光刻机:半导体产业的明珠
在半导体产业的璀璨星空中,光刻机无疑是最为耀眼的那颗明珠。它是芯片制造的核心装备,被称为芯片制造业的 “皇冠”,其制造难度极高,技术复杂度大,融合了精密光学、机械、化学等多学科技术,是现代工业和科技的集大成者。
芯片,作为现代电子设备的 “大脑”,广泛应用于智能手机、电脑、汽车、人工智能等各个领域,深刻影响着我们生活的方方面面。而光刻机在芯片制造过程中扮演着至关重要的角色,是将电路设计图案精确转移到硅片上的关键设备,决定了芯片的最小特征尺寸、集成度和性能。毫不夸张地说,没有先进的光刻机,就无法制造出先进的芯片,更无法推动半导体产业的发展和科技的进步 。
从成本与时间占比来看,光刻环节占芯片制造成本的 30%,耗时占整个硅片工艺的 40%-60%,是芯片量产的核心瓶颈。其光刻分辨率直接决定晶体管尺寸和芯片集成度,从 DUV(深紫外)到 EUV(极紫外)的演进支撑了摩尔定律的延续。通过纳米级图案转移,如 EUV 实现 7nm 以下制程,可在相同面积硅片上集成更多晶体管,显著提高芯片运算速度和能效 。
正是因为光刻机如此重要,全球众多企业都在这一领域展开激烈角逐,其中有十家公司在光刻机产业链中展现出了独特的唯一性和重要价值,接下来就让我们一同走进这些企业,探寻它们在光刻机领域的精彩故事。
张江高科:国产光刻机的幕后推手
张江高科在光刻机领域的布局并非直接参与光刻机的生产制造,而是通过资本运作,成为了国产光刻机发展的重要幕后力量。张江高科通过全资子公司张江浩成创业投资有限公司持有上海微电子装备(集团)股份有限公司 10.779% 的股权,初始投资额为 2.23 亿元人民币 。
上海微电子作为国内唯一一家研发、生产以及销售高端光刻机的企业,同时也是全球第四家生产 IC 前端光刻机的公司,在中国大陆光刻设备市场占有率超过 80%,地位举足轻重。其致力于高端光刻机的研发与产业化,产品涵盖了先进封装光刻机、高分辨率先进封装光刻机、LED 光刻机、及大角度范围非接触式光刻机等,在国内半导体光刻领域扮演着关键角色。
张江高科对上海微电子的投资,犹如一场 “及时雨”,为上海微电子的研发工作注入了强大的资金动力,助力其在技术创新的道路上大步迈进。这种投资行为,不仅彰显了张江高科敏锐的战略眼光,更体现了其对国产光刻机产业发展的坚定信心和大力支持。
从收益角度来看,一旦上海微电子成功上市,张江高科有望获得丰厚的投资回报。业内预测,考虑不同市值和不同 IPO 稀释比例,张江高科预计获得税后投资收益在 26.6 亿元至 54.9 亿元之间(所得税税率为 25%) 。这不仅将大幅增厚张江高科的净资产,提升公司的财务状况和盈利能力,还将进一步增强其在半导体投资领域的影响力和竞争力。
此外,张江高科作为上海科创中心核心载体运营商,通过投资上海微电子,深度参与到半导体产业生态建设中。随着上海微电子在光刻机技术上的不断突破和产业规模的逐步扩大,张江高科所在的张江科学城将吸引更多半导体产业链相关企业入驻,形成更为完善的产业集群。这不仅有助于提升园区的知名度和影响力,还能为张江高科带来更多的租金收入、物业增值收益以及投资机会,促进公司 “房东 + 股东” 模式的良性循环发展 。
大族激光:独特的光刻机应用之路
大族激光,作为亚洲最大的激光加工设备生产商 ,在光刻机领域走出了一条独特的发展道路。其光刻机主要应用于分立器件和 LED 领域,分辨率介于 3 - 5μm 之间,虽然无法与用于高端芯片制造的纳米级精度光刻机相媲美,但在其专注的应用领域中却有着不可替代的作用。
在分立器件领域,大族激光的光刻机可用于二极管、三极管等半导体产品的加工环节,为该领域提供了重要的生产设备支持。例如,在二极管的制造过程中,需要通过光刻工艺将电路图案精确地转移到半导体材料上,大族激光的光刻机凭借其稳定的性能和较高的加工速度,能够满足这一生产需求,保障了分立器件产业的稳定发展 。
