2025光刻机行业发展历程、市场格局及国内供应链厂商梳理分析报告

2025年深度行业分析研究报告 5 40 41 42 43 可分为芯片设计、前道工序（芯片制造）和后道工序（封测）三个环节。前道工序是芯金属化、量测等工序，通过层层往上叠的芯片制造流程，最终将芯片设计公司设计好的电路图移植到晶圆上，并实现预定的芯片电学功能。其中光刻工艺是芯片制造流程中技术难度最大、成本最高、周期最长的环节，光刻技术水平直接决定了芯片的最小线宽，定义了半导体器件的特征尺寸，直接决定芯片的制程水平和性能水平，先进技术节过具有图形的光罩（掩模版）对涂有光刻胶的薄片曝光，光刻胶见光后会发生性质变化，从而将光罩上得图形复印到晶圆上，使晶圆具有电子线路图的作用。光刻的核心工具包能够引导光线在光刻胶上刻画出图案）和光刻胶（一种特殊的感光材料，通过光刻过程胶会被均匀涂抹，并达到稳定的厚度。硅片边缘通常需要倒角处理，以避需要进行精密对准和平整调整。曝光：光源开始发光，通过移动工件台的方度不足的问题，确保图案转移的质量。显影后，使用去离子水彻底清洗硅片，以去除残留的显影液和溶一步增强光刻胶对衬底的附着力，同时减少光刻胶中的溶剂含量，防检测：验证光刻胶薄膜的厚度、套刻精度等指标，只有当达到所需的精度标准后，分辨率、套刻精度（Overlay）为光刻工艺中的关键参数。分辨率是指光刻机能清晰地在晶圆上投影出的最小特征尺寸，可理解为两个相邻的点能被利准则，当一个艾里斑中心与另一个艾里斑的第一级暗环重合时，达到极限点，个光斑刚好可被分辨，能区分两个光斑的最小距离，就是分辨率。套刻精度是曝光显影后存留在光刻胶上的图形（当前层）与晶圆上已有图形（参考层）对准时能容介质折射率，θ为孔径角（物镜光轴上点与物镜前透镜的图形进行光刻，每次曝光使用不同的掩模和光刻条件，最终将多次曝在一起，实现更高分辨率的图形制作。该方式对套刻精度要求极高，包括LELE、算，获得最佳掩膜版图形和光源配置方案。利用精确成像模型，图形。不仅对设计图形修正，还能根据目标图形反演计算掩膜图偏振照明：通过起偏器可以将自然光转换为光通过，而吸收或阻挡其他方向振动的光。检偏器则用于检测光的偏振状套刻通常指光刻过程中每一层图形都需要精确转移到硅片面上的上一层图形的位置误差在容限范围之内。对于投影光刻机而言，不同层之间的误取决于系统的对准精度，因此对准系统的在线测量精度是影响套刻性能的关键因量，光源发出的光束经照明系统后穿过掩膜版，再由投影物镜系统将掩膜版上的电路图照明系统：对光源发出的激光进行扩束，确保光照的均匀性和强度，同时投影物镜：精准成像的关键。投影物镜的作用是将经过掩模版图案后越明显，常见像差主要包括球差、彗差、象散、场曲、畸双工作台光刻机是在同一设备中集成两个独立的工作台，每个曝光系统和自动化处理装置。通过这种设计，光刻机光硅片，包括粗动台、微动台、线缆台等，粗动台负责完成大行程、微米级精度运动，微动台补偿粗动台的运动误差，最终实现纳米级运动精度；掩膜台用于承载掩膜版收控制系统信号，结构同硅片台类似；控制系统可发送和接收信号指令，以调控各工作台系统相比，双工作台系统无需依照次序完成硅片上片、形貌测量、片等工序，而是分离成同时运行的两部分完成，减少硅片切换的等待时间了光刻机的产能与效率，从而降低生产成本。同时，双工作台设计允许更调整与优化，有利于提高产品良品率，并大幅减少停机时间，可实现在不下，超高的对准精度对测量和运动控制等技术提出了较高要求；按照当前ASML最先进统的工作原理需要工作台间频繁地位置互换，对加减速防震、精确定位和减少量精度、工件台定位精度，是影响光刻机的套刻精度的重要因素。目前应超精密位移测量系统主要有双频激光干涉仪和平面光栅测外差干涉技术：外差干涉又称双频干涉或者交流干涉，是利用“拍频”现象涉基础上发展而来的一种干涉测量技术。