光刻机产业专题报告：光刻机市场迎国产化机遇

摘要：摩尔定律（Moore'sLaw）：1965 年，英特尔联合创始人戈登·摩尔（GordonMoore）提出著名的摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的电子元件的数目，约每隔 18-24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。半导体行业大致按照摩尔定律发展了半个

光刻技术简介

摩尔定律（Moore'sLaw）：1965 年，英特尔联合创始人戈登·摩尔（GordonMoore）提出著名的摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的电子元件的数目，约每隔 18-24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。半导体行业大致按照摩尔定律发展了半个多世纪，对二十世纪后半叶的世界经济增长做出了贡献，并驱动了一系列科技创新、社会改革、生产效率的提高和经济增长。个人电脑、因特网、智能手机等技术改善和创新都离不开摩尔定律的延续。不断迭代创新的光刻技术使摩尔定律持续实现。

光刻(Lithography)是一种图像复制技术，是集成电路工艺中至关重要的一项工艺。简单地说，光刻是将掩模版上具有各种电子特性的区域图（即电路图形），按比例精确微缩并曝光成像在晶圆上，完成集成电路工艺图形化转移的第一步。其原理与照相十分类似，但精细度要求较高。相机的原理，是被摄物体被光线照射所反射的光线，透过相机的镜头，将影像投射并聚集在相机的底片（感光元件）上。而光刻机的原理是将高能激光（Laser）穿过掩模版（Reticle），将掩模版上的电路图形透过聚光镜（Projection lens），将影像缩小十六分之一后成像（影像复制）在预涂光阻层的晶圆（Wafer）上。对比相机和光刻机，被拍摄的物体相当于掩模版，单反镜头等同于聚光镜，底片就是预涂光阻层的晶圆。值得注意的是，光刻过程只是投影，并没有刻的过程，刻的过程是在刻蚀机完成的。

光刻在芯片制造过程中耗时最长、成本占比最高。在芯片制造过程中，一般需要进行 20-30 次光刻才能完成各层图形的传递，每一次都需要经过一整套复杂的工艺过程,包括沉积、涂胶、曝光、显影、刻蚀、离子注入、光刻胶移除等重要步骤。在芯片制造过程中，光刻是最复杂、昂贵和关键的工艺，光刻的成本约为整个制造工艺成本的 1/3，耗费时间约占整个制造工艺时间的40%-60%。(1) 沉积：将硅或是其他材料通过沉积的方式加在晶圆上,作为这一层的基材(基底材料)。并在其上层产生氧化层(二氧化硅)作为绝缘层。(2) 涂胶：将光刻胶均匀旋涂在氧化层(二氧化硅)上。(3) 曝光：使用高能激光透过掩模版，将光罩上的线路图形转移到光刻胶上，光刻胶被激光照射到的部分会产生感光。 (4) 显影：加入显影液，将没有被感光的光刻胶溶解去除。此时，氧化层(二氧化硅)上只留下了被感光的光刻胶区域，即掩模版上的线路图图形。(5) 刻蚀：使用化学或物理溅射方式将没有被光阻保护的氧化层(二氧化硅)部分去除。 (6) 离子注入：在没有被光刻胶或氧化层保护的部分注入离子,在硅层产生半导体层。 (7) 光刻胶移除：离子注入之后，已经不再需要光刻胶作为保护层，这时将多余的光刻胶去除。

与其他技术路线相比，光刻技术更适合大规模量产。由于采用了投影的方式，一片晶圆经过光刻工艺之后，便完成了成千上万个芯片的曝光工作，效率较高，远超电子束刻蚀、纳米压印等其他技术路线。高效率意味着更低的成本，因此光刻技术路线是目前厂商大规模量产的主流选择，其地位不可撼动。以ASMLNXT1980Di 的官方数据为例，其产能是每小时 275 片，前置条件是单片晶圆曝光96个区域，同时每平方厘米能给 30 焦耳的能量。目前没有一个其他的技术路线，包括电子束刻蚀和纳米压印能做到这样的量产规模。

光刻的工艺水平决定芯片的制程与性能

光刻分辨率（Resolution）表示能清晰投影最小图像的能力，是光刻机最重要的技术指标之一，决定元件的最小特征尺寸与芯片的集成度。对于理想的成像系统，一个点所成的像是一个完美的点，但实际光学系统中使用的透镜具有一定大小的孔径，由于光的衍射现象，系统所成的像不再是理想的几何点像，而是具有一定大小的光斑（艾里斑）。当两个点过于靠近时，其所成的光斑重叠在一起，就可能分辨不出是两个点所成的像，即光学系统中存在着极限分辨率。瑞利准则（Rayleigh Criterion）规定，当一个艾里斑的中心与另一个艾里斑的第一级暗环重合时，达到极限点，此时两个光斑刚好可以被分辨，再近就不能分辨了。其中，能够区分两个光斑的最小距离，就是分辨率。分辨率决定了元件的最小特征尺寸，进而决定了芯片的集成密度。我们沿着摩尔定律不断追求晶体管数目翻倍的过程，其实就是在追求越来越高的分辨率。

光刻分辨率由光源波长、数值孔径、光刻工艺因子决定。根据瑞利准则，分辨率公式为 R=k1*λ/NA，其中λ为光刻机使用的光源波长；NA(Numerical Aperture）是光学器件的数值孔径，描述了它们能够收集光的角度范围，表示可以收集多少光，公式为 NA=n*sinα，n 为投影物镜系统像方介质的折射率，α为投影物镜像方半孔径角；k1代表光刻工艺因子，是众多其他影响因子的汇总，如光刻胶的聚合度，分子量，颗粒度，感光剂，以及硅片的平整度，光的入射角度，杂质/灰尘的影响量等。k1与使用方（芯片制造公司）的工艺密切相关，不同的公司，该参数差异较大，理论上对于单次曝光，k1的最小极限约为0.25。通过缩短光源波长、增大数值孔径、减小光刻工艺因子可以提高光刻分辨率。(1) 缩短光源波长：早期的光刻机为了提高分辨率，把资源都集中在如何缩短光源波长λ方面，于是光刻机的波长一路降低，从早期的高压汞灯g 线的436nm，i 线的 365nm，到准分子激光器 DUV KrF 的 248nm，ArF 的193nm，再到193nm浸没式等效出 134nm，到现在出现了极紫外 EUV 的13.5nm。

(2) 增大数值孔径：数值孔径 NA 和光刻机投影系统的设计有密切关系，随着成像系统越来越复杂，内部涉及的棱镜与反射镜越来越多，NA 值逐渐提高、sinα接近理论极限值。通过改变环境的折射率可以改变数值孔径，折射率越大NA 越大。浸入式光刻机将光学系统浸入水中，通过水来进行折射，从而实现更高的折射率，提高数值孔径。从 ArF 到 ArFi，由于引入水介质（n=1.33）使得 NA 值提高了 45%。

