，形成（信號(hào)1而柵極下方兩個(gè)阱間的距離，即導(dǎo)電溝道的長(zhǎng)度，被定義為晶體管的尺寸。在現(xiàn)代晶體管中，電子的速度是有限的，且一般以飽和速度運(yùn)行，因此信息傳遞的速度就由導(dǎo)電溝道的長(zhǎng)度來(lái)決定，溝道越短，信息傳遞速度越快。圖表10晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖芯片的制程可以近似理解為內(nèi)部晶體管導(dǎo)電溝道的長(zhǎng)度，制程小的芯片具有兩大優(yōu)勢(shì)：處理速度快處理更多的信息，時(shí)鐘頻率更高。光刻工藝水平?jīng)Q定了晶體管尺寸的大小了光刻機(jī)設(shè)備的不斷創(chuàng)新與發(fā)展。光刻機(jī)是延續(xù)摩爾定律的關(guān)鍵。摩爾定律提出，當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。半導(dǎo)體行業(yè)最初三十年的發(fā)展能夠基本滿足摩爾定律，關(guān)鍵就在于光刻機(jī)能不斷實(shí)現(xiàn)更小的分辨率水平。近十年來(lái)摩爾定律的時(shí)間間隔已經(jīng)延長(zhǎng)至3-4年，原因就在于光刻機(jī)的發(fā)展低于行業(yè)的預(yù)期。（三）光刻機(jī)發(fā)展史：光源改進(jìn)+工藝創(chuàng)新推動(dòng)光刻機(jī)更新?lián)Q代R所用光源的波長(zhǎng)；NANA越展，不斷提升芯片的生產(chǎn)效率和良率。根據(jù)所使用的光源的改進(jìn)，光刻機(jī)經(jīng)歷了5不斷提升光刻機(jī)的工藝制程水平，以及生產(chǎn)的效率和良率。圖表11按所用光源，光刻機(jī)經(jīng)歷了五代產(chǎn)品的發(fā)展光源光源波長(zhǎng)（nm）對(duì)應(yīng)設(shè)備接觸式光刻機(jī)第一代g-line436接近式光刻機(jī)接觸式光刻機(jī)第二代i-line365接近式光刻機(jī)第三代KrF248掃描投影式光刻機(jī)步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)第四代 ArF 193浸沒(méi)式步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)第五代EUV13.5極紫外光刻機(jī)最小工藝節(jié)點(diǎn)（nm）800-250800-250800-250800-250180-130130-6545-2222-7436nmg-line365nmi-line作為光刻光源，可以滿足0.8-0.35第三代光刻機(jī)采用248nm的氟化氪）準(zhǔn)分子激光作為光源350-180nm水平，在光刻工藝上也采用了掃描投影式光刻，即現(xiàn)在光刻機(jī)通用的，光源通過(guò)掩模，經(jīng)光學(xué)鏡頭調(diào)整和補(bǔ)償后，以掃描的方式在硅片上實(shí)現(xiàn)曝光。第四代ArF193nm的Ar（化氬65nm刻機(jī)，也是最具有代表性的一代光刻機(jī)。由于能夠取代ArF實(shí)現(xiàn)更低制程的光刻機(jī)遲遲無(wú)法研發(fā)成功，光刻機(jī)生產(chǎn)商在ArF光刻機(jī)上進(jìn)行了大量的工藝創(chuàng)新，來(lái)滿足更小制程和更高效率的生產(chǎn)需要。創(chuàng)新一：實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式掃描投影。此前的掃描投影式光刻機(jī)在光刻時(shí)硅片處于靜止?fàn)顟B(tài)，通過(guò)1986年ASML了光刻過(guò)程中，掩模和硅片的同步移動(dòng)，并且采用了縮小投影鏡頭，縮小比例達(dá)到5：1，有效提升了掩模的使用效率和曝光精度，將芯片的制程和生產(chǎn)效率提升了一個(gè)臺(tái)階。圖表12步進(jìn)式投影示意圖創(chuàng)新二：雙工作臺(tái)光刻機(jī)。硅片在進(jìn)入光刻流程前要先進(jìn)行測(cè)量和對(duì)準(zhǔn)，過(guò)去光刻機(jī)只有一個(gè)工作臺(tái)，測(cè)量、對(duì)準(zhǔn)、光刻等所有流程都在這一個(gè)工作臺(tái)上完成。2001年ASML推出了雙工作臺(tái)系統(tǒng)（TWINSCANsystem），雙工作臺(tái)系統(tǒng)使得光刻機(jī)能夠在不改變初始速度和加速度的條件下，當(dāng)一個(gè)工作臺(tái)在進(jìn)行曝光工作的同時(shí)，另外一個(gè)工作臺(tái)可以同時(shí)進(jìn)行曝光之前的預(yù)對(duì)準(zhǔn)工作，使得光刻機(jī)的生產(chǎn)效率提升大約35%。