根據(jù)SEMI預(yù)測(cè)，2021年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望增長(zhǎng)34％至953億美元，到2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)有望突破1000億美元，主要驅(qū)動(dòng)力來自于半導(dǎo)體行業(yè)擴(kuò)張周期下全球半導(dǎo)體廠商資本開支不斷增加。

光刻機(jī)無疑是芯片制造設(shè)備中最重要的設(shè)備之一。光刻設(shè)備對(duì)光學(xué)技術(shù)和供應(yīng)鏈要求極高，擁有極高技術(shù)壁壘，已成為高度壟斷行業(yè)。

三足鼎立與一騎絕塵

ASML、尼康、佳能已牢牢占據(jù)如今的光刻機(jī)市場(chǎng)，整個(gè)市場(chǎng)形成了三足鼎立的局面。2021年，這三家的集成電路用光刻機(jī)出貨達(dá)478臺(tái)，較2020年的413臺(tái)增加65臺(tái)。從總營(yíng)收來看，2021年前三大ASML、尼康、佳能的光刻機(jī)總營(yíng)收達(dá)1076億元人民幣，較2020年小幅增長(zhǎng)8．9％。從營(yíng)收占比來看，ASML占據(jù)80％的份額。

ASML似乎已經(jīng)成為了“光刻機(jī)”的代名詞，作為當(dāng)仁不讓的龍頭光刻機(jī)廠商，ASML旗下產(chǎn)品覆蓋全部級(jí)別光刻機(jī)設(shè)備。不僅如此，ASML還在能夠適配7nm到5nm制程芯片的設(shè)計(jì)制造的超高端EUV光刻機(jī)領(lǐng)域一騎絕塵。

尼康和佳能早年已經(jīng)放棄更先進(jìn)光刻機(jī)的研究。因?yàn)榧夹g(shù)水平不夠，尼康和佳能在7nm及以下制程芯片的制造能力已落后于ASML，業(yè)務(wù)發(fā)展主要依賴中低端光刻機(jī)市場(chǎng)，未來ASML的行業(yè)地位將更加穩(wěn)固。

目前，尼康主推ArF浸沒式技術(shù)，大部分精力都在Arf和i－line光刻機(jī)領(lǐng)域。EUV技術(shù)的運(yùn)用尚不成熟，光刻工藝距離ASML仍有不小差距。不過，尼康仍然有野心追趕ASML。

佳能主要的光刻機(jī)產(chǎn)品則集中在i－line光刻機(jī)上面。尼康雖然在光刻機(jī)行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)持續(xù)下滑態(tài)勢(shì)，但憑借多年技術(shù)積累位居二線供應(yīng)商地位；佳能只能屈居三線。

國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的最大短板

光刻機(jī)的制造集合了精密光學(xué)、精密儀器、高分子物理與化學(xué)等多項(xiàng)世界頂尖先進(jìn)技術(shù)，光刻機(jī)被譽(yù)為“半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠”。由于光刻的工藝水平直接決定芯片的制程水平和性能水平，光刻成為 IC 制造中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的工藝步驟，耗費(fèi)時(shí)間約占整個(gè)硅片工藝的 40％—60％。

處在光刻機(jī)“食物鏈頂端”的則是EUV光刻機(jī)。EUV光刻機(jī)的發(fā)展，能夠幫助半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越性的發(fā)展。5G技術(shù)的發(fā)展，萬物互聯(lián)概念的爆火，都使高端芯片的需求更加的旺盛，而利用EUV光刻技術(shù)則能真正的幫助我們實(shí)現(xiàn)高速、低功耗和高集成的芯片生產(chǎn)工藝，滿足了5G高性能、超帶寬、低時(shí)延和海量連接的需求。

