光刻機是芯片制造的關鍵設備，核心部件主要包括光源、光學鏡片等，ASML市占率高達84%占據壟斷地位，國內正在積極推進光刻機核心技術的研發攻關。

一、光刻機是芯片制造的關鍵設備，ASML市占率高達84%占據壟斷地位，近期光刻機國產化進程加快。

光刻機是一種投影曝光系統，光刻過程是將掩膜板上的圖形曝光至預涂了光刻膠的晶圓表面上，是晶圓制造的核心工序，在整個硅片加工成本中占到1/3。光刻機是芯片制造的關鍵設備，技術難度最高，單臺成本最大，整體均價約0.3億美元/臺。

2020年，全球光刻機市場規模約135億美元，占全球半導體制造設備市場的21%。ASML由于在EUV光刻機(極紫外光刻機，目前最先進)技術上具有高度的壟斷地位，市占率高達84%，Nikon和Canon位列第二第三，分別約7%、5%。國內方面，上海微電子是技術最先進的光刻機廠商，但目前只能量產90nm光刻機。

光刻機是28nm國產化的重要一環，有望實現28nm及以上制程純國產半導體設備生產線的搭建。近期，光刻機國產化進程加快。2021年6月，中科院刊文稱上海光機所在計算光刻技術研究方面取得重要進展；華為旗下哈勃投資入股了北京科益虹源，其主營光刻機三大核心技術之一的光源系統，是國內第一、全球第三的193nm ArF準分子激光器企業。

二、光刻機核心部件主要包括光源、光學鏡片等，國內正在積極推進光刻機核心技術的研發攻關。

高端光刻機零部件超過一萬個，其中最核心的部件主要包括光源、光學鏡片、掩膜板對準系統、雙工作臺、浸沒系統等。

光源方面，光源的波長越短，可實現的工藝制程越高。2000年代中期的浸沒式光刻機采用DUV深紫外線光源，等效波長為134nm，可實現的制程達7-45nm；目前最先進的光刻機已采用EUV極紫外線光源，波長僅13.5nm，工藝制程可突破7nm以下。

光刻機需要體積小、功率高而穩定的光源。ASML在2013年收購了全球領先的準分子激光器廠商Cymer，加速了EUV光源技術的發展。國產光源系統的領先供應商主要是北京科益虹源，東方中科是科益虹源的重要供應商之一。

光學鏡片方面，高數值孔徑的鏡頭決定了光刻機的分辨率以及套值誤差能力。ASML的EUV光刻機鏡片主要由光學領域全球最領先的Zeiss供應，目前ASML已與Zeiss合作開發出數值孔徑為0.33的EUV光刻機鏡頭。國內供應商在此領域較為落后，福晶科技生產的光學元件曾極少量供應歐洲光刻機生產商。

我國正在積極推進光刻機核心技術的研發攻關，在02專項的十三五規劃中，突破28nm浸沒式光刻機及核心組件被列入戰略目標。在國產光刻機研究攻關中，主要由上海微電子負責光刻機設計和總體集成，北京科益虹源提供光源系統，北京國望光學提供物鏡系統，國科精密提供曝光光學系統，華卓精科提供雙工作臺，浙江啟爾機電提供浸沒系統。

2016年4月，由清華大學牽頭的02專項“光刻機雙工件臺系統樣機研發”項目通過驗收；2017年7月，由長春光機所牽頭的02專項“極紫外光刻關鍵技術研究”完成驗收；2018年11月，中科院光電技術研究所承擔的“超分辨光刻裝備研制”項目通過驗收，該裝備在365nm光源波長下，單次曝光最高線寬分辨率達到22nm。

國內光刻機攻關項目正在持續推進，有媒體報道稱，2021年內上海微電子有望交付首臺國產28nm光刻機。此外，國產光刻機的順利研發離不開國內晶圓廠商積極配合做產品驗證。近日，媒體報道，功率芯片生產商華微電子正在加快推進與長春光機所、華為在光刻機領域的合作。

小結：光刻機是芯片制造的關鍵設備，ASML市占率高達84%占據壟斷地位。光刻機核心部件主要包括光源、光學鏡片等，國內正在積極推進光刻機核心技術的研發攻關。上海微電子有望在2021年內交付首臺國產28nm光刻機，華為和長春光機所在光刻機領域加強合作，產業鏈相關公司有望加快國產替代。

（來源：電氣工程及其自動化學習）