雖然從結(jié)果上來(lái)看，僅僅是增加了一個(gè)工作臺(tái)，但其中的技術(shù)難度卻不容小覷，雙工作臺(tái)系統(tǒng)對(duì)于換臺(tái)的速度和精度有極高的要求，如果換臺(tái)速度慢，則影響光刻機(jī)工作效率；如果換臺(tái)精度不夠，則可能影響后續(xù)掃描光刻等步驟的正常開(kāi)展。圖表13雙工作臺(tái)光刻機(jī)系統(tǒng)樣機(jī)創(chuàng)新三：浸沒(méi)式光刻系統(tǒng)45nm制程節(jié)點(diǎn)時(shí)，ArF此時(shí)業(yè)內(nèi)對(duì)下一代光刻機(jī)的發(fā)展提出了兩種路線圖。一是開(kāi)發(fā)波長(zhǎng)更低的157nmF2準(zhǔn)分子激光做為光源，二是由2002年臺(tái)積電林本堅(jiān)提出的浸沒(méi)式光刻。此前的光刻機(jī)都是干式機(jī)臺(tái)，NA與折射率成正相關(guān)，如果用折射率大于1刻系統(tǒng)的原理。ASML率先推出浸沒(méi)式光刻機(jī)，奠定自身市場(chǎng)地位ASML2007年成功推出第一臺(tái)浸沒(méi)式光刻機(jī)TWINSCANXT:1900i1.4445nm的制程工藝，并157nm光源干式光刻機(jī)被市場(chǎng)拋棄，不僅損失了巨大的人力物力，也在產(chǎn)品線上顯著落后于ASML一家獨(dú)大的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。圖表14浸沒(méi)式光刻機(jī)原理ArF22nm但是在摩爾定律的推動(dòng)下，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)于芯片制程的需求已經(jīng)發(fā)展到14nm、10nm7nm，ArFEUV光刻機(jī)。第五代EUV1-4光刻機(jī)使用的則是波長(zhǎng)13.5nm1999年開(kāi)始EUV20042010ASMLEUV三星、臺(tái)積電、英特爾共同入股ASML推動(dòng)EUV光刻機(jī)研發(fā)。EUV光刻機(jī)面市時(shí)間表的不斷延后主要有兩大方面的原因，一是所需的光源功率遲遲無(wú)法達(dá)到250瓦的工作功率需求，ASML2012年ASMLASML52.59億歐元，用于支持EUV光刻機(jī)的研發(fā)。此后ASML收購(gòu)了全球領(lǐng)先的準(zhǔn)分子激光器供應(yīng)商Cymer，并以10億歐元現(xiàn)金入股光學(xué)系統(tǒng)供應(yīng)商卡爾蔡司，加速EUVEUV光刻機(jī)能研發(fā)成功的重要原因。圖表15ASMLTWINSCANNXE:3350B型號(hào)圖表15ASMLTWINSCANNXE:3350B型號(hào)EUV光刻機(jī)三、ASML：全球光刻機(jī)絕對(duì)龍頭（一）17年業(yè)績(jī)大幅增長(zhǎng)，EUV光刻機(jī)高價(jià)值充足訂單保障成長(zhǎng)動(dòng)力ASML1984年，由菲利普與先進(jìn)半導(dǎo)體材料國(guó)際機(jī)設(shè)備的開(kāi)發(fā)，總部位于荷蘭的費(fèi)爾德霍芬。1995年，ASML收購(gòu)了菲利普持有的股份，稱(chēng)為完全獨(dú)立的公司，同年在阿姆斯特丹和納斯達(dá)克交易所上市。成立當(dāng)年，ASMLPAS2000PAS2000技術(shù)已經(jīng)過(guò)時(shí)。1986ASMLPAS2500步進(jìn)式光刻機(jī)，開(kāi)始在市場(chǎng)上建立起一定的名氣，同年與透鏡制造商卡爾蔡司建立密切的合作關(guān)系，為此后發(fā)展打下重要基礎(chǔ)。1991PAS50005000取得了巨2000-2001TwinscanTwinscanNXT系列研制成功，一舉奠定ASML在光刻機(jī)領(lǐng)域的霸主地位，尼康、佳能市場(chǎng)份額被急劇壓縮。2007EUVTwinscanNXEASML75%-80%，成為行業(yè)內(nèi)的絕對(duì)龍頭。圖表16ASML產(chǎn)品變遷史公司具有完善全球布局，在半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)中市值排名第一。截止2017年底，ASML在16個(gè)國(guó)家60多個(gè)城市設(shè)有辦事處，在荷蘭、美國(guó)、中國(guó)大陸、臺(tái)灣、韓國(guó)均設(shè)有研發(fā)與生產(chǎn)中心，公司共有員工超過(guò)19000名，其中7000名以上屬于研發(fā)人員。目前ASML總市值將近900億元，在全球半導(dǎo)體設(shè)備商中排名第一。