国产光刻机如何突围? 2023年光刻机市场发展现状分析
国产光刻机如何突围?近日,上海微电子正致力于研发28纳米浸没式光刻机,预计在2023年年底将国产第一台SSA/800-10W光刻机设备交付市场。此前,国家知识产权局公布了一项华为新的专利“反射镜、光刻装置及其控制方法”,在极紫外线光刻机核心技术上取得突破性进展。业内人士普遍表示,我国企业加快核心领域自主研发,光刻机产业链上下游正不断涌现出新进展、新成果,国产化加速向前。“中国芯”正在崛起。
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光刻机作为集成电路制造中最关键的设备,对芯片制作工艺有着决定性的影响,被誉为“超精密制造技术皇冠上的明珠”,制造和维护均需要高度的光学和电子工业基础。而光刻技术则是制造集成电路的关键技术,是通过紫外光、准分子激光、电子束等广义光源和与其敏感的光刻胶之间的相互作用在基板上形成微纳结构图形的技术。
据中研产业研究院《2023-2028年光刻机市场发展现状调查及供需格局分析预测报告》》分析:
光刻机又名掩模对准曝光机,被称为“半导体工业皇冠上的明珠”,是半导体产业链中最精密的设备,是制造芯片的核心装备。光刻机技术有多难?业界有形象的比喻,用光在晶圆上画图,相当于两架客机齐头并进,一架机翼上挂一把刀,另一架飞机上粘一颗米粒,用刀在米粒上刻字。
从产业链来看,光刻机上游产业链主要包括测量台与曝光台(双工件台)、激光器、光速矫正器、能量控制器、光速形状设置、遮光器、能量探测器、掩膜版、掩膜台、物镜、内部封闭框架和减震器等11个模块的组件。上游最为核心设备分别为光学镜头、光学光源和双工件台。光刻机行业的下游主要是圆晶代工企业,下游主要决定了光刻机市场的需求。
从政策上来说,半导体行业需要大量的资金,而光刻机又不是一蹴而就的,所以政府必须要确保政策和资金的持续性。除了政府的资助之外,社会资本对于半导体行业整体趋势的了解也会更加深刻。通过政府的资金支持,引导社会资金进入半导体行业,将更多的技术投入到半导体行业中来,从而促进整个行业的发展。
目前,全球能生产光刻机的厂商寥寥无几,荷兰阿斯麦、日本尼康和佳能占据了主要市场。其中,阿斯麦技术最为领先,它是唯一能生产极紫外线光刻机的厂家,这种光刻机可实现7纳米甚至5纳米工艺。阿斯麦第一大股东是美国资本国际集团,第二大股东是美国的黑岩集团。
2023年光刻机市场发展现状分析
近年来,多家A股上市公司已经进入到光刻机全球产业链各环节之中,包括光刻机光源系统厂商福晶科技,物镜系统厂商奥普光电,涂胶显影厂商芯源微、富创精密,光掩膜版厂商清溢光电、华润微,缺陷检测厂商精测电子,光刻胶厂商南大光电、容大感光,光刻气体厂商雅克科技、华特气体等。其中,富创精密是阿斯麦的供应商之一,全球为数不多的能够量产应用于7纳米工艺制程半导体设备的精密零部件制造商。对于国产化问题,富创精密表示:“公司将在现有产品的基础上逐步实现半导体设备精密零部件的国产化。”
我国在光刻机的相关政策中,对于光刻机的未来发展十分看重,在进出口、人才培养等方面给予扶持,未来光刻机发展不可估量。随着产业链上下游企业的共同努力,光刻机的国产化率日渐提升。当前我国在清洗、热处理、去胶设备的国产化率分别达到34%、40%、90%;在涂胶显影、刻蚀、真空镀膜的国产化率达到10%至30%;在原子层沉积、光刻、量测检测、离子注入的国产化率暂时低于5%。
目前有用于生产的光刻机,有用于LED制造领域的光刻机,还有用于封装的光刻机。光刻机是采用类似照片冲印的技术,然后把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。经过多年的努力追赶,中国光刻机产业链在一些领域已经实现了突破,初步打破国外巨头完全垄断的局面,让中国光刻机产业链拥有了追赶国际的基础能力。
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