半导体设备行业报告:ASML独领风骚,上微电寻国产光刻星火

光刻机,半导体工业皇冠上的明珠:半导体芯片制作分为 IC 设计、IC 制造、 IC 封测三大环节,光刻作为IC 制造的核心环节,其主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上。由于光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平,光刻成为IC 制造中最复杂、最关键的工艺步骤,耗费时间约占整个硅片工艺的40-60%,支出约为整个硅片制造工艺的1/3。光刻的核心设备- -光刻机更是被誉为半导体工业皇冠上的明珠。

    下游需求旺盛,上游技术亟待突破:光刻设备主要机台包括用于涂胶和显影的轨道机和对晶圆片施加射线光源的曝光机两部分,随着器件尺寸的不断缩小, 光刻技术也从最初的接触式、接近式曝光发展到目前普遍使用的投影式曝光, 经由5 代发展,如今主流高端机型为采用ArF/KrF 光源的浸没式光刻机,更高端的则为极紫外光(EUV)技术,前景广阔,有望实现7nm 甚至5nm 制程, 下游市场供不应求。

    全球格局三雄鼎立,ASML 霸主地位:全球光刻机市场长期由ASML、尼康和佳能把持,高端光刻机市场更是ASML 一家独大。通过收购光源大厂Cymer 和电子束检测设备商HMI 以及入股镜头龙头卡尔蔡司,ASML 构建起完整的上游供应链,拥有三星、台积电和英特尔三大客户的资金支持,其牢牢把持着光刻机霸主的地位,市占率超过80%。ASML 对光刻设备的研发投入连年超过营收的13%,并且持续增加,其EUV 技术垄断行业,下游大客户三星、台积电和Intel、格罗方德等均采用ASML 的光刻机。ASML2018Q1 实现营收22.85 亿欧元,实现净利润5.397 亿欧元,毛利率高达48.7%。佳能和尼康业务模式较为类似,都以相机/镜头发家,并逐渐涉足打印/复印等办公设备、医疗健康设备和光刻设备领域。近年来其营收和盈利情况变动幅度较大,主要原因在于受相机/镜头市场系统性波动,并且附加值很大的光刻设备方面二者在市场上都很难与ASML 相竞争。而尼康和佳能研发投入不足营收的10%,研发创新模式不够灵活,在技术上很难取得突破,佳能更是自2010 年以来就没有重大光刻设备研发进展。

    国产化前路漫漫,上海微电子执“星星之火”:国内光刻机设备厂较少,大多以激光成像技术为主,与国外差距较大。上海微电子(SMEE)代表了国内顶尖水平,其设备包括IC 前道、先进封装、FPD 面板和MEMS、LED、Power Devices 应用四类。IC 前道制造光刻机最高可实现90nm 制程,有望快速将产品延伸至65nm 和45nm。公司的封装光刻机在国内市占率高达80%,全球市占率可达40%,LED 应用光刻市占率也可达到20%;公司承担着多项国家重大科技专项以及02 专项光刻机科研任务,直接持有各类专利及专利申请超过2000 项,有望实现国产光刻设备的重大突破。

    风险提示:行业上游原材料价格波动或下游需求因宏观经济原因产生的波动。