EUV高端光刻機(jī)制造技術(shù)高度復(fù)雜，光學(xué)鏡頭、光源設(shè)備、是最為核心的。高精密光學(xué)鏡片是光刻機(jī)核心部件之一，高數(shù)值孔徑的鏡頭決定光刻機(jī)分辨率以及套值誤差能力，EUV極紫外光刻機(jī)唯一可使用的鏡頭由卡爾蔡司生產(chǎn)；高性能光刻機(jī)需要體積小、功率高和穩(wěn)定的光源，主流EUV光源為激光等離子光源（LPP），目前只有美國(guó)廠商Cymer和日本廠商Gigaphoton才能夠生產(chǎn)。但是這些所有的核心部件皆對(duì)中國(guó)禁運(yùn)。受制于該技術(shù)的高壁壘，光刻機(jī)成為中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備制造的最大短板。短時(shí)間內(nèi)，中國(guó)光刻機(jī)難以追趕世界光刻機(jī)世界水平。

國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)設(shè)備之光

雖然國(guó)內(nèi)的光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)暫時(shí)還無法追平國(guó)際大廠的水平，但是國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商及相關(guān)零部件廠商也正在努力發(fā)光發(fā)亮。

上海微電子

在我國(guó)光刻機(jī)設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域，上海微電子一騎絕塵。

上海微電子自2002年成立，至今也有了20年的光刻機(jī)研發(fā)歷史，其生產(chǎn)的SSX600系列步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)采用四倍縮小倍率的投影物鏡、工藝自適應(yīng)調(diào)焦調(diào)平技術(shù)，以及高速高精的自減振六自由度工件臺(tái)掩模臺(tái)技術(shù)，可滿足IC前道制造90nm、110nm、280nm關(guān)鍵層和非關(guān)鍵層的光刻工藝需求，該設(shè)備可用于8吋線或12吋線的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

奧普光電

奧普光電成立于2001年，主營(yíng)光電測(cè)控儀器設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。具備國(guó)內(nèi)一流的光學(xué)精密機(jī)械與光學(xué)材料研發(fā)和生產(chǎn)能力。實(shí)際上，得益于在光學(xué)與精密機(jī)械等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和綜合制造優(yōu)勢(shì)，公司成功參與了包括神舟號(hào)載人航天飛船在內(nèi)的多項(xiàng)國(guó)家重大工程任務(wù)，有效帶動(dòng)了業(yè)績(jī)表現(xiàn)。

同時(shí)，借助大股東長(zhǎng)春光機(jī)所，在國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)領(lǐng)域的龍頭地位，奧普光電極具資源整合優(yōu)勢(shì)。

而隨著長(zhǎng)春光電高端光刻機(jī)曝光系統(tǒng)的研發(fā)，進(jìn)入沖刺階段。奧普光電有望成功站上光刻機(jī)國(guó)產(chǎn)替代的風(fēng)口。

科益虹源

2016年7月，中國(guó)科學(xué)院光電院、中國(guó)科學(xué)院微電子研究所、北京亦莊國(guó)際投資有限公司、中科院國(guó)有資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有限公司共同投資創(chuàng)立科益虹源。其關(guān)鍵在于，科益虹源是中國(guó)唯一、世界第三具備高端準(zhǔn)分子激光技術(shù)的公司，高端準(zhǔn)分子激光器是生產(chǎn)光刻機(jī)所需的核心器件?？埔婧缭吹墓庠醇夹g(shù)，彌補(bǔ)中國(guó)在高端光源制造領(lǐng)域的空白。

2020年4月份，科益虹源集成電路光刻光源制造及服務(wù)基地項(xiàng)目開工建設(shè)。該項(xiàng)目由北京科益虹源光電技術(shù)有限公司投資建設(shè)，總投資5億元，建筑面積1．2萬平方米，年產(chǎn)RS222型光刻準(zhǔn)分子激光器、光刻用準(zhǔn)分子激光器、405光纖耦合頭等各類設(shè)備30臺(tái)（套）。

ASML的成就，中國(guó)企業(yè)可取多少？

ASML的成功之路也并非康莊大道，但其成功史，也絕對(duì)算得上業(yè)內(nèi)傳奇。ASML成立初期，也有技術(shù)落后和資金不足的阻礙，又加上半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的周期性的衰退，幾乎走投無路；1995年，ASML上市，充足的資金給夠了ASML發(fā)展動(dòng)力；2000年，ASML推出TWINSCAN雙工件臺(tái)光刻機(jī)，一舉奠定了ASML的龍頭地位；2010年ASML公司成功研發(fā)首臺(tái)EUV光刻機(jī)，由此一騎絕塵，將行業(yè)內(nèi)其他廠商遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在了身后。ASML的輝煌路與產(chǎn)業(yè)大環(huán)境和外部因素助力有關(guān)，也是其自身重視科技與研發(fā)，把握產(chǎn)業(yè)前沿動(dòng)態(tài)技術(shù)的必然結(jié)果。