所谓外差即将要接收率信号上，再在接收端解调该调制信号。利用外差干涉技术，以精确测量的高频信号的相位变化解调出来，大大降低后续精涉技术相比，外差干涉技术在光电探测时避过低频噪声区，提出两列偏振态正交的具有不同频率的线偏振光，经过偏振分光器后光束被分离。偏平行于纸面光束透过干涉仪后，被目标镜反射回干涉仪。利用被测目标镜移动时，多普勒效应的多普勒偏移量承载其位移信息。经过干涉镜后，与频率为参考光束会合，发生拍频，经光电探测器转换为电信号，放大整形后，去除直流量，将交流量转换组脉冲信号。并从双频激光器中输出另一脉冲信号，测试板卡采用减法器对两列信度易受环境影响的缺陷。在常规光栅测量上，基于外差干涉，双频激光器发出率的线偏振光垂直入射被测光栅表面，分别进行+1级和−1级衍射，衍射光经过角锥反利用被测光栅与光栅干涉仪发生的相对运动，产生的多普勒频移量，及会合后的光束拍频，计算得到多普勒频移，并得到被测物体的位移。在该一维基础上，将光栅的刻线由合测量的技术方案，将平面光栅安装在工件台上表面，将光栅读数头安装在主基板面，同时增加双频激光干涉仪，结合二者的优点。在读头与读头切换时采用双频激艺节点的延伸，光刻工艺对套刻精度提出了更高的要求，相殊图案，用于帮助确认掩膜版和晶圆的相对位置。在实际工艺过程中，对准标识不仅需要是能在对准激光照射下产生衍射的周期性结构，并且需要满足不易被工艺损坏、便于置设计有预对准标识，利用对准标识透光，发光二极管在其上方照明，光线通过并被探置，利用晶圆在偏心旋转时边缘光照不均匀导致CCD传感器输出信号呈现的周期性变件台的位置，实现掩膜工件台与晶圆工件台间的对准。TTIS标识通过光学成像透镜系统投射在晶圆工件台表面。位于晶圆工件台上的TIS传感器可以随其移动测量出TIS标识像强度的空间（XYZ）分布，并据此计算出掩膜工件台为实现掩模与硅片进行高精度的对准，首先需要测量出掩结果移动工件台与掩模台，最终实现掩模与硅片的对准。掩按光学系统工作方式可分为亮场、暗场或衍射模式；按光线的传输方式及其测量掩模的位置。离轴对准系统的测量光路不经过投影物镜，具有独TTL技术，使用一阶衍射光，位置精度难以满足提高的对准需求，因此设计推出了高阶对准波长缓解干涉相消问题。为进一步优化对准标识设计，兼容尼康公司和佳能公司的准效率。此后ASML推出了ORION，可适用于更小周期标记，增强了系统稳定性，提高记的像，透过参考光栅后形成莫尔条纹。对准过程中，硅片对准标记的像在参考光栅上的位置随之变化。探测器探测到的光强也随之变技术，不需要使用参考光栅，对准标记的设计具有更大的灵活性，可以自由地的通道数翻倍。对准过程中可以选定一个或者组合使用多个信号通道，使得测有足够高的对比度，而且对标记的非对称变形不敏感，从而进一步提高了对准射级次的测量信号，并缩小照射光斑尺寸，减小信号串扰。通过光机结构的优化响成为制约对准精度的主要因素，因此需研究非对称灵活性，需引入更小的对准标记。目前对准标记主要通过光栅周期变化来改变光信息，超表面技术能在较小区域内实现对光场的调控，可将其应用于对准标记设机中，可以采用平面光栅定位系统。与双频激光干涉仪相比，平面光栅可以溯源的栅距，以微晶玻璃等低膨胀系数材料制成的光栅栅距受环境扰动的影响较小，栅距误差导致的系统性误差可以被有效补偿。由于双频激光干涉仪系统的光源在件下波长保持不变，减小了环境变化对波长的影响。因此，在不同的环境条件下后经历了接触式、接近式和投影式三个阶段。而投影光刻机又经历了扫描投影复投影与步进扫描投影等几个阶段。步进扫描投影光刻机解决了大曝光场与高间的矛盾，将光刻机的发展带入了一个崭新的阶段。随着曝光波长的不断减小镜数值孔径的持续增大以及各种分辨率增强技术的应用，步进扫描投影光刻机过程中掩模与硅片上的光刻胶直接接触，光透过掩模图形对光刻胶曝光。掩功能。