半导体核心设备——光刻机，行业国产替代势在必行

一、光刻是芯片制造的关键工艺，光刻机是核心设备

光刻是芯片制造的关键工艺，光刻机是核心设备。芯片制造流程大致包括晶圆加工、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积、互连、测试、封装等重要步骤。其中，光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤，耗时长、成本高。光刻原理是将高能雷射光穿过光罩（reticle），使光罩上的电路图形透过聚光镜（projectionlens），将影像缩小到十六分之一后成像（影像复制）在预涂光阻层的晶圆（wafer）上。光刻工艺可以细分为涂胶、曝光、显影。涂胶，在晶圆表面均匀涂抹对光敏感的物质——光刻胶（PR，PhotoResist）；曝光，使用曝光设备（光刻机）使光穿过包含电路图形的光罩，将电路印在晶圆上；显影，在晶圆上喷洒显影液后，选择性的去除曝光区和非曝光区，从而形成电路图形。

芯片晶圆加工流程

资料来源：观研天下数据中心整理

光刻机经历五次迭代：根据所使用的光源的方案，光刻机经历了5代产品的迭代，每次光源的改进都显著提升了光刻机所能实现的最小工艺节点。光刻技术的进步使得器件的特征尺寸不断减小，芯片的集成度和性能不断提高。在摩尔定律的引领下,光学光刻技术经历了接触/接近、等倍投影、缩小步进投影、步进扫描投影等曝光方式的变革。曝光光源的波长由436纳米（g线）,365纳米(i线),发展到248纳米(KrF)，再到193纳米(ArF)。技术节点从1978年的1.5微米、1微米、0.5微米、90纳米、45纳米，一直到目前持续推进。

光刻机历经五次历史迭代

资料来源：观研天下数据中心整理

二、光刻机是半导体设备中市场占比最大的品类，全球市场规模不断扩大

光刻机是半导体设备中市场占比最大的品类。根据SEMI数据显示，2024年全球半导体设备销售额为1090亿美元，从细分产品来看，光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备为半导体设备主要核心设备，市场占比均在20%以上。其中，光刻机为市场占比最高品类，光刻机的占比达24%，并且随芯片制程迭代，这一占比还在持续提高。

数据来源：观研天下数据中心整理

在半导体产业蓬勃发展的浪潮下，全球光刻机市场规模展现出持续上扬的强劲态势。2024年，全球光刻机市场规模已攀升至约315亿美元，较上一年实现了显著增长。从市场规模的增长趋势来看，近年来其年复合增长率（CAGR）维持在较高水平。

2019-2024年，受到5G通信技术发展、人工智能产业崛起以及消费电子设备升级换代等诸多因素的驱动，对先进制程芯片的需求呈井喷式增长，进而拉动光刻机市场规模稳步扩张。展望未来，预计到2030年，全球光刻机市场规模有望突破600亿美元大关。随着半导体制造工艺向更先进的制程节点不断推进，如3nm、2nm甚至更小制程，对光刻机的技术性能和产能要求将持续提升，这将成为推动市场规模进一步扩大的关键动力。同时，新兴应用领域如量子计算、物联网（IoT）等的兴起，将催生对各类高性能、低功耗芯片的海量需求，进一步刺激光刻机市场的发展。

数据来源：观研天下数据中心整理

三、当前光刻机国产化率低，海外限制加剧背景下的国产替代迫在眉睫

美日荷对中国光刻机持续进行光刻机管制。目前，全球先进半导体设备主要被美国、日本和荷兰所垄断，特别是在光刻机领域，荷兰的ASML、日本的Nikon和Canon三家巨头垄断了全球光刻机大部分市场。而国内光刻机由于进度较为落后，高精尖设备主要依赖进口，而美国早在2018年就开始施压对华高端光刻机的出口，之后又陆续出台“1007新规”等针对政策，限制对中国出口先进制程芯片设备，同时联合日本荷兰制定相关出口条例共同对华进行产业封锁，在美日荷对中国芯片产业封锁不断升级的情况下，以光刻机为代表的卡脖子设备，其国产化替代越发迫切。

近年来海外对华半导体政策出台一系列管制措施，自主可控迫在眉睫

资料来源：观研天下数据中心整理

光刻机国产化迫在眉睫。我国光刻机长期依赖进口，以ASML为例，其对中国大陆市场销售收入持续提升，2024年达到了90亿欧元，占其收入比重41%。寡头垄断、技术封锁与出口管制，导致我国芯片制造面临“卡脖子”困境，同时也限制了我国AI产业的发展。实现光刻机国产化，不仅是打破技术壁垒、保障供应链安全的关键，更是提升我国科技自主创新能力的战略需求。在全球科技博弈加剧的背景下，加快光刻机自主研发，已成为我国半导体产业崛起的必由之路。

数据来源：ASML官网，观研天下数据中心整理

根据观研报告网发布的《中国光刻机行业现状深度研究与发展前景预测报告（2025-2032年）》显示，国内政策扶持光刻机加速发展。1966年，中国成功制造出第一台接触式光刻机，90年代初期，国内光刻机设计制造一直停滞不前，国内的光刻机仍然主要依赖进口。2002年，光刻机被正式列入“863重大科技攻关计划”，同时上海微电子装备有限公司成立，并于2007年宣布研制出90nm工艺的分布式投影光刻机。2008年国家成立“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项”（02专项），在02专项的支持下，一批相关企业和科研机构在曝光光学系统、双工件台、光刻胶等关键技术和零部件方面取得了突破。

国内光刻机产业不断突破。2016年上海微电子90nmArF光刻机SSA600系列实现出货。2020年华卓精科生产的光刻机双工件台，打破了ASML公司在光刻机工件台上的技术垄断。整体而言，国内光刻机产业正不断进步，国产替代空间广阔。

上海微电子SSX600系列光刻机

资料来源：上海微电子官网，观研天下数据中心整理（wys）