在芯片制造過程中,光刻工藝是最關鍵的一步,能夠將圖案從光掩模高精度地轉移到襯底(通常是硅片)上。芯片工藝升級的主要目標之一是在半導體器件上實現更小的特征尺寸,具有先進技術的光刻機,如極紫外(EUV)光刻,允許更短的光波長,從而能夠創建更小的圖案并實現更高的分辨率,對芯片制程升級發揮關鍵作用。DUV光刻機通過多重曝光最高實現7nm制程,而波長更短的EUV光刻機可以實現5nm及以下制程。
asml光刻機
2022年全球光刻機市場超過200億美元,ASML、Canon、Nikon三大巨頭壟斷了大部分市場份額,光刻機營收分別達到了161億美元、20億美元、15億美元,市場份額分別為82%、10%、8%。在超高端的EUV光刻機上,基本上ASML處于壟斷地位。
國產光刻機在技術節點上與國際廠商相比仍有差距,其中上海微電子是國內光刻機龍頭企業,其SSX600系列光刻機可滿足IC前道制造90nm、110nm、280nm關鍵層和非關鍵層的光刻工藝需求,可用于8寸線或12寸線的大規模工業生產。在之前90nm的基礎上,上海微電子即將量產28nmimmersion式光刻機,在2023年交付國產第一臺SSA/800-10W光刻機設備。
SMEE國產光刻機
全球光刻機零部件市場規模約124億美元,在零部件市場上,國內廠商已經在多個環節實現突破。茂萊光學研發的DUV光學透鏡已應用于SMEE國產光刻機中,公司半導體檢測設備光學模組供貨KLA,公司投影鏡分辨率達到30nm以下,而國外的ZEISS分辨率小于0.25nm;目前針對EUV光源,國內也有研究機構取得一定進展。早在2017年,中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的“極紫外光刻關鍵技術研究”獲得國家02專項的驗收,從而推進了我國對EUV的技術研發;福光股份有望為光刻機等領域提供高精密光學鏡頭及光學系統;蘇大維格向SMEE提供定位光柵部件,公司光柵尺周期精度小于1nm,且公司納米壓印技術國內領先;而光學晶體方面,福晶科技可供貨LBO晶體、BBO晶體、Nd:YVO4晶體、磁光晶體;激光器方面,炬光科技提供的光源不均勻度控制在1%以下,國外FLSBA的光源不均勻度在3%~5%;晶方科技子公司控制的Anteryon為全球同時擁有混合鏡頭、晶圓級微型光學器件工藝技術設計、特性材料及量產能力的技術創新公司,其產品可廣泛應用于半導體精密設備,目前為ASML持續供貨。奧普光電為國內高端光柵編碼器龍頭,公司光柵編碼器(用于測量對準精度)精度為1um/m,國外海德漢公司精準度為3um/m。