然后通过分立视场显微镜同时观察掩模版和硅片，操作者通过手动控承片台实现掩模图形和硅片图形的对准。对准完成后，掩模版和硅片表面的直接接触。由汞灯发出的紫外光对硅片进行曝光，实现掩模图形到硅片面的转移。接触式曝光的优点是掩模与光刻胶直接接触，可以有效减小光衍射效应的影响；版和光刻胶直接接触会污染、损坏掩模版和光刻胶层，缩短掩模的使用寿命机在掩模和硅片之间留有微小的间距，有效减少了掩模与光刻胶层的污染和损坏。接近式光刻机与接触式光刻机结构相似，主要区别仅在于掩模和硅片是否接触，因此接触式掩模版与硅片的间距，而当间距接近几十微米时，就很难再减小。由于光学衍射效应的接近/接触式光刻机存在掩模和光刻胶污染、损坏以及分辨率低等问题，投影光刻机应机不同，扫描投影光刻机在工作过程中将掩模上的图形投影成像到硅片面。该扫描投影光刻机上安装有带有狭缝的、数值孔径为0.17的反射式投明光，经反射镜照射到硅片上。由于狭缝尺寸较小，为了实现全硅片曝光，需要在整个硅片面上进行扫描曝光。光刻机工作过程中，掩模和硅片分别置于扫描台上。扫描台在曝光时同步移动扫描，使得经过狭缝的光束同时扫描掩模和硅片，实现掩模图形在硅片上光刻胶中的曝光。由于掩模和硅片明显分开，解决了掩模和光刻胶的污染、损坏等问等几个发展阶段。扫描投影曝光通过一次扫描过程完成整个硅片的曝光。步进重复投影曝光每次曝光一个场，然后步进到下一个场进行曝光，直至完成整个硅片的曝光。进扫描投影曝光结合了扫描投影曝光和步进重复投影曝光的特点，与步进重复曝光方式相同，每次曝光一个场，但是每个场的曝光通过扫描的方式完成。一个场曝光完成营收（亿元）yoy营收（亿元）yoymm归母净利润（亿元）yoy4.54.0mm归母净利润（亿元）yoy4.54.040.0%0.0%于掩模上的图形必须保持等比例缩小，使得掩模的加工制作越来越困难。而且扫描过程中微振动引入的图形失真等问题同样不容忽视。步进重复式投影光刻机采用缩小倍率的投影物镜，解决了这些问题，得到了业界的关注。1978年，GCA公司（Geophysical硅片上包含若干个曝光场，每次曝光一个场。一个场曝光完成后，工件台带动硅片步进到下一个场进行曝光，直至完成整个硅片的曝光。曝光过程中，工件台与掩模台保持静增大投影物镜数值孔径，减小曝光波长，步进重复式光刻机分辨率不断提高。19GCA公司推出的DSW4800光刻机采用汞渐增大，从10mm×10mm增大到22mm×22mm。目前步进重复光刻机主要应用于分辨率，需要增大数值孔径。芯片尺寸的增大则要求光刻机在实现曝光场。对于步进重复式光刻机，增大曝光场需要增大投影物场。相比步进重复式投影光刻机，步进扫描投影光刻机可以在大数值孔径下，以较小的视场实现更大的曝光场。明显降低了对投影物镜视场大小的要求，减小了投影物镜的研发难度。曝光过程中，曝光狭缝位置保持不变，在曝光当前场时，承载硅片的工件台和承载掩模的掩模台反向同步运动，实现整个场的扫描曝光。当前场曝光结束后，工件台世界半导体贸易统计协会数据，2024年全球半导体市场规模为6280亿美元，同比增长19.1%，ASML预测2030年行业规模将突破万亿美元，伴随半导体行业的持续上升，设备作为基础，市场规模随半导体行业周期上行而持续增长，光刻机设备作为半导体02023年全球半导体IC光刻机总出货0■yoy037.9%33.6%ArFiASML82.1%0i线KRFARFARFIEUVEXE0a美国■欧洲、中东、非洲■荷兰016.00%4.09%22.68%4.68%22.68%0.06%0.01%36.07%有待加强。上海微电子是目前中国第一家也是唯一一家光目前国产光刻机在90nm及以下工艺节点方面取得测设备、光刻步进器以及符合氩氟化物（ArF）DUV性能标准或更高水平的扫描仪设备公司光刻机产品可用于平板显示、先进封装、新型化合物半导体器件、M中国科学院长春光学精密机械与物理研究所超精密光学工程研究中心。