在 LED 领域,大族激光的光刻机同样表现出色。它适用于 4 - 6 英寸基底 LED 硅芯片 / 蓝宝石芯片生产中的光刻工艺,具有高分辨率、高线宽均匀性等特点,可有效提高 LED 晶圆的生产质量和产能。以某 LED 生产企业为例,采用大族激光的光刻机后,其 LED 产品的良品率提高了 10%,产能提升了 20%,大大增强了该企业在市场中的竞争力,有力地推动了 LED 产业的发展 。
除了在应用领域的独特优势,大族激光在光刻机技术研发方面也投入了大量资源。截至 2024 年第二季度,其研发投入达到 8.01 亿元,在光刻机概念公司中位列第三 。通过持续的研发投入,大族激光在光刻机的核心激光光源技术上取得了一定进展,为其产品性能的提升和市场竞争力的增强奠定了基础。
目前,大族激光已成功研发出接近式光刻机并投入市场,步进式光刻机也已启动用户优化。公司还表示将根据市场需求及业务发展情况持续制定研发计划,并加大研发核心部件国产化,不断提升产品的技术水平和市场适应性。未来,随着技术的不断进步和市场的不断拓展,大族激光有望在其专注的光刻机应用领域取得更大的突破和发展。
茂莱光学:光学器件的领军者
茂莱光学在光刻机产业链中扮演着不可或缺的角色,是光学器件领域的佼佼者。公司专注于精密光学器件、高端光学镜头与先进光学系统的研发、设计、制造及销售,产品涵盖了多个领域,在半导体领域尤其是光刻机相关产品上有着突出的表现 。
在光刻机光学系统中,茂莱光学为其提供用于匀光、中继照明模块的光学器件、投影物镜,以及用于工件台位移测量系统的棱镜组件,这些都是光刻机实现光线均匀性与曝光成像的核心模块 。其中,公司基于核心技术生产的大口径光刻机曝光物镜用光学器件突破常规透镜尺寸和精度的指标要求,面形精度可达到小于 30nm,达到国际先进水平,有力地推动了国产光刻机核心部件的国产化进程 。
茂莱光学的技术实力不仅体现在产品的高精度上,还体现在其持续的研发创新能力上。公司通过募投项目(总投资约 6 亿元)攻关大口径非球面透镜测量、高精度干涉仪等关键技术,目标实现超精密光学器件及物镜镜头的批量化生产,解决国内高端光刻机核心部件产能缺口 。其高精度光学器件加工与检测技术研究已进入工艺设计阶段,技术水平达到国内领先,为国产光刻机技术的不断升级提供了有力的技术支持 。
从市场地位来看,茂莱光学已成功进入国产光刻机供应链,成为关键光学器件的重要供应商,在国产替代的道路上迈出了坚实的步伐。同时,公司还与国际头部光刻机厂商(推测为 ASML)展开合作,2025 年 2 月中标其合作项目,涉及光刻机曝光物镜超精密光学元件加工技术,这标志着茂莱光学的技术能力获得了国际认可,有望在全球光刻机光学器件市场中占据更重要的地位 。
在全球光刻机超精密光学市场长期被蔡司、尼康等国际企业垄断的情况下,茂莱光学凭借自身的技术突破和产品优势,在投影物镜、匀光模块等领域实现了进口替代,抢占了一定的市场份额 。随着国产光刻机产业的快速发展以及茂莱光学自身技术的不断进步和产能的逐步提升,未来茂莱光学有望在光刻机光学器件领域取得更大的突破和发展,为国产光刻机的崛起提供更强大的支持,进一步提升我国在全球半导体产业链中的地位 。
凯美特气:光刻气领域的突破者
在光刻机的复杂系统中,光刻气是不可或缺的关键耗材,它是光刻机产生深紫外激光的核心气体,其纯度直接影响着光刻机光源的性能,进而决定了芯片制造光刻环节的质量和精度 。而凯美特气,正是在光刻气领域实现重大突破的先锋企业。