(3) 减小光刻工艺因子：计算光刻 OPC--由于光刻采用光学的方式曝光，存在光学邻近效应，使得最终图案与设计图案存在差异，通过在掩膜上增加辅助结构来消除图像失真，从而获得更好的加工精度；离轴照明OAI--通过采用特殊光源让正入射方式光变成斜入射方式，在同等数值孔径内容纳更多的高阶光，以此提高分辨率；相移掩模 PSM—通过改变掩模版结构，在其中一个光源处采用 180 度相移，使两处光源产生的光产生相位相消，使两个光源可以有效区分开，以此提高分辨率。通过不断提升光刻工艺的分辨率，进而提升芯片的性能。由于光刻的分辨率直接决定元件的最小特征尺寸，元件的特征尺寸越小，元件间的距离越近。电子在元件中的运动是从元件的一端通过一段沟道送到另一端。元件两端距离越短，传送时间越短；元件与元件间的距离越近，传送时间亦越短，因此数据传递的速度也越快。此外，元件的特征尺寸越小，单位面积上可容纳的电子元件数目越多（集成度越高）。对于存储芯片来说，意味着存储速度和存储量不断提升；对于处理芯片来说，便可在一个芯片中制作多个处理单元，即二核心、四核心、八核心等多核架构，多核架构的处理芯片能够同时处理多个任务(多工)，显著提升了处理速度。

制程技术决定半导体行业的发展水平

工艺节点（Node）是反应集成电路技术工艺水平最直接的参数。节点的尺寸数值和晶体管的长宽成正比，每一个节点基本上是前一个节点的0.7 倍。由于长宽均成正比，0.7X0.7=0.49，所以每一代工艺节点上晶体管的面积都比上一代大约缩小一半，即单位面积上的晶体管数量翻了一番，这也是著名的摩尔定律的基础所在。一般而言，大约 18-24 个月，工艺节点就会发展一代。目前主流的节点为0.35um、0.25um、0.18um、90nm、65nm、40nm、28nm、20nm、16/14nm、10nm、7nm等。工艺节点的发展围绕着关键指标 PPAC 进行。PPAC 是性能（Performance），功耗（Power），面积尺寸（Area）以及成本（Cost）的缩写。芯片的发展思路是，在不断提高晶体管密度（不完全等于缩小晶体管）的情况下，保证晶体管的性能不变或提升，并保证成本可接受。当前的先进工艺节点只是等效工艺节点，而非真正的Gate Length。在工艺发展的初期，节点的数值一般指晶体管栅极的最小长度（Gate Length）。晶体管的缩小不但提升了晶体管密度，也降低了功耗、提升了性能。但随着尺寸的不断微缩，短沟道效应和量子隧穿效应开始愈发显著，直接缩小晶体管非但不能提升性能，反而会导致严重的漏电，进而影响性能。近几年，随着HKMG 和FinFET 等关键技术的发明和应用，在晶体管的实际 Gate Length 并没有改变多少的情况下，晶体管密度提高、体积缩小、性能提升、功耗降低，因此也被叫做等效工艺。

制造厂商出于商业宣传的考量，开始使用一些图形的特征尺寸（FeatureSize）来表示工艺节点，往往用最致密周期图形的半间距长度来作为工艺节点的数值，且不同制造厂的工艺节点换算方法不一，便导致了很多理解上的混乱。同时这也导致了虽然工艺节点的发展依然按照 0.7 倍的规律前进，但实际上晶体管的面积以及电性能的提升远远落后于节点数值变化。根据Intel 的数据，其20nm工艺的实际性能等效于三星 14nm 和台积电 16nm 工艺的性能。28nm 是工艺节点的重要分水岭，在性价比方面与下一代工艺有着较大的差别。大量不需要特别高性能而对成本敏感的产品（如 IOT 领域的芯片）会长期对28nm工艺保持需求，因此 28nm 节点会成为一个长节点，在未来比较长的一段时间内都会被广泛应用，其淘汰时间也会远远长于其它工艺节点。这是因为：（1）65nm 工艺及以前：工艺节点的数值和光刻机的最高分辨率一致。由于镜头NA 没有太大的变化，所以工艺节点主要由光源的波长决定。ArF 193nm 的波长可以实现的最高工艺节点是 65nm。（2）45-28nm 工艺：由于短沟道效应和量子隧穿效应，光源波长难于进一步突破，业界采用了浸入式技术，将等效的光源波长缩小到了134nm。同时，在相移掩模和 OPC（光学临近效应修正）等技术的协同助力下，在光源波长不变的条件下，业界将工艺节点一直推进到了 28nm。（3）28nm 工艺以后：由于单次曝光的图形间距无法进一步提升，所以业界开始广泛采用多重曝光工艺（即多次曝光和刻蚀）来产生更致密的图形。但多重曝光工艺导致了掩模和生产工序的增加，直接导致了成本的剧烈上升以及良率的下降。同时，节点的提升并没有带来芯片性能成比例的增加，所以目前只有对芯片性能和功耗有着极端要求的产品才会采用这些高阶工艺节点技术。于是，28nm便成为了工艺节点的重要的分水岭，在性价比方面与下一代工艺有着较大的差别。

多重曝光工艺可跨越光刻机极限分辨率，实现更小线宽

当光刻机性能不足时，多重曝光是变相提升芯片制程的唯一办法。在实现摩尔定律的路径上，除了光刻机本身的升级，不同工艺路线的多重曝光工艺亦可以实现更小线宽。多重曝光是指将原本一层光刻的图形拆分到多个掩模版上，利用多次曝光和刻蚀来实现原来一层设计的图形，以获得更小的线宽，更高的分辨率。在 EUV 光刻机量产之前，DUV 光刻机可以实现最高分辨率的是ASML 的DUV浸入式光刻机（光源为 193nm，NA 为 1.35，设备型号为 NXT1950 到NXT2000），其单次曝光能够实现的分辨率极限是 38nm。38nm 以下的工艺节点则需要通过多重曝光工艺实现。光刻机的套刻精度决定能否使用多重曝光工艺。套刻精度（Overlay Accuracy）是指前后两道光刻工序之间彼此图形的对准精度，如果对准的偏差过大，就会直接影响产品的良率。对于高阶的光刻机，一般设备供应商就套刻精度会提供两个数值，一种是单机自身的两次套刻误差，另一种是两台设备（不同设备）间的套刻误差。

多重曝光工艺通常分为 LELE 和 SADP 两种类型：（1）LELE（Lith-Etch-Lith-Etch，光刻-刻蚀-光刻-刻蚀）：将设计图案拆分在两块掩模版上，通过在光刻工艺中曝光光刻胶，然后蚀刻硬掩模，将第一层图案转移到硬掩模 1 上。然后将第二层图案与第一层图案对准并通过第二次光刻曝光和刻蚀转移到硬掩模 2 上。最终在衬底上进行刻蚀，得到的图案密度是原始图案的两倍。LELE 的缺点是增加了光刻工艺的使用，并且对每次光刻图形之间的套刻误差也有更高的要求，因此增加了工艺的复杂度和成本。（2）SADP（Self-Aligned-Double-Patterning，自对准双重成像技术）：自对准双重成像技术是通过沉积和刻蚀工艺在心轴侧壁上形成的间隔物，然后通过一个额外的刻蚀步骤移除心轴，使用间隔物来定义所需的最终结构。因此特征密度增加了一倍。SADP 技术主要用于 FinFET 技术中的鳍片形成、线的互连以及存储设备中的位线/字线的形成，其优点在于避免了在 LELE 期间时可能发生的掩模不对齐，难点在于工艺过程对侧壁沉积的厚度、刻蚀形貌的控制极其重要。