公司专注于光刻机投影物镜系统、超精密光学检测、超精密光机制造等领域的研发、生产和销售品主要应用于高端光学系统，具备高复杂度和极限精度的特点。公司总部位于吉林省长著名高校的硕士、博士研究生组成的研发团队拓展前沿光学应用，加速高端装备产业化进程。近年来，国科精密积极拓展业务布局，致力于极大规模集成电路光刻投影光学、显微光学、多光谱融合成像探测等术研究，同时开展各类高端光学仪器与装备产品的研发工作。公司在上海设立的分公司专注于光刻机照明系统的研发、制造和技术服务，提升了在复杂非成像光学投、中科院微电子所、国科控股和技术团队共同发起设立，肩负专项成果转化重任。公司是一家专注于半导体行业高端光源设备研发的高科技企业，具备光刻准分子激光技术全链条研发和产业化能力的公司，业务涵盖国产自研光刻曝光值”的使命，致力于打造具有自主知识产权的核心技术和产生产的企业，主营业务以超精密测控技术为基础，研究、开发和生产超精密测控件、超精密测控设备整机并提供相关技术开发服务，主要产品包括精密运动系卡盘和隔振器等超精密测控设备部件，以及晶圆级键合设备、激光退火设备等公司精密运动系统产品采用定制化技术路线，从细分领域切入，逐步实现全应用领域的龙头企业供应链，同时为多所高校和科研机构提供产品和技术服务；晶圆级键合用了面对面对准的方式，扩大了适用晶圆种类，并采用精密控制技术和图形分析算法，加退火的核心技术，实现了光束和温度场的灵活可控，已实现首台激光退火设备并向燕东微电子等客户交付，通过用户验收；纳米精度运动及测控系统采用目前的磁悬浮平面电机驱动导向一体化结构，在自主开发的先进算法控制下实现纳米率及相应套刻精度指标；公司自主研发的静电卡盘产品在产品结构设计、尺寸形及使用可靠性等方面具有技术优势，一定程度上破除了国外厂商在该产品领域内器件的研发、生产和销售，致力于为客户提供一站式综合解决方案。其产品体体元器件、精密光学元件和激光器件三大类。其中，晶体元器件包括非线性光学晶体、激光晶体、磁光晶体、双折射晶体、声光和电光晶体、闪烁晶体等，广泛应用光系统；精密光学元件涵盖窗口片、反射镜、棱镜、偏振器、柱面镜、球面镜、波片、分光镜等，用于光学系统的精密调控；激光器件主要包括磁光器件、声光器件期光子主要面向高端光学应用领域，聚焦于纳米及亚纳米精度的超精密光学元光机组件的研发与生产，面向国家重大战略需求的半导体高端装备与其他重大技术应用领域，致力于突破关键性瓶颈技术，为半导体量测设备在内的前沿高端光864286420■210茂莱光学专注于精密光学器件、光学镜头及光学系统的研发检测、无人驾驶等领域。公司深耕光学行业数十载，拥有较强的研发实立了完善的运营管理体系和营销服务体系，销售网络覆盖欧洲、北美区，凭借着技术实力和垂直整合能力，已与多家全球领先的高科技企收入占比为46.29%，生命科学领域收入占比为23.49%，无人驾驶领域收入占比为7.27%，生物识别领域收入占比为7.04%，AR/VR检测领域收入占比为5.1产品需求持续增加，此外无人驾驶领域收入较同期增幅较大。公司致力于提升产品值和客户体验，以持续增强产品市场竞争力。在技术研发方面，公司专注于核心技），公司研发设计和制造的精密光学器件包括透镜、棱镜和平片，具有高面型、高光洁度、高性能镀膜指标特点，应用于光刻机、高分卫星、探月工程、民航飞机等国家重大战略发展领域；研发制造的精密光学镜头包括显微物镜、机器视觉镜头、成像镜头和监测镜头系列产品，具有高精度、高分辨率、成像质量优质的技术特点；精密光学系统主要包括半导体检测光学模组、医疗检测光学系统模组、生物识别光学模组、AR/VR光模组及光学检测设备等，覆盖多个科技前沿应用领域中光学模组和光学设备的设计、装学镜头、光电系统、光学元组件研发生产的高新技术企业，产问一号”等，核心客户包括中国科学院及各大集团科研院所；非车载、红外、机器视觉、投影光机等领域，广泛应用于智慧城质降本增效”战略的推进。