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                          這篇文章摘自西南證券研究報告《復盤 ASML 發展歷程,探尋本土光刻產業鏈投資機會》

                          投資重點

                          光刻機:芯片制造的核心設備,復雜度高,形成龐大的產業鏈

                          光刻是晶圓制造的核心工藝,占晶圓制造時間的40%-50%,芯片成本的30%。光刻機作為光刻工藝的核心設備,結構復雜,成本高,占晶圓制造設備投資的23%。與其他晶圓制造設備不同,浸沒式DUV和EUV光刻機可以形成自己的產業鏈。因此,高端光刻機的突破需要物鏡、光源、浸沒系統等核心部件光刻膠、協調開發了許多配套設施,如光刻氣體、掩模、涂膠顯影設備和測試設備。



                          2.ASML:浸入式系統和EUV光刻已成為公司發展史上的兩個關鍵里程碑

                          ASML壟斷了全球高端光刻市場。浸入式DUV的全球市場份額為93%,EUV的全球市場份額為100%。2019年,ASML的收入為132.4億美元,凈利潤為29億美元,在全球半導體設備制造商中排名第二。有著30多年的歷史,浸沒式工藝技術的突破和EUV產業鏈的連接已成為ASML擊敗尼康等日本制造商的兩個關鍵節點。

                          3.開放光刻產業鏈已成為國內光刻機追求ASML的關鍵

                          ASML擁有約5000家供應商,其中790家與產品直接相關,占ASML總支出的66%。其中,德國蔡司和美國Cymer幾乎壟斷了全球高端物鏡、極紫外光源等技術。受苦《瓦森納協 議》在國外技術監管的影響下,國內高端光刻機無法像ASML那樣通過全球合作和并購取得突破,只能依靠自主研發本地光刻元器件及配套設施產業鏈。

                          4.02特別加強國內光刻產業鏈發展,高端光刻機突破迫在眉睫

                          在“02專項”的大力支持下,國科精密、奇爾機電、華卓精密在物鏡、浸沒系統、雙工作臺等方面均通過了02專項驗收,并向ASML提供了部分富士科技產品。




                          在配套設施方面,華特氣體和凱美特氣體在光刻氣體方面取得了突破。臺大光電、晶瑞、雅克科技先后安排中高端光刻膠及輔助材料。飛利浦青衣光電打破了國外在掩模領域的壟斷,精密測量電子、瑞麗科技、賽騰有限公司實現了晶圓前端檢測設備的國產化換代,芯源微的涂膠顯影設備落戶長江存儲,華力等先進晶圓廠。

                          隨著國內光刻產業鏈的不斷完善和突破,上海微電子90nm以內的下一代光刻機有望很快突破。






                          上海微電子成立于2002年,主要致力于半導體設備的開發、設計、制造、銷售和技術服務。公司設備包括光刻機、后軌檢測設備、激光退火設備、封裝設備等,廣泛應用于集成電路前軌、先進封裝、FPD面板等微機電系統、在LED和功率器件制造領域,主要產品是用于IC、面板和LED/MEMS/power的光刻機。它是中國光刻領域最前沿的公司。其最先進的600系列光刻工藝達到90nm,代表了中國同行業的最高水平。根據idea核心數據,2018年上海微電子光刻機出貨量約為50-60臺。


                          該公司的光刻機在包裝、led和面板領域占有較高的市場份額。

                          作為中國光刻領域最先進的公司,其最先進的600系列光刻工藝高達90nm。

                          在封裝領域,公司的500系列步進投影光刻機不僅適用于晶圓級封裝的重新布線以及倒裝芯片工藝中常用的AndyLau、焊料凸點、銅柱等高級封裝光刻工藝,而且通過選擇背對準模塊,也可以滿足MEMS和2.5d/3d封裝的TSV光刻工藝要求。該公司從低端切入市場,已成為昌電科技、日月半導體通富微電和其他重要供應商的龍頭企業,并出口到海外市場。

