一、光刻机工艺复杂,研发费用高
芯片制造可以包括多个工艺,如初步氧化、涂光刻胶、曝光、显影、刻蚀、离子注入。这个过程需要用到的设备种类繁多,包括氧化炉、涂胶显影机、光刻机、薄膜沉积设备、刻蚀机、离子注入机、抛光设备、清洗设备和检测设备等。在整个半导体芯片制造过程中,光刻是最复杂工艺,光刻工艺的费用约占芯片制造成本的1/3左右,耗费时间占比约为40-50%,光刻工艺所需的光刻机是最贵的半导体设备。22年全球前五大半导体设备厂商的平均研发费用率为11%,其中ASML研发费用率为15%,高于其他设备厂商。
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根据观研报告网发布的《中国光刻机市场竞争态势研究与投资战略预测报告(2023-2030年)》显示,光刻机既可以用在前道工艺,也可以用在后道工艺,前道光刻机用于芯片的制造,曝光工艺极其复杂,后道光刻机主要用于封装测试,实现高性能的先进封装,技术难度相对较小。
光刻机零部件供应商遍布全球,核心零部件来自德国和美国:代表光刻机最高端技术的EUV光刻机里面有10万多个零部件,全球超过5000家供应商。整个光刻机中,荷兰腔体和英国真空占32%,美国光源占27%,德国光学系统占14%,日本的材料占27%。
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二、ASML一家独大,Nikon和Canon瓜分剩余市场
在浸润式光刻技术出现之前,各厂商专注于157nm波长技术的研发,“浸润式微影技术”被提出后,ASML开始与台积电合作开发浸润式光刻机,并于2007年推出浸润式光刻机,成功垄断市场。而同为光刻巨头的日本尼康、日本佳能主推的157nm光源干式光刻机被市场逐渐抛弃,两家公司由盛转衰。
全球光刻机市场的主要竞争公司为ASML、Nikon和Canon。ASML在超高端光刻机领域独占鳌头,旗下产品覆盖面最广。Canon光刻机主要集中在i-line光刻机,Nikon除EUV外均有涉及。
2022年全球半导体光刻机TOP3厂商出货情况(单位:台)
指标 |
类型 |
ASML |
Nikon |
Canon |
超高端 |
EUV |
40 |
- |
- |
高端 |
ArFi |
81 |
4 |
- |
ArF dry |
28 |
4 |
- |
|
中端/低端 |
KrF |
151 |
7 |
51 |
i-line |
45 |
15 |
125 |
|
合计 |
345 |
30 |
176 |
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光刻机市场份额主要被ASML、Canon、Nikon包揽,从这三家的占比情况来看,2022年ASML占据82%,Canon占据10%,Nikon占据8%。
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从ASML各产品出货量来看,2022年KrF出货量最多,其次是ArFi,再到EUV。在2021年全球半导体设备厂商销售额排行中,ASML位列第二,销售额达到217.75亿美元,仅次于美国应用材料。
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