相较于多重曝光工艺，EUV 在工艺和成本上更具优势。根据ASML，若完全使用浸没式 DUV 光刻机实现 7nm 制程，需要经过 34 次光刻和59-65 次对准套刻，较高的工艺复杂度显著提高了损失良率的风险，因此继续使用浸没式DUV 光刻机不具备实际经济效益。相比之下，EUV 光刻机大大减少了工艺的复杂程度，得益于光源波长为 13.5nm，单次曝光的分辨率极限可以达到 13nm，因此对于7nm 制程中的特征尺寸，仅需要 9 次光刻和 12 次对准套刻，更少的工艺步骤和更好的成像质量对成本和最终良率极其有利。相较多重曝光，EUV 能降低15%-50%的成本，缩短3-6倍的周期时间，使产品更快量产。此外，若同时使用EUV 和SADP，可实现更小的特征尺寸，使芯片制程向 5nm/3nm 继续发展，摩尔定律也得以继续存活。

光刻机作为光刻工艺的核心设备，是所有半导体设备中难度最高、最难突破的一环。其原理是将高能镭射光穿过掩模版，经过物镜补偿各种光学误差，从而将掩模版上的图形缩小 1/16 后成像在预先涂制好光刻胶的晶圆上。光刻机是数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、算法、图像识别领域等多项顶尖技术的集大成者。

发展历程与趋势：从 UV 到 EUV，正在向High-NA EUV 发展

根据所用光源改进和工艺创新，光刻机经历了五代产品发展，每次改进和创新都显著提升了光刻机所能实现的最小工艺节点。（1）接触式光刻机：曝光方式为掩模版与半导体基片之间靠控制真空度实现紧密接触，使用光源分别为 g 线和 i 线。接触式光刻机由于掩模与光刻胶直接接触，所以易受污染，掩模版和基片容易受到损伤，掩模版寿命短。（2）接近式光刻机：曝光方式为掩模版与半导体基片之间为非紧密接触状态，掩模版不容易受到损伤，掩模版寿命长，但由于掩模版与基片之间有一定间隙，成像质量受到影响，分辨率下降。（3）扫描投影式光刻机：中间掩模版上的 IC 版图通过光学透镜成像在基片表面，有效地提高了成像质量，投影光学透镜可以是 1∶1，但大多数采用精密缩小分步重复曝光的方式（如 1∶10，1∶5，1∶4）。IC 版图面积受限于光源面积和光学透镜成像面积。光学曝光分辨率增强技术的突破，把光刻技术推进到深亚微米及百纳米级。（4）步进式扫描投影光刻机：以扫描的方式实现曝光，可以增大曝光面积和曝光效率，通过采用 193nm 的 ArF 准分子激光光源，实现光刻过程中掩模和硅片的同步移动，并同时实现将掩模图像缩小投影在硅片上，进行分步重复曝光，将芯片的最小工艺节点提升一个台阶。利用浸没式光刻技术，通过在光刻机投影物镜最后一个透镜下表面与硅片光刻胶之间充满高折射率的液体（如去离子水），进一步提高了光刻分辨率，把 193nm 光源的光刻工艺节点进化到22nm。（5）EUV 光刻机：采用波长为 13.5nm 的激光等离子体光源作为光刻曝光光源。即使其波长是 193nm 的 1/14，几乎逼近物理学、材料学以及精密制造的极限，将最小工艺节点推进至 7nm 仍然面临着种种难题。荷兰ASML 公司用于7nm工艺的EUV 光刻机共有 10 万个零件，其中 90%的关键设备来自世界各国。目前，EUV 光刻机可支持芯片制造商将芯片制程推进到3nm 制程左右，但是如果要继续推进到 2nm 制程甚至更小的尺寸，就需要更高数值孔径的High-NAEUV光刻机。相比目前 NA 为 0.33 的 EUV 光刻机，High-NA EUV 光刻机将NA 提升到0.55，可以进一步提升分辨率与成像能力，从而实现更先进制成的生产。当前该技术由阿斯麦公司研发中，公司预计在 2025 年实现出货。

产业链涉及范围广，所需供应组件众多，供应链管理难度高

光刻机产业链主要包括上游材料与组件、中游光刻机整机以及下游光刻机具体应用三大环节。光刻机涉及的内部零件种类众多，且越高端的光刻机组成越复杂，其核心组件包括光源系统、双工作台、物镜系统、对准系统、曝光系统、浸没系统、光栅系统等，其中光源、晶圆曝光台、物镜和对准系统的技术门槛较为显著。因此，光刻机企业往往具备高外采率、与供应商共同研发的特点。例如 ASML 公司用于 7nm 工艺的 EUV 光刻机共有 10 万个零件，其中90%的关键设备来自世界各国，在全球上、下游产业链共有 5000 多个供应商，分别提供的用于生产光刻系统的材料、设备、零部件和工具，ASML 只负责中游整机设计与各模块集成。

整体结构：多种先进系统的精准组合

光刻机是最复杂的工业产品之一，其本体由光源系统、曝光系统和工作台系统三大核心系统组成，主要性能指标有分辨率、套刻精度和产率。其中，光源系统负责发射紫外光束，曝光系统（主要包括照明系统和投影物镜系统）负责缩小光束，工作台系统负责承载晶圆。这三大系统的研发制造难度大，目前国际上只有少数几家企业掌握核心技术，例如全球领先的准分子激光器厂商—美国Cymer公司，掌握光源系统的核心技术；德国 Zeiss 公司研发制造的物镜系统在业内遥遥领先；荷兰 ASML 研发的双工作台系统则是工作台系统的代表。此外，还有环境与电气系统、光刻计算（OPC）与掩膜优化（SMO）软件、显影涂胶设备提供支持。具体来看，紫外光从光源系统生成后，被导入照明系统，在这里，光需要被整理，包括改变光的形状、实时测量光强度、调整光的均匀度，离开照明系统的光还必须控制部分的遮挡与开合，以提供掩模版的扫描。扫描穿过掩模版的光会进入投影物镜系统。投影物镜系统将光聚焦在晶圆表面预涂的光阻上，实现把掩模版上的图案成像在晶圆上。

