光刻机是半导体制造业皇冠上的明珠，技术壁垒极高。同时也是最昂贵、最关键、国产化率最低的环节，全球光刻机市场被荷兰ASML、日本佳能、尼康三大巨头垄断。但国产的物镜系统已实现了工艺上的突破，超精密光学部件国产化虽然任重道远但是仍然值得期待。

　　光刻机作为“卡脖子”关键环节，也是市场关注的焦点。光刻机是半导体制造业皇冠上的明珠，技术壁垒极高。光刻（Lithography）技术是指在特殊波长光线或电子束作用下，借助光刻胶，将设计在掩膜版上的集成电路图形转移到基片（硅片）上的图形精密表面加工技术。光刻机是半导体设备中最昂贵、最关键、国产化率最低的环节，全球光刻机市场被荷兰ASML、日本佳能、尼康三大巨头垄断。光学系统是光刻机的核心，光刻机制程越小，对光学系统的精度要求越高，目前仅有少数公司（德国蔡司、日本佳能、尼康）具备光刻机超精密光学系统供应能力。

　　光刻机是光刻工艺的核心设备，是精密光学、精密运动学、高精度微环境控制、算法、微电子等先进技术的集大成者。光刻机的四大核心模组分别为光源模组、照明光学模组、光罩模组和晶圆模组。其中噪光系统、物镜、工件台等成本占比较高。伴随荷兰、日本、美国加大半导体设备出口限制，光刻机、光刻机光学零部件国产替代意义重大。估算中国光刻机光学部件市场达5亿美元，尽管目前蔡司在收入规模、研发投入、技术水平遥遥领先，但是中国光刻机设备崛起一定需要中国的“蔡司”。

　　高端光刻机市场ASML一家独大、国产光刻机曙光初显。根据SEMI数据测算，2022年全球集成电路用光刻机市场规模约180亿美元，中国大陆光刻机市场约30亿美元。从ASML、Canon、Nikon三家头部光刻机厂商出货机台数来看，ASML一家垄断高端EUV市场，在浸没式DUV设备（ArFi)、ArF光源DUV设备分别占95%、87%。2022年全球前三大光刻机厂商出货量达到551台，同增15%；市场规模达196亿美元，同增26%。从销售金额来看，ASML、佳能、尼康市占率为82%、10%、8%。四种主流i-line、KrF、ArF、EUV光刻机中，EUV光刻机技术最先进、可用于10nm以下的先进制程，ASML在EUV光刻机市场为绝对垄断。

　　预计2022年中国光刻机市场规模达27亿美元，伴随荷兰、日本、美国加大半导体设备出口限制，光刻机国产化意义重大。国产光刻机的主要企业为上海微电子，其自主研发的600系列光刻机突破了外国光刻机卡脖子，可批量生产90nm工艺的芯片。早于“十二五期间”国家启动02专项，重点进行45-22nm关键制造装备攻关等项目。

　　光刻机光学：全球市场达35亿美元，蔡司收入规模、研发投入、技术水平遥遥领先

　　光刻机光学系统的作用是通过光学透镜将芯片图案缩小并映射到硅片上，是整个光刻机的核心，光刻机光学部件的精度和性能决定了芯片的制造精度、性能、成本、效率。

　　蔡司为ASML的光学部件独家供应商，蔡司的光刻机光学部件约占ASML产品成本的26%。2022年蔡司半导体收入为28亿欧元，估算全球光刻机光学部件市场规模为35亿美元，中国光刻机光学部件市场规模为5亿美元。蔡司自1846年创立，2022年蔡司收入、净利达88、12亿欧元，2015-2022年CAFR达10%、28%，毛利率超55%。2022年四大部门半导体、工业、医疗、消费光学收入占比为31%、24%、26%、18%。2022年蔡司研发费用达11.5亿欧元、研发费率达13%；2020年蔡司半导体制造业务研发投入达3.3亿欧元，研发费率达18%。

　　半导体物镜系统难度极高，设计、材料、工艺、组装缺一不可，EUV离轴反射系统中的反射镜需要原子级平整度要求。国产的物镜系统已实现了工艺上的突破，如某公司生产的超精密物镜系统用光学器件已实现搭载在i-line光刻机上，但其工艺相比蔡司供给ASML的EUV光学物镜系统在面型精度、表面光洁度指标等方便仍有较大差距（面型精度方面，蔡司PV0.25nm，茂莱PV30nm），超精密光学部件国产化任重道远。

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