凯美特气的技术突破具有里程碑意义。其控股子公司凯美特电子特种气体公司生产的光刻气产品通过了 ASML 子公司 Cymer 公司的审查,被列入合格供应商名单,成为国内唯一获此认证的企业 。这一认证的背后,是凯美特气在技术研发上的不懈努力和深厚积累。公司采用深冷精馏、物理化学吸附等先进技术生产超高纯气体,将光刻气纯度提升至 99.9999%(6N 级),达到国际顶尖水平,覆盖了 ArF/KrF 等多种光刻气品类,满足了高端芯片制造对光刻气的严苛要求 。
公司还拥有专业的高纯气体及混配气体分析实验室,配备多套分析预处理系统和先进的色谱、光谱仪等设备,其中氦放电离子化色谱能够轻易分析 ppb 级别的痕量杂质,为光刻气的高质量生产提供了精准的检测保障 。
凭借着卓越的产品质量和技术优势,凯美特气的光刻气产品在市场上展现出强大的竞争力。在全球光刻气市场,长期以来被日本信越、德国林德等国际巨头垄断,国产化率不足 5% 。凯美特气成功打破了这一垄断格局,其光刻气产品不仅进入了长江存储、台积电等国际知名半导体企业的供应链,还覆盖了国内 85% 的 12 寸晶圆厂客户 。随着市场认可度的不断提高,凯美特气有望在全球光刻气市场中抢占 20% 以上的份额,成为推动光刻气国产化进程的重要力量 。
从市场前景来看,随着全球半导体产业的持续发展,对光刻气的需求也在不断增长。特别是在 EUV 光刻技术逐渐普及的背景下,对光刻气的纯度和性能要求更高,凯美特气的高端光刻气产品正好契合了这一发展趋势。2024 年公司 Kr/Ne 混合光刻气纯度达 7N 级(99.99999%),满足了 EUV 光刻的需求,并且在中芯国际 14nm 工艺验证通过,长江存储订单逐步放量 。未来,随着 5G、人工智能、物联网等新兴技术的快速发展,对芯片的需求将持续攀升,这将为凯美特气的光刻气业务带来广阔的市场空间 。
此外,凯美特气还在不断拓展其电子特气业务,除了光刻气外,公司的高纯二氧化碳、氦气等半导体用气体已实现量产,逐步扭转国内电子特气依赖进口的局面 。公司在稀有气体(如氖气、氪气、氙气)及激光混配气等领域也有布局,这些产品在半导体、光伏等领域有着独特的需求和较高的技术壁垒,为公司的未来发展提供了多元化的增长动力 。
尽管 2024 年凯美特气因股份支付费用和存货跌价计提出现净利润亏损 0.49 亿元,但扣非净利润同比上升 96.30%,显示出主业的良好发展态势 。随着电子特气业务受益于半导体行业的复苏,以及福建双氧水项目(2025 年 5 月投产)和宜章特种气体项目的推进,将进一步扩展公司的产品线,提升其市场份额 。在政策方面,环保政策支持其废气回收业务,电子化学品领域的项目也有助于巩固其行业龙头地位 。预计到 2034 年,光刻胶市场将达到 90.3 亿美元,EUV 光刻胶的国产替代需求将为凯美特气的光刻气业务提供更为广阔的长期发展空间 。
华特气体:多元认证的气体先锋
华特气体在光刻混合气领域的成就令人瞩目,是打破国际垄断的先锋企业。公司经过二十余年的不懈钻研,自主研发出 Ar/Ne、Ar/Ne/Xe 等多款光刻混合气 ,成为国内唯一一家同时通过荷兰 ASML 公司和日本 GIGAPHOTON 株式会社认证的气体公司,这一认证标志着其技术水平达到了国际先进水平,为打破国际垄断迈出了关键一步 。
在产品纯度上,华特气体追求极致,多数产品纯度在 5N 以上(即纯度达到 99.999%),最高可达 7N(纯度 99.99999%) 。这种对纯度的严格把控,背后是其复杂的生产工艺和严格的质量控制体系。公司拥有先进的生产设备,采用独特的气体合成、纯化、混配等技术,确保每一瓶光刻气都能满足高端芯片制造对气体纯度的极致要求 。
华特气体的产品不仅在纯度上达到国际顶尖水平,在产品种类上也十分丰富,已实现了 55 个产品的进口替代,产品范围覆盖了光刻、刻蚀、沉积、掺杂等多个芯片制造关键环节 。公司超 20 个产品已供应到 14nm、7nm 等先进制程产线,部分氟碳类产品、氢化物更是成功进入到 5nm 的先进制程工艺中,在先进制程领域占据了一席之地 。