光源系统：稳定产生特定波长的光线

光源系统的功能是稳定产生光刻所需的特定波长的光线。从高压汞灯光源到DUV深紫外光光源再到 EUV 极紫外光源，光刻机的光源系统不断发展进化。目前，全球仅美国 Cymer 公司具备 EUV 光源产业化能力，而DUV 光源除Cymer 外，日本Gigaphoton 厂商也能生产。（1）UV 光刻机采用高压汞灯作为光源。高压汞灯能提供254～579nm 波长的光。使用滤波器可以选择性的使用 i 线（365nm）、h 线（405nm）或g 线（436nm）为光刻机提供照明光源。高压汞灯的本质是一种气体放电电光源，汞蒸气被能量激发，汞原子最外层电子受到激发从而跃迁，落回后放出光子。放电管内充有启动用的氩气和放电用的汞。（2）DUV 光刻机大多采用准分子激光器（ArF、KrF）作为光源。其工作原理是向惰性气体（Ar、Kr）和卤素气体（Cl2、F2）的混合气体施加高压短脉冲，产生惰性元素的卤化物（ArF、KrF），这些化合物同时具备激发态（E1）和基态（E0），由于基态的化合物不稳定，容易分解为单质，激发态向基态跃迁的过程将持续进行，并释放出特定波长的光子（193nm、248nm）。目前，全球能生产光刻用高重频准分子激光器的公司仅有美国Cymer 公司和日本Gigaphoton 公司，其最新型号光源的输出功率已达到120W，脉冲频率6000Hz，脉冲持续时间 100-150ns。Cymer 公司于 2013 年被ASML 收购，目前占据了光刻机光源 80%以上的市场份额。科益虹源是我国国内唯一、全球第三家从事光刻准分子激光技术全链条研发和产业化的公司，193nm ArF 准分子激光器完成出货，打破海外垄断局面。

（3）EUV 光刻机采用高纯度锡（Sn）电离产生的极紫外光作为光源，是目前世界上领先的光源。极紫外光的本质不是激光，但其产生的过程需要用到高功率激光器。目前获取 EUV 光源的主流方案是 CO2激发的 LPP（激光等离子体）光源。其工作原理是，在真空腔体中，熔融锡液滴以每秒5 万次的频率从发生器中等间隔喷射出来，每个锡滴的大小保持在 7.5-13μm 左右。当锡滴经过中心区域时，被 20kW 以上的高功率 C02激光器的两个连续脉冲击中，第一个低强度预脉冲撞击圆形锡滴使其膨胀，变成薄饼型；接着第二个高强度主脉冲以全功率撞击薄饼锡。两次高能激光脉冲可将该锡滴瞬间加热至 50000K，从而使锡原子跃升至高能态，在回归至基态的过程中释放出 13.5nm 的极紫外光，经收集镜导入到曝光系统中。EUV 光源系统主要由主脉冲激光器、预脉冲激光器、光束传输系统、锡液滴靶、锡回收器、收集镜等构成。目前主流的 EUV 光源系统由荷兰ASML 公司、德国TRUMPF公司和德国 Zeiss 公司合作研发制造而成。其中，ASML 作为集成商提供扫描仪和生成液滴的组件，Zeiss 提供 EUV 镜头，TRUMPF 提供专门定制的CO2激光器。

照明系统：优化成像过程

照明系统为投影物镜成像提供特定光线角谱和强度分布的照明光场。照明系统位于光源与投影物镜之间，是复杂的非成像光学系统，主要功能是为投影物镜成像提供特定光线角谱和强度分布的照明光场。在过程中，对光束进行扩束、调整光的形状、提升光的均匀度、控制曝光剂量，并提供稳定照明。

照明系统的组成部件包括：（1）光束处理单元：与光源相连，主要实现光束扩束、光束传输、光束稳定和透过率控制等功能，其中光束稳定由光束监测和光束转向两部分组成。（2）光瞳整形单元：光刻机需要针对不同的掩膜结构采用不同的照明模式，以增强光刻分辨力，提高成像对比度。光瞳整形单元通过光学元件调制激光束的强度或相位分布，实现多种照明模式。不同的照明方式，比如圆形、环形、二级、四级光源下，光刻机分辨率不同。例如：光穿过掩模版上的图案时会产生衍射效应，线宽越小，衍射角度越大，1阶衍射光超过投影物镜外就无法成像。如果将点光的形状改成环状光或其他形状，1阶衍射光就可以被收进物镜且图像对比度清晰。（3）光场匀化单元：用于生成特定强度分布的照明光场。引入透射式复眼微透镜阵列，每个微透镜将扩束准直后的光源分割成多个子光源，每个子光源经过科勒照明镜组后在掩膜面叠加，从而实现高均匀性的照明光场。（4）中继镜：在掩膜面上形成严格的光束强度均匀的照明区域并将中间的平面精确成像在掩模版平面。

投影物镜系统：实现光线的聚焦

投影物镜系统的功能是实现光线聚焦，其性能决定光刻机的分辨率及套刻精度，是精准成像的关键。投影物镜要将照明模组发射出的1 阶衍射光收进物镜内，再把掩模版上的电路图案缩小，聚焦成像在晶圆上的光阻层上，并且需要补偿光学误差。投影物镜主要由多枚镜片组成，典型的投影物镜包含近30 块镜片，60个光学表面，最大直径达 0.8m。

物镜的特点是直径大、镜片多、镜片可动。ASML DUV 光刻机中的先进机种的投影物镜直径大于 40cm，增加投影物镜的直径可以提高数值孔径，进而提高光刻机分辨率。此外，ASML DUV 光刻机投影物镜的高度超过1 米，镜片数量超过15片，单个透镜的光学特性会导致图像失真，需要组合透镜来修正图像形变。采用可动镜片可以消除镜头组装及光刻生产等过程中所产生的各种像差。可动镜片覆盖了垂直修正、倾斜修正和多向修正。不同的光刻机采用不同的投影物镜系统方案。DUV 光刻机物镜系统主要由多个透镜组成，NA 一般在 0.6-1.3 之间，分辨率可支持的极限工艺制程在10nm左右；EUV 光刻机使用 13.5nm 的极紫外光，由于极紫外光无法通过普通的光学材料，因此其物镜系统主要由多个反射镜组成，NA 一般在 0.25-0.35 之间，分辨率可以突破到 10nm 以下。EUV 反射镜目前全球仅 Zeiss 一家具备产业化能力，DUV透镜除Zeiss 外 Nikon、Canon 等厂商也具备制造能力。

投影物镜系统技术壁垒高，德国 Zeiss 为业内龙头，国内茂来光学正在发力。随着分辨率要求不断提高，光刻机投影物镜结构越来越复杂，对光学材料、光学加工、光学镀膜等要求达到目前工业水平的极限，是光刻机中技术壁垒最高的零部件之一。目前的技术难点主要集中在以下两个方面：（1）镜头平整度作为重要参数之一，对光刻过程中的图案分辨率和图案形状控制有着至关重要的影响。在光刻过程中，光线通过物镜进入光刻胶层，形成所需的图案，如果物镜表面不平整，会导致光线通过物镜后发生散射或偏折，使得光线聚焦到不同的位置，从而影响图案的分辨率和形状控制。顶级单反相机镜头加工产生的像差在 200nm 以上，而 ASML 的 ArF DUV 投影物镜像差在2nm 内。高端光刻机镜头的价值量接近 0.6 亿美元，成本占比大。（2）制造高质量的物镜需要先进的工艺和精密的设备，一般来说加工流程包括高精度机床铣磨成型、小磨头抛光、磁流变抛光、离子束抛光、镀膜等步骤，离子束抛光是其中的关键步骤，离子束抛光利用离子轰击需要抛光的物体表面，以快速地去除材料表面的缺陷和凸起，同时不会产生新的表面缺陷。新一代EUV光刻机的反射镜的面形精度为 PV 小于 0.12nm，表面粗糙度小于30pm，原子级别的光洁度，全球仅 Zeiss 能达到。国内茂莱光学 PV 小于30nm，表面面形RMS 小于5nm，表面粗糙度小于 0.5nm，供货上海微电子，应用于i 线光刻机物镜中。