                          在LED領域,公司300系列步進投影光刻機面向6英寸以下中小型基板的先進光刻應用領域,具有高分辨率(0.8um)、高速在線測繪、高精度拼接和雕刻、多尺寸基板適配和完美匹配R和高生產率,以滿足HB-LED、MEMS和功率器件領域的單面和雙面光刻需求。2-6英寸基板LED的Ssb300PSS和電極光刻工藝;Ssb320用于LED生產中的芯片制作光刻工藝。采用大曝光視場,通過掩模優化設計減小曝光視場,減少芯片重復損耗,顯著提高生產能力。

                          在面板領域,公司200系列投影光刻機采用先進的投影光刻平臺技術,專門用于制造AM-OLED和LCDTFT電路,具有高精度(1.5%)μm,支持小掩模(6英寸),降低用戶成本和智能校準診斷功能,可應用于2.5~6代TFT顯示屏的批量生產線上。該系列設備具有高分辨率、高雕刻精度的特點,支持6英寸掩模,大大降低了用戶的使用成本。


                          國內光刻產業鏈的開通,有助于上海微電子下一代光刻機的突破。197nmarfDUV浸沒系統不需要顛覆性技術,結合多重光刻技術蝕刻沉積過程可達7nm。ARF光源是由IBM的kantiJain于1982年首創的。它在20世紀90年代成為主流,一直使用到現在。這是一種非常長壽命的光源技術。ASML和尼康197nm后的技術糾紛表明,193nmARF光源結合浸沒系統和多種光刻、蝕刻和沉積工藝,可以連續突破技術節點,達到45nm、28nm甚至7Nm。沒有必要在整個過程中開發新的顛覆性技術。上微最先進的光刻機ssa600/20采用了波長197nm的ARF深紫外激光器,在光源層面上步入了先進光刻機的演進序列。

                          通過國內光刻產業鏈,上微有望在未來逐步實現45和28納米的先進工藝。目前,上海微電子設備有限公司正在承擔“十三五”期間國家科技重大專項02的標志性項目“28nm節點浸沒分步重復投影光刻技術的成功研發及產業化”。隨著“02專項”成果的陸續驗收,制約國產光刻機發展的關鍵——光刻產業鏈不斷完善。特別是科藝宏源、國科精密、齊爾機電、北京科華等公司承接的浸沒系統相關技術產品繼續通過驗收。在國外光刻技術控制的背景下,上海微電子在關鍵元器件及配套設備的供應上取得了相當比例的國內替代。預計上海微電子下一代浸沒式光刻機將很快取得突破。鑒于光刻機的重要性,國內光刻產業鏈和半導體產業鏈將迎來黃金發展期。

                          關注個股:

                          半導體產業鏈已向中國轉移,光刻產業鏈的國產化和技術提升已成為本地半導體產業實力提升的關鍵,

                          推薦精密測量電子學(300567):中國唯一一家同時分銷半導體前后通道檢測業務的公司;

                          富士科技(002222):非線性光學晶體的全球領導者,有能力提供ASML。

                          此外,建議關注南達光電(300346)、華特氣體(688268)、雅克科技(002409)、上海信陽(300236)、芯源微(688037)、飛利浦(300395)等。

                          我們的觀點與市場不同

                          首先,提出了光刻產業鏈的概念。全球半導體市場轉向大陸,國內晶圓廠投資加速,帶動半導體設備和材料市場蓬勃發展。光刻機作為晶圓制造業最核心的設備之一,長期以來被荷蘭、日本等國家的企業壟斷,尤其是占據主導地位的高端光刻機市場ASML。原因是我們認為,光刻產業鏈的滲透是ASML主導高端光刻市場的關鍵。