ASML在成立之時(shí)，發(fā)展得并不順利，也離不開外部的支持。得益于通過歐洲基金和荷蘭政府早期的補(bǔ)貼，才堅(jiān)持下來。上市之后，也正是因?yàn)楂@得了更多的資金，才能心無旁騖的鉆入研究中。

ASML更勇于創(chuàng)新，積極研發(fā)。ASML之所以能成為世界上唯一可以生產(chǎn)EUV光刻機(jī)的公司，離不開當(dāng)初臺(tái)積電當(dāng)初建議的“浸入式光刻技術(shù)”方案，這項(xiàng)技術(shù)提出時(shí)業(yè)內(nèi)很少有人愿意嘗試，有ASML愿意嘗試該技術(shù)。使用該方案，ASML將光源波長(zhǎng)一舉從193nm縮短到132nm。ASML也快速蠶食光刻機(jī)市場(chǎng)份額。此外，ASML從不吝嗇投入研發(fā)費(fèi)用，研究投入長(zhǎng)期領(lǐng)先于行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，ASML研發(fā)費(fèi)用占總銷售額比率約20％，遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平的3％。

ASML是開放的。ASML并非是一個(gè)100％的“原創(chuàng)者”，ASML光刻機(jī)中超過90％零件都是向外采購(gòu)。制造光刻機(jī)的零部件來自全球各地的龍頭企業(yè)，ASML比競(jìng)品公司更能明白整合供應(yīng)鏈的重要性。尼康在與ASML競(jìng)爭(zhēng)中失敗的一個(gè)重要原因就是尼康想把所有光刻機(jī)零件研發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)都掌握在自己手里。

ASML已經(jīng)很多上下游企業(yè)形成龐大的利益共同體，形成高度生態(tài)體系壁壘。為解決資金困境，2012年ASML還提出了“客戶聯(lián)合投資計(jì)劃”，客戶入股可以保證最先拿到最新設(shè)備，IBM、三星、海力士、臺(tái)積電等客戶都是它的股東。可以說，大半個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)，都是ASML的合作伙伴，從而形成了龐大的利益集團(tuán)。

星星之光，何以生輝？

從政策層面來看，半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)資金的需求本來就大，加之光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)不是一場(chǎng)可以速戰(zhàn)速?zèng)Q的戰(zhàn)爭(zhēng)，政府應(yīng)該保證相關(guān)支持政策及資金的持久性與連貫性。除了國(guó)家資金外，社會(huì)資本對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)動(dòng)向的洞悉會(huì)更靈活深入。利用國(guó)家大基金等資本的帶動(dòng)作用，引導(dǎo)社會(huì)資本深入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，布局先進(jìn)技術(shù)，更能推動(dòng)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)的整體進(jìn)步。

從產(chǎn)業(yè)來看，國(guó)內(nèi)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)應(yīng)該促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)調(diào)發(fā)展，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)形成良好的產(chǎn)業(yè)分工，從零部件到整機(jī)，企業(yè)做自己擅長(zhǎng)的事情，建立更為緊密的合作關(guān)系，加快光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程。

從企業(yè)本身來看，企業(yè)應(yīng)該積極吸收外部經(jīng)驗(yàn)，開放式創(chuàng)新。不放過任何可能成功的機(jī)會(huì)，把握行業(yè)前沿動(dòng)態(tài)，積極投入研發(fā)。其實(shí)，并非所有的芯片制造都需要EUV光刻機(jī)，尼康、佳能日本光刻機(jī)企業(yè)在全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)仍然有一定的地位和實(shí)力。國(guó)內(nèi)的企業(yè)可以與這些光刻機(jī)企業(yè)建立合作關(guān)系和技術(shù)合作，吸收積累技術(shù)。