工作台系统：承载晶圆、精确对准

工件台主要起承载晶圆的作用。每一次曝光前都需要将硅片和工件台对准，而后通过将光罩和工件台对准以实现光罩和硅片的对准，从而将图形精确地复制到需要光刻的区域。与单工作台相比，双工作台（Twinscan）效率提高了35%，精度提高了10%，有效提高了光刻机的产能。光刻机双工作台由两个工件台组成，两个工件台同时独立工作，负责完成步进运动、曝光扫描、对准扫描、上下硅片等功能。工作台分为 1 号和 2 号，2 号工件台处于物镜下方，对晶圆进行调平调焦、曝光、刻片等操作，与此同时 1 号台进行待刻晶圆的上片下片；当2 号台刻片完成，工件台系统进行换台，1 号工件台换到物镜下方进行刻片，2 号台进行上片下片，如此循环往复实现光刻机的高效生产。 ASML 是全球首家应用双工件台的企业，注册了大量的专利，并且在磁悬浮驱动方面积累了大量技术，优势显著。近年来，Nikon 也推出了Tandem Stage工件台，相较其过去工件台有大幅性能提升。

双工作台的技术难点在于需要速度快、对准精度高以及运动稳定：（1）速度快：目前全球领先的 DUV 光刻机，晶圆的光刻生产速度为300片/h，1个影像单元的曝光成像约 0.1 秒，实现这个成像速度，晶圆平台需以高达7g的加速度高速移动。7g 的加速度意味着从 0 加速到 100km/h 只要约0.4 秒，F1赛车需要 2.5 秒。（2）精确对准：面临的难点有偏移——芯片制造需一层层向上叠加，每次重叠的误差称为套刻精度，要求是 1-2nm。晶圆从传送模组到晶圆平台上，会产生机械误差，一般是数千纳米的偏移。高低差——投影物镜太大，对焦点上下可接受的影像范围小于 100nm。而晶圆表面高低不平，累加晶圆平台的高低差，晶圆表面不同位置的光阻高度可相差 500-1000nm。因此每次曝光前，须针对每片晶圆做精密量测，截取到晶圆每一个区块纳米等级的微小误差，在曝光阶段实时校正。（3）运动稳定：稳定运动——利用 balance mass 吸收平衡晶圆平台所施加于机座的反作用力，使整座机台完全静止。稳定定位——晶圆要在完成量测后，要在极短的曝光时间内完美定位，ASML 光刻机可达到精度为0.06 纳米的传感器确认精准定位。稳定运作——晶圆平台为减少磨损采用悬浮的移动方式，达成较高速的运动和持久稳定的运作。

市场规模：千亿市场高速增长

2023 年光刻机市场规模 257 亿美元，占晶圆生产设备总市场的24%。光刻机市场前三大供应商（荷兰阿斯麦 ASML、日本佳能 Canon、日本尼康Nikon）占据了绝大多数市场份额，2011-2023 年，三大供应商的光刻机营收合计由89 亿美元增长至 257 亿美元，对应 CAGR 为 9.2%。目前在半导体设备细分市场中，光刻机设备在半导体设备总市场的24%，为市场占比最大的细分设备。近年来，光刻机市场在半导体总市场中的占比持续提升。尽管目前已有部分晶圆厂调整未来资本开支，但考虑光刻机交期长、战略意义高，预计 2025 年光刻机市场需求依然维持高位。根据Market Intelligence，预计2022-2028 年全球光刻机市场规模 CAGR 有望达到 6%。

光刻机的出货量与营收稳步提升。ASML、Canon、Nikon 三大光刻机供应商占据了绝大多数市场份额，出货量稳步提升，从 2019 年的359 台增长至2023年的667台， CAGR 达 16.75% ，其中 ASML 出货量增长较为明显，出货量分别为229/258/309/345/449 台，对应 CAGR 为 18.33% ；Canon 出货量分别为84/122/140/176/187 台，对应 CAGR 为 22.15%，增长主要来自成熟光刻机；Nikon出货量分别为 46/33/35/30/31 台，对应 CAGR 为-9.4%。相应的，三大供应商光刻机营收由 2019 年的 945 亿元增长至 2023 年的 1801 亿元，CAGR 达17.5%。

成熟制程的光刻机出货量增长明显。将这三家公司的出货量按光刻机类型分，结果显示，2019-2023 年，EUV 光刻机出货量分别为 26/31/42/40/53 台，ArFi光刻机出货量分别为 93/79/85/85/136 台，ArF 光刻机出货量分别为35/33/25/32/40台（其中 Nikon 含部分翻新机台）。

（1）从出货量结构来看，KrF 与 i-line 两类成熟制程的光刻机增长较快。2023年的出货量数据显示，KrF 光刻机占据大头，出货量达244 台；i-line 光刻机次之，出货量达 209 台。受限于产能，EUV 光刻机出货量较低，仅53 台。（2）从成长性来看，KrF 光刻机、i-line 光刻机、EUV 光刻机成长性较为突出，2019-2023 年出货量 CAGR 达 24.1%、19.6%、19.5%，ArF 出货量保持平稳。

EUV 光刻机单价增长明显，其余光刻机价格较为稳定。考虑EUV 光刻机在性能、功耗、生产成本、生产周期等方面优势突出，且由于独家供应商ASML 产能吃紧，在先进逻辑芯片、12nm DRAM 领域 EUV 光刻机供不应求。2018-2023 年，EUV光刻机平均售价（ASP）保持高位且持续攀升，由 2018 年的1.0 亿欧元提升至2023年的 1.7 亿欧元，与其余光刻机相比价格上涨较为明显。此外，EUV 销售量占比最小，金额占比最高，是光刻机行业市场规模的主要增长来源。根据ASML年报，2023 年 EUV 销售金额达 91.24 亿欧元，占全球光刻机市场规模的38%。

竞争格局：三大供应商占据主要市场，ASML 为绝对龙头

从光刻机出货量来看，根据 ChipInsights 数据，从供应商角度分析，2023年ASML、Nikon 和 Cannon 分别出货 449/46/187 台光刻机（其中Nikon 含部分翻新机台），ASML 具备明显优势，市占率为 66%。从营收来看，2023 年ASML、Nikon 和Cannon的光刻机营收分别为 229/14.4/13.9 亿美元，其中AMSL 以89%市占率绝对领先。两类市占率之间差异较大，主要是因为 EUV 单价明显高于其它光刻机。