                          光刻產業鏈分為光刻組件和光刻配套設施。光刻組件包括物鏡、浸沒系統、光源、雙工作臺等。光刻配套設施包括光刻膠、光刻膠氣體、掩模、膠合顯影設備和測試設備。通過靜態關注ASML現有的設備部件和供應商,動態重復ASML過去30年的發展歷程,我們發現,在光刻機技術進步的關鍵時刻,ASML依靠創新和并購為自己打開了全球光刻產業鏈,最終擊敗了尼康,并在全球光刻市場上引以為豪。

                          其次,與ASML通過并購合作形成光刻產業鏈不同,當地的光刻產業鏈依賴于自主研發,具有很強的可持續性。因為《瓦森納協議》由于國外的技術控制措施,本地光刻機生產無法參與全球光刻產業鏈國內高端光刻機的突破必須依靠本土光刻產業鏈的自主研發。

                          “十二五”以來,專項支持國內光刻產業鏈建設,涌現出一批國科精密、科藝宏源等優秀元器件企業,以及一批臺大光電等光刻配套設施企業,華特、芯源微,以及精密電子、富士科技等在各自領域研發取得突破的企業。

                          在各方的共同努力下,上海的微電子工藝為90nm的晶圓前道光刻機于2018年通過02特別驗收。在技術路徑上,下一代光刻機采用浸入式技術的成功已經通過ASML與尼康的糾紛過程得到驗證,當地企業可以避免繞道而行;在技術實力方面,在02專項、各環節企業協同推進的條件下,當地光刻產業鏈正在逐步完善。預計上海微電子下一代光刻機不久將實現突破。

                          第三,光刻產業鏈未來有很大的發展空間。半導體已經成為當今數字產業和經濟運行的支柱之一。設備和材料的國產化是中國擺脫外國控制、成為半導體大國的必要途徑。由于光刻產業鏈對光刻機和整個半導體制造業的重要性,我們認為本地光刻產業鏈在國內半導體領域的重要性正在增加。國產光刻機取得了一些突破,與ASML高端光刻機的差距正在加速縮小。本地光刻產業鏈相關企業仍有較大的發展空間。

                          股價上漲的催化因素

                          半導體市場周期性復蘇;加快對國內晶圓廠的投資;本地光刻產業鏈企業研發超出預期。

                          核心上市公司簡介

                          富士科技(002222):非線性光學晶體的全球領導者,有能力提供ASML

                          臺大光電(300346):國內高端光刻膠稀缺,ARF光刻膠研發引領國內市場

                          國內高端光刻膠稀缺。ARF光刻膠研發引領中國,進入客戶測試階段。2016年4月,南達光電通過投資北京科華開始進入光刻膠領域,科華曾與蘇州瑞虹(晶瑞股份有限公司的子公司)共同承擔“02特殊”和“KrF(248nm)光刻膠研發”項目。目前,北京科華KrF光刻膠產品kmpdk1080已通過中芯國際認證,率先批量生產。2018年,臺大光電承擔02專項“ARF光刻膠產品開發及產業化”,總投資約6.5億元,成立光刻膠事業部,成立全資子公司“寧波臺大光電材料有限公司”,全面推進“ARF光刻膠開發及產業化項目”的實施。截至目前,ARF光刻膠已取得重大突破,進入客戶測試階段。未來可用于28nm至7Nm工藝。

                          馬華騰(300655):覆蓋四個泛半導體領域,KrF光刻膠中試已經完成

                          晶瑞股份:下游覆蓋四大泛半導體產業。精馬華騰有限公司專業從事微電子化工產品的研發、生產和銷售。主要產品包括超凈高純試劑、光刻膠、功能材料和鋰電池粘合劑,下游覆蓋半導體、光伏太陽能電池、LED、平板顯示器四大泛半導體領域,以及鋰電池關鍵材料。本公司的光刻膠主要由其子公司蘇州瑞虹生產。作為中國光刻膠領域的先驅,蘇州瑞虹已經大規模生產光刻膠近30年。產品主要應用于半導體和平板顯示器領域,產品技術水平和銷售在國內處于領先地位。