公司2017年?duì)I收、凈利潤(rùn)大幅增長(zhǎng)2013-2016年間ASML營(yíng)收增長(zhǎng)較為平穩(wěn)，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到9%，同期凈利潤(rùn)也保持平穩(wěn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2017年公司業(yè)績(jī)實(shí)現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)，營(yíng)業(yè)收入達(dá)到90.53億歐元，同比增長(zhǎng)33%，凈利潤(rùn)達(dá)到21.19億歐元，同比增長(zhǎng)53%17年公司業(yè)績(jī)的大圖表17ASML營(yíng)業(yè)收入（億歐元） 圖表18ASML凈利潤(rùn)（億歐元）10040%8010040%8030%6020%402010%00%20132014營(yíng)收20152016YOY20175060%50%40%30%20%10%0%10%20132014凈利潤(rùn)20152016 2017YOY儲(chǔ)存器是最大下游設(shè)備客戶。ASML201763.74億歐元，占總營(yíng)收70%26.7930%。下游設(shè)備客戶中，儲(chǔ)存器客戶份額最大，達(dá)29.6846.6%FoundryIDM35.9%、17.5%。亞洲是主要設(shè)備下游市場(chǎng)，大陸市場(chǎng)居第四。ASML2017年?duì)I收中，設(shè)備營(yíng)收達(dá)到63.7436%26%、13%，主要是因?yàn)槿?、臺(tái)積電、英特爾是ASML的三大主要客戶。ASML7.211%，是第四大市場(chǎng)。10080306015222111401542185100803060152221114015421851710222320 13272021012152013 2014 2015服務(wù) Foundry IDM2016Memory20173% 1%11%36%10%13%韓國(guó)臺(tái)灣美國(guó)中國(guó)大陸日本其他亞洲國(guó)家26%EUVASMLEUV22nm125片晶圓，穩(wěn)定性達(dá)到90%20162017年EUV光刻機(jī)營(yíng)10.9217%ArF。數(shù)量上看，2017ASML11EUV1億歐元，ArFKrF76臺(tái)、71臺(tái)，ArF14臺(tái)?？梢?jiàn)在中高端芯片制造中，ArFKrF光刻機(jī)，ArF刻機(jī)需求量較少。EUV光刻機(jī)產(chǎn)能將進(jìn)一步提升，充足訂單保障ASML業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)11臺(tái)光刻機(jī)，ASML201822臺(tái)，20192017年底，ASML282019年，預(yù)計(jì)2018ASMLEUV2825%-30%。01114EUV ArF浸沒(méi)式 ArF干式 KrF i-line圖表01114EUV ArF浸沒(méi)式 ArF干式 KrF i-line1%4%11%1%4%11%17%4%EUVArF干式KrFi-line測(cè)量、檢測(cè)設(shè)備63%807671706050403026（二）ASML的龍頭之路：開(kāi)放式創(chuàng)新模式下時(shí)代的必然選擇ASML1984年成立，30年的時(shí)間即發(fā)展為光刻機(jī)領(lǐng)域的絕對(duì)龍頭，市占率達(dá)到近ASML的龍頭之路既與產(chǎn)業(yè)大環(huán)境密切相關(guān)，也是其自身重視研發(fā)，對(duì)研究創(chuàng)新始終采取開(kāi)放態(tài)度的必然結(jié)果。ASML創(chuàng)立初始即面對(duì)“微影雙雄”兩大巨頭。在ASML創(chuàng)立之時(shí)，光刻機(jī)市場(chǎng)存在兩大IDM1993GCA公司由于本土企業(yè)需求量減少以及技術(shù)落后，被迫退出市場(chǎng)，到1994年，“微影雙雄”已80%的市場(chǎng)份額。ASML成立之初也面臨著資金短缺和技術(shù)落后的問(wèn)題ASML研發(fā)的PAS2000光刻機(jī)技術(shù)過(guò)時(shí)，未能貢獻(xiàn)利潤(rùn)。1992年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)滑坡，ASML資金鏈斷裂，幾近關(guān)門(mén)，幸虧菲利普及時(shí)出手援助才渡過(guò)難關(guān)。圖表23ASML成立初期面臨的困境走出困境后的ASML能把穩(wěn)住這一關(guān)鍵的歷史因素，具有自身特質(zhì)以及時(shí)代背景兩大方面的原因。內(nèi)因：ASMLASML每年的研發(fā)投入都在營(yíng)業(yè)收入的15%右，與凈利潤(rùn)水平基本相當(dāng)，遠(yuǎn)超尼康、佳能5%-6%的研發(fā)投入，即使在互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂和金融危機(jī)期間，ASML依然保持極高的研發(fā)投入。