ASML 在高端光刻机市场占据绝对优势，市占率有望继续巩固。从光刻机类型角度分析，ASML 是唯一的 EUV 光刻机供应商，处于垄断地位，同时多种光刻机均有出售，高端光刻机（EUV、ArFi、ArF）的出货量占据绝对优势，市占率分别为100%/92%/80%。据 ASML 财报数据，2023 年 ASML 各光刻机营收中，EUV 光刻机的营收占比近 42.6%，其次是 ArFi 的 42.1%，EUV 和 ArFi 作为高端机型，单价较贵，为 ASML 贡献了主要营收增长动力。作为 EUV 光刻机唯一的供应商，ASML技术领先、在手专利充足，因此在在高端光刻机的优势短期内难以被追平，未来有望随高端光刻机需求增长而持续获得市场份额，行业龙头效应将更加集中。

高强度研发投入铸起 ASML 光刻机技术壁垒。2006 年至2023 年，ASML 总计投入研发费用 245.48 亿欧元，平均研发费用率达到 15.5%。通过持续高强度研发投入，ASML 在高端光刻机领域构建起绝对领先的技术壁垒。根据ASML 官网，2013年ASML收购光刻机光源公司 Cymer 以提速研发 EUV 光源，构建起EUV 光刻机垄断地位。同时，ASML 仍在不断改进浸润式 ArFi 光刻机，从分辨率上，ASML 最新浸润式ArFi光刻机可支持至 5nm 先进逻辑工艺及先进 DRAM 制程；从生产效率上，最新NXT2100i 提供每小时 295 片晶圆生产效率，进一步领先其竞争对手。

Nikon、Canon 占据中低端市场。由于中低端光刻机的技术壁垒较低，竞争者数量较多，因此 Nikon 和 Canon 凭借价格优势占据中低端市场主导地位。其中，Canon在低端光刻机市场占据优势地位，但仅在 i-line 和KrF 两类光刻机上有所出货，且主要集中在 i-line 光刻机。Nikon 覆盖的光刻机产品类型较广，除EUV之外，其他类型的光刻机均有涉及，其中在 ArF 和 i-line 光刻机领域较为突出，但在出货量上远少于 ASML 和 Canon。目前 Nikon 在 ArFi、ArF 和KrF 领域已有不少产品对标 ASML 的产品，但其生产效率与 ASML 相比仍存在差距。

中国除港澳台地区光刻机进口规模大，替代空间广

ASML 在中国除港澳台地区地区营收的年复合增长率高于总营收的年均复合增长率。2016 年 ASML 在中国除港澳台地区地区的营收为8 亿欧元，2023 年为73亿欧元，2016-2023 年年均复合增长率为 37.01%，高于ASML 总营收的年均复合增长率22.13%。因此，中国除港澳台地区光刻机进口规模大，替代空间广。

陆资晶圆代工厂需求持续增高

陆资晶圆代工厂产能持续扩张。SEMI 数据显示，2023 年陆资300mm（12 英寸）晶圆的产能全球市占率为 22%，由于美国的出口管制，国内业者和政府投资的重点继续放在成熟技术上，推动 300mm 前端晶圆厂产能，预计未来300mm 晶圆厂产能增长至 256 万片/月，市占率提升至 25%。此外，2023 年陆资200mm（8 英寸）晶圆的产能为 109.7 万片/月，市场占有率为 22%，预计未来产能为123.7 万片/月。

晶圆厂产能扩张带动光刻机需求提升。陆资晶圆厂逆周期扩产，扩产潮持续高涨，中芯国际、长江存储、华虹集团等陆资晶圆厂纷纷投资扩产。大量晶圆厂的扩建、投产，将提升对光刻机的需求，有望为国产光刻机打开更大发展空间。

美日荷对华先进制程封锁，光刻机国产化势在必行

美日荷对华先进制程进一步封锁。2022 年 10 月 7 日，美国进一步收紧对中国半导体产业的出口管制，对 18nm 米及以下 DRAM、128 层及以上NAND 闪存、16nm或14nm 及以下逻辑芯片设备出口进行管控。2023 年 3 月，荷兰、日本相继加入美国对华芯片出口管制阵营。2023 年 6 月 30 日，荷兰政府颁布半导体设备管制新规，规定从 2023 年 9 月 1 日开始特定先进半导体设备的出口需先申请出口许可，ASML的 2000i 及后续推出的浸润式光刻机将无法对华出货。ASML 延长 DUV 光刻机出货，短期利好陆资晶圆厂顺利扩产。2023 年9 月1日，据环球时报报道，ASML 向《中国日报》确认，荷兰政府已颁发截至9 月1日所需的许可证，今年年底前仍能履行客户签订的合同，继续发运TWINSCAN NXT：2000i及后续推出的浸润式光刻系统至中国客户，EUV 仍在禁运清单内，但是也表明自2024 年 1 月 1 日起，ASML 将基本不会获得向中国客户发运这些设备的许可证。我们认为 ASML 获准继续交付先进 DUV 光刻机至年底，有望一定程度上缓解国内先进芯片制造项目扩产的光刻机瓶颈，利好国内晶圆厂顺利扩产。长期来看，半导体自主可控主线地位依旧，光刻机国产化势在必行。虽然制裁情况好于预期，行业危机暂缓，但并未完全解除，明年起高端光刻机仍面临断供风险，且 ASML 未来被限制为受控设备进行维护、修理和提供备件的隐忧仍在。长期来看，我国先进光刻设备仍受制于人，因此光刻机国产化势在必行。

举全国之力，国产光刻机产业链实现部分突破

我国的光刻机发展起源于 70 年代，伴随着半导体行业研究的兴起，我国于1977年研发成功第一台光刻机，1978-1985 年先后研制成功三台光刻机，当时我国的半导体产业虽然没有达到当时世界先进水平，但是差距并不大。80 年代底，由于信奉“造不如买”的发展理念，导致我国半导体行业停滞不前，直到2002年，国家开始重视光刻机的研发。至今 20 余年的时间里，我国在逐步缩小和国际光刻机巨头的差距。 “02 专项”--国家牵头，科研院所、关键公司参与，致力于推动光刻机产业链国产化。光刻机行业具有高壁垒、重资产、高风险的特征属性，其发展必须举全国之力，因此在 2006 年，国家决定实施科技重大专项《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目（又称“02 专项”），由各科研院所攻坚各子系统，由上海微电子（SMEE）负责整机组装。目前干法光刻机的子系统基本通过验收，产业化陆续落地，湿法光刻机各子系统的研发仍在进行。投资机会应重点关注上海微电子和各大科研院所的研究进展，以及其控股和参股的资产。

上海微电子是中国目前唯一前道晶圆制造光刻机整机制造商。上海微电子装备（集团）股份有限公司（简称 SMEE）主要致力于半导体装备、泛半导体装备、高端智能装备的开发、设计、制造、销售及技术服务。公司设备广泛应用于集成电路前道、先进封装、FPD 面板、MEMS、LED、Power Devices 等制造领域。2017 年 4 月，公司承担的国家 02 重大科技专项任务“浸没光刻机关键技术预研项目”通过了国家正式验收，目前正在加速产业化落地；2017 年10 月，公司承担的 02 重大科技专项“90nm 光刻机样机研制”任务通过了02 专项实施管理办公室组织的专家组现场测试；2018 年 3 月，90nm 光刻机项目通过正式验收，目前为国内获得验证通过的先进前道光刻机，对应公司 90nm SSA600/20 步进扫描投影光刻机实现量产。此外，公司目前在研可应用于 28nm 工艺节点制造的ArF 浸润式光刻机，若顺利量产则将国产光刻机推进至先进制程，将实现里程碑的迈进。

