ASML加快极紫光外光刻研发步伐

早在2013年，ASML就披露说，他们将按计划在2015年提供450毫米晶圆制造设备的原型，Intel、三星电子、台积电等预计将在2018年实现450毫米晶圆的商业性量产，与此同时，极紫外（EUV）光刻设备也进展顺利，将在今年交付两套新的系统。并且ASML在一份声明中称：“在客户合作投资项目的支持下，我们已经完成了用于极紫外、沉浸式光刻的450毫米架构的概念设计，将在2015年交货原型，并兼容2018年的量产，当然如果整个产业来得及的话。”

历史上每次扩大晶圆尺寸都会将可用面积增加30－40％，芯片成本也有相应的降低，300毫米过渡到450毫米同样如此，所以为了使用更先进的制造工艺和极紫外光刻技术，450毫米晶圆势在必行，但随着尺寸的增大，晶圆制造的难度也是指数级增长，因此450毫米晶圆提了很多年了，但至今仍然没能投入实用。

ASML为推进、加速研发450毫米晶圆和极紫外光刻技术，受到刺激的ASML还耗资25亿美元收购了关键的光学技术提供商Cymer，加快极紫外光刻进展。

为什么说光刻机对晶圆厂至关重要

光刻设备是一种投影曝光系统。在半导体制作过程中，光刻设备会投射光束，穿过印着图案的掩模及光学镜片，将线路图曝光在带有光刻胶的硅晶圆上；通过光刻胶与光的反应来形成沟槽，然后再进行沉积、蚀刻、掺杂，架构出不同材质的线路。

其中掩膜版上面会有很多的布线，形成沟槽以后在里面会布很多的二极管、三极管等，来形成不同的功能。单位面积上布的线越多，能够实现的功能就越多，效能也越高，耗能越少。

当然，并不是每个晶圆厂都必须配置光刻机，当自身产能不是很大或者生产中耗能太高、产生环境污染的时候，这部分的需求可以转移到晶圆代工厂去。美国现在的发展趋势是，由于高耗能、有污染所以自己不生产，把先前很多工厂转移到了台湾。台湾由于地域限制，工厂主要集中在新竹，污染、能耗都很大，所以也想把设备转移到大陆厂商，如中芯国际、台积电南京等。

一个12寸厂每月的产能大约是8－9万片，这已经是很高的水平了，换算到光刻机的产能大约是每天3000片，实际中效率可能每小时110－120片。涂胶的速度是制约光刻机生产效率的核心因素，涂胶机目前主要被日本的DNS和TEL垄断。

除了生产线以外，晶圆厂的研发部门也需要光刻机。

半导体国产化，工艺制程设备有待突破

随着AI芯片、5G芯片、汽车电子、物联网等下游的兴起，全球半导体行业重回景气周期。行业预计全球将于2020年前投产62座半导体晶圆厂，其中26座设于中国大陆（其中10座是12寸厂），中国大陆预计于2019年成为全球设备支出最高地区，为国产半导体设备的崛起提供了发展机会。

从设备需求端测算，2018－2020年国产晶圆制造设备市场空间增速分别为54％，78％和97％，2018－2020年累计市场空间达250亿元，CAGR 为87％。

从兴建晶圆厂投资端测算，2018－2020年国产晶圆制造设备市场空间增速分别为157％， 94％和31％， 2018－2020年累计市场空间387亿元，CAGR 为59％。平均每年超百亿的市场空间在机械行业中难得一见。

2016年全球半导体专用设备前十名制造商（美国应用材料，荷兰ASML等）的销售规模达到了379亿美元，市占率高达92％。而中国半导体设备前十名制造商的销售额约7．3亿美元，在收入规模上差距大，其根本原因还是来自技术上的差距。

目前我国半导体设备自制率不足15％，且集中于晶圆制造的后道封测，前道工艺制程环节的关键设备如光刻机、刻蚀机、薄膜沉积等仍有待突破，且晶圆制造等设备在采购中面临国外企业的技术封锁，全面国产化是必然选择。

随着这两年，中国晶圆厂进入了投资扩产热潮。中国大陆的半导体产业正在继续以惊人的速度扩张。据统计，2019年在中国就有将近20个新开工的晶圆制造厂建设项目。

在晶圆厂制造中，光刻决定了半导体线路的精度，以及芯片功耗与性能，相关设备需要集成材料、光学、机电等领域最尖端的技术，被誉为是半导体产业皇冠上的明珠。单台设备价格在2000万美金以上，是中国半导体设备最需突破的环节之一。

结语

目前，除了ASML，其他厂商在EUV方面，尼康和佳能在一开始有先发优势，但只能达到42nm，尼康在日本本土能达到28nm。而上海微电子，在技术上来说只能做到8寸厂的工艺，并且在工艺的重复性以及光源上还相差甚远，暂时无法达标。

8寸晶圆一般是65nm级别的技术，主要应用于较为低端的芯片装置，比如物联网、汽车电子、部分显卡等。对显卡消耗较大的区块链也一定程度上拉动了对8寸晶圆的需求。12寸晶圆一般用于高端的逻辑芯片（CPU＼GPU等）和存储芯片（DRAM＼NAND等），终端下游为个人电脑、智能手机等。

因此从整体上看，中国在8寸设备上取得了一些进步，正在向12寸发展，但这条路还很长。而在光刻环节国内还无法做到。就目前来说，中国新建晶圆厂，到时候没有光刻机供应的话，是有很大影响的。