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板块研报:突破关键卡脖子环节 国产光刻机零部件企业迎机遇


一、光刻工艺是芯片关键环节

光刻是在特定波长光线的作用下,将设计在掩膜版上的集成电路图形转移到硅片表面的光刻胶上的技术工艺。为了完成图形转移,需要经历沉积、旋转涂胶、软烘、对准与曝光、后烘、显影、坚膜烘焙、显影检测等8道工序,检测合格后继续进行刻蚀、离子注入、去胶等步骤,光刻工艺是芯片制造关键环节。而光刻工艺使用的光刻机成为我国半导体发展中被卡脖子的关键设备。

二、光刻机国产化势在必行

根据中国海关总署数据,2022年中国大陆IC用光刻机进口金额共39.7亿美元,其中荷兰和日本的进口金额占总金额的97%,且高端机台主要从荷兰ASML进口。然而2023年初,美日荷三国领导人会晤,计划联合制裁我国进口先进制程的DUV光刻机,而最先进的EUV光刻机则长期被限。尽管最新ASML表示,公司可以2023年底前向中国大限客户出口浸没式DUV,但我国光刻机仍受制于人,属于卡脖子的最关键环节。

三、光刻机三大核心

光刻机集精密光学、机械和控制、材料等众多最尖端技术于一身。主要分为三大核心:光源系统、光学系统和控制系统。

1、光源系统:

主要起到将芯片上的电路图案投影到光刻胶层上的作用。镜头通过光学原理将所需要制造的图案投射到光刻胶层上,并且能够将图案缩小到微米级别,从而实现芯片制造过程中的高分辨率。

2、光学系统:

主要起到将芯片上的电路图案投影到光刻胶层上的作用。光学系统分为照明系统和投影物镜系统。光学系统通过光学原理将所需要制造的图案投射到光刻胶层上,并且能够将图案缩小到微米级别,从而实现芯片制造过程中的高分辨率。

3、双平台控制系统

光刻机的双平台控制系统是其核心部件之一。其能够对光刻机进行精确的控制和监测,确保光刻过程中各个参数的准确性。控制系统包括机械、电气和软件等多个方面,其中机械和电气部分主要负责控制光刻机的移动和位置,软件部分则主要负责控制光刻机的各个参数和过程。

四、上游零部件存在国产替代机会

一台光刻机由三大核心系统和数万个零部件组成,2022年ASML供应商共5000家,合计供应链支出124亿欧元。而荷兰出品管制规则将限制ASML为受控设备进行维护、修理 和提供备件。在此情况下,未来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,光刻机上游零部件企业迎机遇。

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