从市场覆盖范围来看,华特气体在全球范围内拥有广泛而优质的客户资源。在国内,其电子特气产品覆盖了国内 90% 以上的集成电路制造厂商,包括中芯国际、长江存储、华润微电子、华虹半导体等众多知名半导体企业,解决了这些企业进口气体材料受制约的难题 。在国际市场上,华特气体同样表现出色,成功打入英特尔、美光、三星、海力士和台积电等海外半导体巨头的供应链,与法液空、林德等全球气体巨头同台竞技 。
尽管 2021 - 2024 年华特气体营收在 13 - 18 亿区间波动,增长出现瓶颈,但公司积极寻求突破,将目光投向海外市场,在泰国、新加坡、马来西亚建厂,贴近东南亚半导体代工集群 。这一战略布局具有多方面的优势,一方面,东南亚地区是半导体大厂的代工聚集地,英特尔、联发科、美光、英飞凌等众多国际知名半导体企业纷纷在此建厂,华特气体进驻该地区能够形成良好的产业链协同效应,更好地满足客户需求,降低运输成本,提高供应效率 ;另一方面,随着全球半导体产业向东南亚地区转移,华特气体提前布局,有望在这一新兴市场中抢占先机,扩大市场份额 。
展望未来,随着全球半导体产业的持续发展,特别是 AI 芯片、HBM 等新技术的兴起,对电子特气的需求将激增 。预计 2025 年全球电子特气市场规模将突破 60 亿美元,芯片制程向 5nm、3nm 突破,3DNAND、HBM 等工艺对高纯气体的用量翻倍 。华特气体提前布局六氟丁二烯等产品,契合了市场发展趋势,有望在全球半导体市场中获得更大的发展空间,进一步巩固其在光刻气领域的领先地位,为全球半导体产业的发展提供更强大的支持 。
新莱应材:洁净材料的行业标杆
新莱应材是国内高洁净应用材料领域的领军企业,在光刻机产业链中,其产品发挥着不可或缺的关键作用 。公司专注于高纯及超高纯洁净应用材料的研发与制造,产品覆盖半导体、生物医药、食品安全三大领域 ,尤其在半导体领域,为光刻机等关键设备提供了核心零部件。
在光刻机设备中,新莱应材提供的关键产品包括真空系统和气体系统 。其真空系统产品如高真空法兰、腔室、传输阀等,确保了光刻机内部的超高真空环境,为光刻过程提供了稳定的物理条件 。例如,在先进的 EUV 光刻机中,内部需要维持极高的真空度,新莱应材的真空系统能够达到 10⁻¹² Torr 的超高真空度,满足了 EUV 光刻对环境的严苛要求 。其气体系统产品,如超高纯管道、隔膜阀、针阀等,用于精确控制光刻过程中所需的特殊气体的输送,保证了气体的纯度和流量稳定性,对光刻的精度和质量有着重要影响 。在 DUV 光刻机中,光刻气的精确输送是实现高分辨率光刻的关键,新莱应材的气体系统能够将气体的颗粒控制在<0.1μm,纯度保持在≥99.9999%,有效防止了气体中的杂质对光刻成像的干扰,确保了光刻过程的稳定性和精度 。
新莱应材在技术研发方面投入巨大,拥有多项自主研发的核心技术,如自主研发的 EP(Electropolishing)电化学抛光技术,使不锈钢管道内壁粗糙度<0.2μm,优于 SEMI F20 标准(0.5μm),适配了光刻机对流体系统的高平滑度要求 ;氦气检漏技术实现焊缝漏率检测精度达 1×10⁻ mbar・L/s,确保了真空系统的密封性 。这些技术优势使得新莱应材的产品性能达到国际先进水平,成功通过了 ASML、北方华创等国际龙头企业的认证,并批量交付给 AMAT、LAM、长江存储等客户 ,在国内半导体气 / 液路零部件市场占据了约 15% 的份额 。