上海微电子自主研发的 600 系列前道制造光刻机，可批量生产90nm 工艺的芯片。目前上海微电子量产的 SSX600 系列步进扫描投影光刻机，采用四倍缩小倍率的投影物镜、工艺自适应调焦调平技术，以及高速高精的自减振六自由度工件台掩模台技术，可满足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 关键层和非关键层的光刻工艺需求。该设备可用于 8 寸线或 12 寸线的大规模工业生产。

上海微电子自主研发的 500 系列后道制造光刻机，占据80%以上国内市场。由于前道光刻机的产业化应用难度非常高，相比较而言，后道的先进封装对光刻机的应用越来越广泛，门槛也相对较低，可以先行进入。SMEE 抓住这个契机，开发了适用于先进封装行业的 500 系列光刻机。SSB500 系列步进投影光刻机主要应用于200mm/300mm 集成电路先进封装领域，包括 FlipChip、Fan-InWLP、Fan-OutWLP和 2.5D/3D 等先进封装形式，可满足 Bumping、RDL 和TSV 等制程的晶圆级光刻工艺需求。此前，后道光刻机完全依赖于进口，而今SMEE 已经占领了80%以上的国内市场。

上海微电子的前道光刻机与国际先进水平仍有较大差距。上海微电子已量产的光刻机中性能最高可实现 90nm 制程节点，而 ASML 的 EUV 3400B 制程节点可达到5nm。这也使得在 IC 前道光刻机市场，国产化率较低。目前,上海微电子封装光刻机已实现批量供货，成为长电科技、日月光、通富微电等封测龙头的重要供应商，并出口海外市场，在国内市场占有率高达80%，全球市场占有率达 40%。同时公司 300 系列光刻机可以满足HB-LED、MEMS和PowerDevices 等领域单双面光刻工艺需求。

茂莱光学：精密光学方案商赋能国产I 线曝光物镜

曝光物镜光学器件成功应用 365nm I 线光刻机。公司是国内领先的精密光学综合解决方案商，具备精密光学器件、光学镜头和光学系统的研发、设计、制造及销售能力。2024 年前三季度，公司半导体领域收入占比为48.60%，生命科学占比为22.28%，无人驾驶占比为 6.65%，生物识别占比为 6.44%，AR/VR 检测占比为4.74%，航空航天占比为 1.81%，其他占比为 9.48%。公司核心技术生产的光刻机曝光物镜用光学器件最大口径可达直径 300mm，面形精度可达到小于30nm，可以满足KrF、ArF、I 线等光刻机曝光物镜系统的应用需求。半导体领域客户方面，主要包括上海微电子、Camtek 等。公司作为全球少数具备曝光物镜系统光学器件加工技术能力的公司，已成功应用于 365nm 的 I 线光刻机曝光物镜中。

福晶科技：立足晶体元件，布局超精密光学业务

福晶科技主营业务涵盖晶体元器件、精密光学元件及激光器件等研发、制造和销售，专注于为固体激光器、光纤激光器和光器件等厂商提供核心元器件产品。其中，公司生产的精密光学元件包括窗口片、反射镜、棱镜、偏振器、柱面镜、球面透镜、非球面透镜、波片、分光镜、衍射光栅及其他特色光学元件等。目前广泛应用于固体激光器、光纤激光器、光通讯波分复用器、AR、激光雷达、半导体设备、光学检测设备、分析仪器、生命科学等领域。子公司至期光子深入布局超精密光学元件、非球面等产品。2022 年12 月3日，公司发布公告设立全资子公司福建至期光子科技有限公司，子公司业务定位半导体领域的高端光学应用领域，面向超精密光学元件等相关产品的研发、制造和销售。2023 年 9 月 28 日，至期光子通过增资扩股方式引入远致星火作为新股东，致远星火以现金方式增资 1 亿元，持股占比 37.04%，福晶科技持股占比降至45.79%。2023 年至期光子实现营收 2716.94 万元，主要为超精密光学，非球面等产品；2024 年上半年实现营收 2824.65 万元，较 2023 年快速增长。

福光股份：特种及民品光学镜头领先者

超精密加工事业部为光端装备提供高精密光学镜头和光学系统。公司作为全球光学镜头的重要制造商，从事特种及民用光学镜头、光电系统、光学元组件等产品研发和生产。公司及子公司设有含超精密加工事业部在内的多个事业部，为高端装备（光刻机）等特种领域提供高精密光学镜头和光学系统。公司募投项目“精密及超精密光学加工实验中心建设项目”顺利结项，推动红外镜片加工、非球面玻璃镜片加工、非球面塑料镜片加工、球面镜片高精度加工、紫外镜片加工等超精密光学加工技术突破。当前公司核心技术“精密及超精密光学加工技术”，可实现加工反射碗口径覆盖φ125mm、面型精度（PV）达到2μm，面型以非球面为主，相关模具加工精度达到 0.5μm。同时，公司反射镜面型精度RMS 从1/30波长提高到 1/50 波长，达到全国领先水平。同时，公司投资持股四川至臻精密光学3.87%股权，四川至臻具有超精密离子束抛光设备、射频离子源、智能机器人抛光设备等。

腾景科技：深入研发光刻机合分束器项目

在研合分束器项目应用光刻机光学系统。腾景科技从事精密光学元件和光纤器件研发、生产和销售，公司产品的应用领域以光通信、光纤激光为主，其他应用领域包含科研、生物医疗、机器视觉、3D 传感、消费类光学、半导体设备等。公司主营产品包括平面光学元件、球面光学元件、模压玻璃非球面透镜等光学元件，以及镀膜光纤器件、准直器、声光器件等光纤器件。在半导体设备领域中，公司为客户提供了精密光学元件、光学模组等产品，应用于半导体设备精密光学系统中。根据公司在研项目披露情况，公司在研的合分束器项目，主要满足国产替代要求，应用于光刻机光学系统。此外，公司公司光学镜头/模组等产品也在半导体领域有所应用，公司基于客户的定制化需求，将光学元件装配、集成为可实现特定光学性能的光学模组，主要应用于半导体设备光学系统中。随着国内半导体核心领域主要设备的逐步国产化和量产，公司相关项目有望迎来快速增长。

波长光电：大孔径光学镜头进入半导体产业链

大孔径光学镜头与平行光源系统配套国产光刻机。公司作为国内精密光学元件、组件的主要供应商，提供各类光学设备、光学设计以及光学检测的整体解决方案。在半导体应用方面，公司主要涉及两大领域，分别为生产领域的曝光机和光刻，另一个为检测领域。在生产领域，公司具备提供光刻机配套的大孔径光学镜头能力，以及配套所需的光学镜片元件；同时公司成功开发的光刻机平行光源系统，可用于国产光刻机领域配套。在检测领域，公司可提供检测设备上的光学元件、组件，也可为客户定制开发、装调子系统。今年前三季度，公司在PCB、显示、封测、光刻等泛半导体领域合计营收约 3000 万元，超过去年全年约2800万元，主要产品包括反射镜、聚焦镜、场镜等光学元器件以及平行光源系统等小型光学系统，应用场景有接近式掩膜光刻、直写光刻、封装测试、量检测等。