對(duì)于研發(fā)，ASML采取大膽的外包合作和開(kāi)放式創(chuàng)新模式，公司將眾多的光刻機(jī)核心設(shè)備外包給各細(xì)分設(shè)備頂尖供應(yīng)商生產(chǎn)，如光學(xué)部件由德國(guó)卡爾蔡司生產(chǎn)，計(jì)量技術(shù)裝備由美國(guó)的Hewlett-PackardCymerASMLASML也與供應(yīng)商及全球頂尖的科研機(jī)構(gòu)共同研發(fā)，共享專(zhuān)利，并鼓勵(lì)供應(yīng)商在制造過(guò)程中提出改進(jìn)意見(jiàn)，具有極高的效率和靈活性。ASMLArF沉浸式光刻機(jī)和F2光刻機(jī)的對(duì)決中一敗涂地，丟掉自己的龍頭地位。2500%150-10%50-20%-5092500%150-10%50-20%-509999900111 101 22202400702 22222 2 22 2012 210100120 -30%營(yíng)業(yè)收入（億元）凈利潤(rùn)占比凈利潤(rùn)（億元）研發(fā)支出占比研發(fā)支出（億元）

圖表25 、Nicon和Canon研發(fā)占比19901992199419961998200020022004200620082010201220142016ASMLCanon19901992199419961998200020022004200620082010201220142016ASMLCanonNicon55030%30%45020%25%35010%20%外因：ASML乘上產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移東風(fēng)，把握住韓國(guó)與臺(tái)灣市場(chǎng)導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的政策從最初的扶持轉(zhuǎn)向抑制，1985年《廣場(chǎng)協(xié)議》使得日元大幅升值，日本半導(dǎo)體產(chǎn)品價(jià)格失去競(jìng)爭(zhēng)力。1986年、1991年兩次簽訂《美日半導(dǎo)體協(xié)議》，對(duì)日本產(chǎn)品進(jìn)行最低價(jià)格限制，并要求日本提高國(guó)外半導(dǎo)體產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)所占的份額。日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開(kāi)始由盛轉(zhuǎn)衰。ASML敏銳地抓住這一歷史機(jī)遇，大ASML賴(lài)以登上龍頭之位的浸沒(méi)式光刻機(jī)產(chǎn)品就是與臺(tái)積電共同研發(fā)的。四、上海微電子：國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的希望光刻機(jī)產(chǎn)品長(zhǎng)期受到國(guó)外封鎖。用等各領(lǐng)域集成電路芯片的生產(chǎn)制造。長(zhǎng)期以來(lái)，在《瓦森納協(xié)議》的框架下，歐美國(guó)家最先進(jìn)的幾代光刻機(jī)一直對(duì)華禁售。出售的光刻機(jī)也都有保留條款，禁止給國(guó)內(nèi)自主CUP做代工，即使是小批量生產(chǎn)用于科研和國(guó)防領(lǐng)域的芯片，也存在一定風(fēng)險(xiǎn)，而且在宣傳上也只能含糊其辭的說(shuō)明是境內(nèi)流片，這很大程度上影響了中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如今雖然ASML正逐漸解除對(duì)華產(chǎn)品的禁售，但EUV這類(lèi)的頂尖光刻機(jī)由于產(chǎn)能有限，訂單已經(jīng)排到2019年，且優(yōu)先供應(yīng)臺(tái)積電、三星、英特爾等客戶，國(guó)內(nèi)晶圓廠商短期內(nèi)仍然拿不到ASML的高端光刻機(jī)產(chǎn)品。上海微電子深耕光刻機(jī)產(chǎn)品研發(fā)，承擔(dān)多項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)科研任務(wù)。上海微電子成立于2002年，致02專(zhuān)項(xiàng)“浸沒(méi)光刻機(jī)關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研項(xiàng)目”（通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收）和“90nm光刻機(jī)樣機(jī)研制”（02專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)家組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試）任務(wù)。