从市场地位来看,新莱应材是国内唯一一家同时覆盖半导体、生物医药、食品三大领域的高洁净材料厂商,技术体系完整 。在半导体设备零部件国产化率不足 15% 的大背景下,新莱应材作为真空阀、气体系统的核心供应商,成为了国产替代的核心标的 。公司不仅直接为光刻机制造商提供产品,还通过与半导体设备厂商和工程公司的合作,服务于整个泛半导体产业链 。随着国产光刻机产业的发展,新莱应材有望凭借其技术优势和市场地位,在国产光刻机供应链中发挥更大的作用,进一步提升其市场份额和行业影响力 。
在财务表现上,2024 年新莱应材半导体业务收入增速超 50%,占总营收比重突破 40%,展现出强大的增长动力 。尽管存在如半导体行业景气度波动、国产替代进度不及预期、新业务拓展风险等潜在风险,但从长期来看,随着全球半导体产业对高洁净材料需求的不断增长,以及国产光刻机技术的逐步突破和产业规模的扩大,新莱应材有望在未来获得更广阔的市场空间和发展机遇 。
美埃科技:空气净化的行业翘楚
美埃科技是国内半导体洁净室设备的龙头企业,在空气净化领域有着深厚的技术积累和卓越的市场表现 。公司成立于 2001 年,经过多年的发展,在半导体洁净室领域的市场占有率达到 30% ,其核心产品包括风机过滤单元(FFU)、空气过滤器产品和空气净化设备等,广泛应用于半导体、生物医药、食品等对洁净室环境要求极高的领域 。
在光刻机相关的半导体制造环节中,美埃科技发挥着关键作用。公司为上海微电子装备集团光刻设备工艺制程所需的国际最高等级标准(ISO Class 1 级)的洁净环境提供解决方案,助力国内光刻机事业突破 “卡脖子” 技术难题 。其洁净室空气净化技术达到了 ISO 1 级标准,能够完全满足目前半导体行业内对于最高等级洁净厂房的要求,有效保障了光刻过程的高精度和稳定性 。
美埃科技在技术研发上持续投入,拥有 16 项核心技术,包括 FFU 节能降噪和系统集成技术、介质过滤技术等 。公司的研发创新项目覆盖上游核心过滤材料与技术研发、产品实现方案与工艺研发、下游应用与解决方案研发、大数据与智能服务系统研发等多个层面 。拥有超净微环境实验室、过滤器实验室、化学分析实验室等 30 个专业研发实验室,实验室符合 ISO、中国 GB、欧盟 EN、美国 ASHRAE 等国内外的专业标准,并通过 CNAS 认证 。
从市场表现来看,美埃科技与众多行业头部企业建立了长期稳定的合作关系。在国内,公司为中芯国际供应 FFU、高效 / 超高效过滤器、化学过滤器等产品,用于保障中芯国际历代产品线(包括 14nm 和 28nm 制程)对空气洁净度的要求 。同时,公司也是京东方、华星光电、天马微电子等国内高精尖半导体及液晶生产企业的重要供应商 。在海外市场,美埃科技是 Intel、STMicroelectronics 等国际半导体厂商的合格供应商,为其提供空气净化产品 。
近年来,随着半导体行业的快速发展,对洁净室设备的需求持续增长。据市场研究机构预测,2024 年中国洁净室设备市场规模将达到 1400 亿元 。美埃科技凭借其技术优势、市场地位和完善的产品体系,在这一市场中占据了重要份额 。公司的营业收入和归母净利润保持着较高的复合年增长率,2017 - 2023 年间,复合年增长率(CAGR)分别为 24% 和 40% 。其 FFU 产品效率级别和阻力等核心参数可与全球一线品牌相媲美,在国内新建半导体领域的市场占有率约为 30% 。
此外,美埃科技的产品具有明显的耗材逻辑,FFU 的过滤器需要定期替换,且毛利率高于设备毛利率水平 10 个百分点以上 。随着存量设备用户的增长,公司过滤器的收入占比有望稳步提升,进一步增厚公司的利润 。这种 “设备 + 耗材” 并行的商业模式,使得美埃科技在市场竞争中具备了更强的抗风险能力和盈利弹性 。