永新光学：光学精密仪器及元组件供应商，产品可用于半导体领域

公司成立于 1997 年，主要从事光学显微镜、光学元组件等光学产品的研发、生产和销售。光学仪器方面，公司努力实现高端显微镜国产替代目标，拓展科研、医疗领域应用，提高产品高性能、自动化、智能化功能。核心光学部件方面，公司侧重发展专业类、装备类、医疗类、人工智能类产品，包括条码扫描镜头、专业影像、AI/机器视觉镜头、车载光学、激光雷达、光刻镜头等。公司掌握多项先进技术，产品可用于半导体领域。光学显微镜方面，公司工业检测类显微镜营收快速增长，用于半导体晶圆检测的NX1000/2000 系列产品实现批量销售。光学元组件方面，在专业成像领域公司自主研发生产的应用于PCB无掩膜激光直写光刻设备的光刻镜头保持稳健增长。 2023 年公司显微镜业务收入 4.14 亿元，同比增长15.76%，主要受高端显微镜销售快速增长影响，高端光学显微镜品牌 NEXCOPE 营收已由2018 年的400 万元增长至近 1.4 亿元。光学元组件业务收入 4.19 亿元，同比减少6.59%，主要受条码扫描业务相关客户去库存影响；随着库存逐步消化完毕，2023 年第三季度以来，条码扫描业务季度环比均正向增长。

蓝特光学：领先的光学产品制造企业，纳米级光刻机镜头系统在研

公司创办于 1995 年，成立初期业务重点为光学元件镀膜技术及棱镜光学冷加工工艺的研发，到目前为止形成了光学棱镜、玻璃非球面透镜、玻璃晶圆等产品系列，广泛应用于智能手机、AR/VR、短焦距投影等消费类电子产品、半导体加工、车载镜头以及高端望远镜、激光器等光学仪器领域。公司在光学行业深耕多年，积累了丰富的技术诀窍，使得公司在工艺领域掌握了包括光学级高精密光刻在内的多项核心技术，并在主要产品的生产中加以综合运用。同时，公司在研应用于工业 PCB 曝光机的纳米级光刻机镜头系统，拟凭借其玻璃非球面镜头设计优势及微米级精度光刻机镜头设计开发生产制造经验，制造出批量化高精度光刻镜头；在研应用于工业自动化设备的照明类光学模块中，亦应用到了其所积累的光刻照明系统设计开发经验和多类别光学零件加工经验。

2023 年公司光学棱镜业务收入 4.11 亿元，同比增长191.33%，主要原因为公司把握消费电子等领域发展机遇，新开发的应用于智能手机潜望式摄像头模组的微棱镜产品于 2023 年内正式量产，形成了规模销售。玻璃非球面透镜业务收入2.41亿元，同比增长 52.96%，主要原因为受汽车智能驾驶需求的带动，应用于车载360°环视摄像头及车载激光雷达的玻璃非球面透镜产品出货量呈现稳步增长态势。玻璃非球面透镜业务收入 2.41 亿元，同比增长26.10%，主要原因为公司大力拓展下游市场，积极改进和完善产品结构，应用于AR/VR、汽车LOGO 投影等领域的显示玻璃晶圆、深加工玻璃晶圆业务实现稳健发展。

炬光科技：供应光刻机用光场匀化器，拟向光刻制程设备微透镜阵列拓展

公司成立于 2007 年，主要从事高功率半导体激光元器件和原材料、激光光学元器件的研发、生产和销售，目前正在拓展光子行业中游的光子应用模块、模组和子系统业务，重点布局汽车应用、泛半导体制程、医疗健康三大应用方向，为包括半导体制程设备生产商、工业制造设备、光通信模块及设备生产商、激光雷达整机企业、半导体制程和平板显示设备制造商等提供核心元器件及应用解决方案。公司在激光光学元器件领域技术优势明显，已自主研发形成包括光场匀化技术（光刻机用）在内的核心技术，为半导体光刻应用领域提供光刻机曝光系统中的核心激光光学元器件光场匀化器。公司的光场匀化器基于光场匀化核心技术，能够实现对激光光束的高度匀化，以满足光刻机等高端应用需求，产品应用于国内主要光刻机研发项目和样机中，并供应给世界顶级光学企业（荷兰ASML 核心供应商），最终应用于全球高端光刻机生产商的核心设备。 2024 年 1 月，公司发布拟收购 SMO（SUSS MicroOptics SA，瑞士股份有限公司）100%股权的公告，交易对方为其股东 SMT（SÜSS MicroTec SE，总部位于德国的欧洲股份公司，其核心业务是光刻解决方案和晶圆片键合）。SMO 主要从事用于光纤耦合、激光准直、光场匀化、光束整形等基于折射或衍射原理的精密微纳光学元器件的研发、生产和销售，其产品广泛应用于数据通信、汽车投影照明、半导体制程、生命科学等领域。SMO 在对外销售微纳光学元器件产品的同时，亦为SMT 相关部门供应用于其光刻制程设备的微透镜阵列。

赛微电子：全球 MEMS 代工龙头，高端光刻机微镜主要供应商

公司成立于 2008 年，2016 年通过发行股份以 7.50 亿元的对价全资收购瑞通芯源，其子公司 Silex 是全球领先的 MEMS 芯片制造商，2020 年陆续剥离原有航空电子和导航等非半导体业务，已完全转型为半导体公司，成为全球领先的MEMS芯片代工龙头。公司 MEMS 客户遍布全球，产品覆盖了通讯、生物医疗、工业科学、消费电子等诸多领域，服务的客户已包括光刻机巨头、消费电子巨头、网络通信和应用巨头、网络搜索引擎巨头、工业巨头在内的工业和消费细分行业的领先企业。基于客户锁定产能的需求以及为了更好地服务客户，同时便于自身更加灵活高效地安排生产及采购，公司一般会与工艺开发阶段产品已较为丰富、已进入或即将进入晶圆量产阶段的核心战略客户签订框架协议。公司与全球光刻机巨头建立了紧密的合作关系，自 2006 年开始建立合作，2010 年产品导入量产，与其签订框架性合同的同时建立了 MEMS 芯片代工生产、从 6 英寸转移到8 英寸的技术开发订单，成为该公司高端光刻机微镜的主要供应商。

2023 年公司 MEMS 主业实现营收 8.56 亿元，同比增长20.72%；其中MEMS晶圆制造实现营收 4.99 亿元，同比增长 31.85%；MEMS 工艺开发实现营收3.57 亿元，同比增长 7.98%；主要原因为基于公司的境内外“双循环”服务体系战略以及旗下不同中试线及量产线的定位，在保证工艺开发业务前置导入的同时，瑞典FAB1/FAB2、北京 FAB3 在当前阶段均积极推动客户将产品导入晶圆制造阶段，以逐步适应下一阶段以规模量产为主的业务形态。