在业务层面，公司定制产品业务回暖，高毛利率定制产入占比提升，同时某国际知名电子消费品厂商对玻璃光学元件的需求增长，推动光在投资方面，公司参股企业业绩增长，公允价值变动收益及投资收益增加，为盈利提供助力。公司承担的国家重点研发计划及其他研发项目获得政府补助支持，进一业至臻光学专注于智能高端光学设备及超精密光学元件的生产，涵盖超精密光学镜滤光片及相关光学组件。目前，至臻光学的超精密离子束抛光机已成功突破国外锁，为半导体、高端光学系统等领域提供核心支持。同时，公司承担的国家重点划及其他重大科研项目获得政府补助，进一步增强技术创新能力。未来，福光股410专注真空镀膜设备。汇成真空主要产品为以真空镀膜技设备以及配套的工艺服务。公司长期致力于溅射镀膜技术、蒸发镀膜技术、离子镀膜技术、柔性卷绕镀膜技术以及成膜工艺的研究和应用，目前公司生产的真空镀膜设用于智能手机、屏幕显示、光学镜头等消费电子领域，以家居建材和生活用品为他消费品领域，航空、半导体、核工业、工模具与耐磨件、柔性薄膜等工业品领及高正、科研院所等领域。下游产品应用具体包括智能手机、摄像头、屏幕显示配件、航空玻璃、磁性材料、半导体电子传感器、光刻掩膜技术积累丰厚，客户分布较广。公司真空镀膜设备销售客户业应用经验形成了公司丰富的技术和工艺储备。其次，公司产品涵盖了蒸溅射镀膜、离子镀膜等主要真空镀膜技术及其组合应用，设备形态包括了线，满足不同客户的需要。经过长期的自主研发，公司拥有多项与真空镀膜设关的核心技术，包括真空腔体及真空系统设计技术、真空环境机械装置设系统设计技术、电弧蒸发源设计技术、磁控溅射靶设计技术、弧光电子束装置技术、卷对卷真空镀膜设备设计技术、真空连续生产线设计技术等核客户优势明显。公司主要客户包括苹果公司、富士康、比亚迪、捷普、沃格光电、日久光电、宏旺等国内外知名企业和科研院所，多为行业内知名的生产企业生产能力、产品和服务质量、技术创新、快速响应等多方面的型知名企业的认可，并进入了其供应链体系。优质的客户资源一方面保证公内先进的技术及应用前沿，提升公司技术研发水平，另一方面也不断促进公于国外企业存在技术交流和后续服务不足的弱点，公司充分发挥本土厂商熟技术团队，能为广大客户提供更全面、更及时、更具个性化元组件与光纤器件研发、生产和销售的高新技术企业。产品涵盖平面光学元件、球面光学元件、模压玻璃非球面透镜、光纤器件等，广泛应用于光通信、光纤激光、量子信息科研、生物医疗、消费类光学、半导体设备等领域。其光学产品在量子计算、求增长的市场机遇，进一步扩大光通信业务规模；生物医疗、半域业务持续开拓，光学模组产品收入增速明显；产品结构优化，经营效率续投入。在激光器噪声控制、光纤透镜制造、光波导生产等关键领域，公司集成”的垂直整合，提升协同效应，降低成本，并增强市场竞争力。此次并购顺5432105432100公司重点布局汽车应用、泛半导体制程、医疗健康三大领域，产品涵盖半导体激光元器件、激光光学元器件，以及激光雷达、集成电路、显示面板和医疗设备等光子应用解决方案，广泛应用于先进制造、医疗健康、科学研究、汽车应用及消费电子等领域，作为相关产品价格下滑，导致收入减少、毛利率下降；二是瑞士并购纳入的汽车业务呈毛利，以及新加坡资产并购后运营时间较短，固定成本摊销较大，拖累整体毛利率用方面，公司完成两次并购后，职工薪酬及运营成本增加，同时持续加大研发投入，以聚焦核心技术突破和新型应用领域布局。财务方面，闲置资金减少及并购贷款增加范围，进入光通信、汽车投影照明等新的市场领域，同时在泛半导体制程、医疗健康等进技术和产品也会大大推动公司继续向中游光子技术应用解决方案发展，促进公司做强永新光学是一家专注于科学仪器和核心光学元组件业务