在全球化布局方面,美埃科技已在国内外布局 9 座生产基地(国内 7 座、国外 2 座),并通过了多个国际著名厂商的合格供应商认证 。2024 年上半年,公司海外收入占比已达到 18.50% 。公司计划继续开拓北美、欧洲及中东市场,实现全球化的销售体系 。随着东南亚地区半导体产业的快速发展,美埃科技的海外市场拓展将迎来新的机遇 。2024 年,公司公告拟收购港股上市公司捷芯隆,进一步丰富洁净室领域的业务布局,增强公司的整体方案解决能力 。
未来,随着全球半导体产业的持续发展以及对芯片制造精度要求的不断提高,对光刻环境的洁净度要求也将愈发严格 。美埃科技有望凭借其在空气净化领域的技术优势、市场地位和全球化布局,在半导体洁净室设备市场中取得更大的发展,为国产光刻机产业的发展提供更有力的支持 。
炬光科技:高功率激光器的行业先锋
炬光科技在高功率半导体激光器领域占据着重要地位,是全球领先的创新光子技术解决方案提供商 。公司主要从事光子产业链上游的高功率半导体激光元器件和原材料,激光光学元器件,以及中游的光子应用模块、模组、子系统的研发、生产和销售,业务重点布局光通信、汽车应用、泛半导体制程、医疗健康等领域 。
在光刻机领域,炬光科技扮演着关键角色,多年来一直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 。该产品供应给世界顶级光学企业 A 公司(推测为蔡司,其是 ASML 的重要光学元件供应商),最终应用于全球高端光刻机生产商的核心设备 ,确保了光刻机曝光系统中光线的均匀性和稳定性,对光刻成像的质量和精度有着重要影响 。
炬光科技的技术优势显著,掌握了多种先进的光学技术。在微纳光学领域,公司已掌握五大主流制备技术,包括晶圆级同步结构化激光光学制造技术、光刻 - 反应离子蚀刻法晶圆级微纳光学精密加工制造技术、晶圆级微纳光学(WLO)精密压印加工制造技术、精密模压、冷加工 。这些技术使得公司能够根据客户的特定需求,灵活选择最优的加工方法,甚至通过多种技术协同,形成独特的解决方案,从而提升在全球市场尤其是核心客户处的竞争力 。
在光学镀膜技术方面,炬光科技同样表现出色,掌握了镀膜设计、研发和加工能力以及薄膜分析和测定能力(如膜层缺陷分析、膜层应力分析、膜层吸收和激光损伤阈值分析等),可提供从深紫外光(DUV)、可见光(VIS)到红外(IR),波段涵盖 240nm - 3000nm 的不同类型镀膜 。产品包括适用于高功率激光器件的增透膜(AR)、高反射膜(HR)、分光膜、带通滤波膜、偏振膜等 。公司目前镀膜产能主要布局在东莞微光学基地,产线覆盖从研发、小批试制到规模化生产,产能可支撑激光光学元器件的大批量交付 。
从市场布局来看,炬光科技积极进行全球化布局,在中国西安、东莞、海宁、韶关,德国多特蒙德,瑞士纳沙泰尔,新加坡拥有生产基地和核心技术团队 。2025 年 2 月,公司宣布进一步加大在瑞士的投资,用于提升高精度光刻 - 反应离子蚀刻微纳光学的前端产能,同时增强其前沿研发能力 。此次投资计划投入 300 万至 400 万瑞士法郎,用于扩大和升级瑞士基地的高精度光刻 - 反应离子蚀刻微纳光学前端制造基础设施,旨在优化生产效率、提升产品质量,进一步增加产能以满足全球日益增长的需求 。
尽管 2024 年前三季度炬光科技归母净利润为 - 0.52 亿元,同比 - 220.53%,扣非后归母净利润 - 0.57 亿元,同比 - 355.04% ,业绩出现亏损,但从业务发展来看,其泛半导体业务增长亮眼,前三季度收入 6005 万,同比 + 63%,主要得益于海外存储芯片晶圆退火因 HBM 需求旺盛带来的大幅增长 。同时,公司在光通信领域与多个行业头部企业建立了合作关系,处于样品订单阶段,未来销售前景可期 。随着公司在技术研发上的持续投入以及市场布局的不断完善,炬光科技有望在未来实现业绩的反转,在高功率半导体激光器及光刻机相关领域取得更大的发展 。
奥普光电:背靠科研的潜力股
奥普光电在光刻机领域的独特价值源于其深厚的科研背景和强大的技术实力。公司背靠中国科学院长春光机所,长光所作为国内光学领域的核心力量,自上世纪九十年代起就专注于极紫外 EUV/X 射线成像技术研究 。在光刻机关键技术研发方面,长光所取得了众多重要成果,如 2002 年研制了国内第一套 EUV 光刻原理装置,2017 年承担的国家重大科技专项 “极紫外(EUV)光刻关键技术研究” 顺利通过验收,代表了当前应用光学发展的最高水平 。
这种强大的科研后盾,使得奥普光电在光刻机相关技术研发上具备了得天独厚的优势。公司在光学元件加工方面实力强劲,其研制的非球面超精密铣磨设备和多自由度快速研抛设备,可加工 2.5 米口径光学元件,镜坯铣磨、研抛的数控示范基地生产线服务于整个民用领域 。公司光学元件加工的面型精度、表面粗糙度可达纳米级,处于国内领先水平,为光刻机的高精度光学系统提供了关键支持 。
奥普光电旗下的子公司禹衡光学同样表现出色,是国内唯一能够实现量产的高端光栅尺生产商,其绝对式光栅尺是国内批量替代进口的高端位移传感器主流产品 。在半导体领域,禹衡光学的增量式反射尺实现 1μm 最高精度,多个系列产品已成功通过半导体领域重点企业样机试行,其中一个系列实现小批量供货,且客户反馈良好 。高精度绝对式光栅尺和编码器是保证光刻机工件台定位精度的先决条件,而工件台系统作为光刻机的核心分系统,直接影响光刻机三大性能指标中的产率和套刻精度,禹衡光学的产品在其中发挥着不可或缺的作用 。
从市场布局来看,奥普光电不仅在国内市场占据重要地位,还积极拓展国际市场。在国内,公司与众多科研机构、企业建立了长期稳定的合作关系,深度参与到国内半导体产业的发展中。在国际上,随着公司技术实力的不断提升,其产品也逐渐获得国际市场的认可,有望在全球光刻机产业链中占据一席之地 。
在财务表现方面,尽管受到市场环境等因素的影响,公司在某些阶段业绩可能有所波动,但从长期来看,随着光刻机市场需求的不断增长以及公司在相关技术上的持续突破,其未来发展潜力巨大 。例如,2024 年公司签订了 2.97 亿元光学系统合同,涉及中科院 EUV 光刻机研发项目,这不仅为公司带来了可观的收入,也进一步提升了公司在光刻机领域的技术实力和市场地位 。随着后续项目的推进和技术的成熟,奥普光电有望在光刻机市场中实现更大的突破,成为推动国产光刻机发展的重要力量 。
波长光电:光学镜头的实力选手
波长光电是国内精密光学元件、组件的主要供应商,长期专注于服务工业激光加工和红外热成像领域,在光刻机配套光学镜头及光源系统方面展现出了强大的技术实力 。
公司已具备提供光刻机配套的大孔径光学镜头的能力,这一技术突破意义非凡。在光刻机的光学系统中,大孔径光学镜头是实现高分辨率光刻的关键部件之一,其数值孔径(NA)直接决定了芯片加工的分辨率,对光学元件的面型精度、表面平整度要求达到了纳米级的苛刻程度 。波长光电成功攻克这一技术难题,为国产光刻机的光学系统提供了重要的支持,使得国产光刻机在分辨率等关键性能指标上有了提升的可能 。
公司成功开发的光刻机平行光源系统同样亮点十足,该系统可用于国产光刻机领域配套,并已交付多套系统用于接近式掩膜芯片光刻工序 。平行光源系统能够提供均匀、稳定的光线,确保光刻过程中硅片上的曝光均匀性,对于提高光刻质量和精度起着至关重要的作用 。例如,在 65nm 及以下分辨率的光刻工艺中,波长光电的平行光源系统能够稳定地提供所需的光照条件,保证了光刻图案的准确性和一致性,有效提高了芯片制造的良品率 。
从市场表现来看,2024 年仅在半导体光刻、封测场景,波长光电的收入就达 1770 万元,泛半导体领域(PCB、显示面板)收入更超 3300 万元 ,这充分验证了其技术的市场落地能力和商业价值。公司在半导体光刻、量检测两大 “卡脖子” 环节打下了坚实的 “技术地基”,产品覆盖掩膜光刻、直写光刻、封装测试等多个环节,包括先进制程光刻设备中的光学镜片、量检测设备里的激光准直系统等 。
在技术创新方面,波长光电成立了先进制造工艺中心和微纳光学实验室,引入离子束、磁流变抛光设备、超精密单点金刚车、IBS 镀膜机、三坐标测量仪、ICP 刻蚀机、纳米压印机、激光直写机、扫描电子显微镜等高精度光学加工、检测与研发设备 。公司还实施高端人才储备战略,通过与国内外知名院校及科研机构的合作,吸引了一批顶尖的专业人才,为技术创新提供了坚实的人才基础 。目前,公司拥有超过 130 项专利授权,掌握了光学薄膜设计与制备、高功率激光镜头制造技术等核心技术 。
随着全球半导体产业的持续发展,对光刻机的需求也在不断增长,尤其是先进制程工艺对光刻机的精度和性能提出了更高的要求 。波长光电凭借其在光刻机配套光学镜头和光源系统方面的技术优势,有望在国产光刻机产业链中发挥更大的作用 。未来,随着公司技术的不断进步和市场份额的逐步扩大,其有望在全球光刻机光学零部件市场中占据一席之地,为推动国产光刻机技术的发展和产业的壮大做出更大的贡献 。
总结与展望
这十家公司,在光刻机这一关键领域中,犹如璀璨星辰,各自闪耀着独特的光芒。张江高科凭借对上海微电子的战略投资,成为国产光刻机发展的重要幕后支持者,其投资收益与产业生态建设潜力巨大;大族激光在分立器件和 LED 领域的光刻机应用上独具优势,持续的研发投入为其未来发展奠定了坚实基础;茂莱光学作为光学器件领域的领军者,以高精度的产品和强大的研发创新能力,在国产替代和国际合作中不断拓展市场;凯美特气和华特气体在光刻气领域实现重大突破,打破国际垄断,产品覆盖国内外知名半导体企业,市场前景广阔 ;新莱应材在洁净材料方面的卓越表现,为光刻机提供了关键的真空和气体系统支持,技术水平达到国际先进,市场地位稳固;美埃科技作为空气净化领域的翘楚,为光刻环境提供了高等级的洁净保障,技术研发和市场布局不断推进;炬光科技在高功率半导体激光器领域占据重要地位,为光刻机曝光系统提供核心光学元器件,技术优势显著,全球布局持续深化;奥普光电背靠科研实力强大的长光所,在光学元件加工和位移传感器方面具备独特技术,未来发展潜力巨大;波长光电在光刻机配套光学镜头及光源系统上技术实力突出,市场表现优异,技术创新不断推进 。
它们共同构成了国产光刻机产业的重要力量,各自的技术突破和市场拓展,不仅推动了自身的发展,也为整个国产光刻机产业的崛起奠定了坚实的基础。
展望未来,随着全球半导体产业的持续发展,对光刻机的需求将不断增长,尤其是在先进制程工艺方面,对光刻机的精度和性能提出了更高的要求 。这将为上述十家公司带来广阔的发展空间,同时也对它们提出了更高的挑战。
在技术创新方面,这些公司需要持续加大研发投入,不断突破关键技术瓶颈。例如,在光刻机的核心光学系统、光源技术、精密机械等方面,进一步提高精度和性能,以满足先进制程工艺的需求 。同时,要加强产学研合作,整合各方资源,加快技术创新的速度和效率 。
在市场竞争方面,这些公司要积极拓展市场份额,不仅要巩固国内市场,还要加大国际市场的开拓力度 。通过提高产品质量、降低成本、优化服务等方式,提升自身的市场竞争力 。同时,要加强与产业链上下游企业的合作,形成协同发展的良好局面,共同推动国产光刻机产业的发展 。
在政策支持方面,希望政府能够继续加大对国产光刻机产业的支持力度,出台更多有利于产业发展的政策措施 。例如,加大研发投入补贴、税收优惠、产业基金支持等,为企业的发展创造良好的政策环境 。
国产光刻机产业的未来充满希望和挑战 。这十家公司作为产业的重要代表,肩负着推动国产光刻机技术突破和产业发展的重任 。让我们共同关注它们的发展动态,期待它们在未来能够取得更大的突破和成就,为我国半导体产业的崛起做出更大的贡献 。