                          “02特殊”幫助KrF光刻膠完成了中試。目前,我線光刻膠已供應給國內知名半導體制造商。已完成KrF(248nmDUV)光刻膠中試,建成年產100噸KrF光刻膠中試示范線,產品分辨率達130nm。此外,公司還與多家下游行業龍頭企業建立了長期合作關系,如華虹宏利、長江倉儲、合肥長新等半導體行業客戶以及鋰電池行業客戶比亞迪、李申,三安光電LED行業客戶華燦光電為公司未來光刻膠的發展奠定了良好的客戶基礎。

                          雅克科技(002409):并購切入面板光刻膠及輔助材料領域,大額資金注入5.5億元

                          榮達光敏(300576):建設集成電路1000噸光刻膠生產線

                          上海信陽(300236):采購ASML光刻機,i-line,KrF,ARF光刻膠,多管齊下

                          華特氣體(688268):全球第四家獲得ASML光刻氣體認證的公司

                          華特氣體覆蓋了80%以上的國內集成電路制造商的8英寸。全球第四家,中國唯一一家通過ASML光刻氣體認證的公司,光刻氣體已達到國際領先水平。2017年,華特天然氣Ar/F/NE、Kr/NE、Ar/NE和Kr/F/N通過ASML產品認證。它是中國唯一通過ASML認證的企業,也是世界上僅有的四家以上四種產品均通過認證的燃氣公司之一。ASML將在光刻機使用說明中明確建議其客戶使用經認證的光刻氣體。華特氣體實現了近20種產品的進口替代,是中國特種氣體國產化的先驅。

                          凱美特氣體(002549):布局稀有氣體,完善國產光刻激光保護氣體鏈

                          飛利浦(300395):G8代大尺寸石英基板打破外國公司的技術壟斷

                          青衣光電(688138):中國口罩領域的領導者,擁有豐富的客戶資源

                          中國是光掩模領域的領導者,其客戶資源覆蓋中芯國際英特爾、昌電科技等集成電路制造和封裝廠家。在掩模領域,青衣光電在中國創造了許多第一。目前工藝能力可滿足D級掩模的規格要求,即技術節點為0.5μm,可實現8.5代罩的穩定供應。在平板顯示器領域,該公司已經英格蘭銀行、華興光電天馬群創光電、韓語財經、龍騰光電、新力、中電熊貓、維奇諾等客戶;在半導體芯片領域,公司開發了中芯國際、英特爾、艾克爾、奇邦科技、昌電科技、士蘭微等客戶。




                          芯源微(688037):國內涂膠和顯影設備的領導者,打破了Tel在國內的壟斷

                          目前,芯源微的業務主要集中在密封和測試的涂膠和開發設備,占國內市場的25%;之前的i-line涂膠開發商已經在長江存儲線上進行了驗證,可以滿足客戶的180nm技術節點處理技術;原Barc(增透層)涂膠設備已在上海華力測試應用,可滿足客戶的28nm技術節點加工技術。在未來,該公司將繼續領導國內膠合替代工藝和設備的開發。

                          精密測量電子(300567):半導體前后通道檢測布局,半導體訂單密集落地

                          內生外延布局半導體前后通道測試業務,專注于內存市場。公司于2018年成立武漢景洪,并參與韓國it&T,專注于自動測試設備(ATE)領域;此外,公司在上海設立了全資子公司上海精密測量,并在三個產品方向建立了團隊:光學、激光和電子顯微鏡,專注于半導體前通道(過程控制)檢測。產品包括高性能薄膜厚度和OCD測量機、電子束晶圓生產過程控制設備、半導體單模塊和雙模塊薄膜厚度測量機、半導體集成薄膜厚度測量機和micro-OLED全N2環境下使用的倒置薄膜厚度測量機。半導體電子顯微鏡預計將于2020年上市。此外,上海精密測量于2019年9月獲得國家集成電路產業投資基金、上海半導體設備材料產業投資基金等專業機構的投資;2019年,公司控制了日本半導體ATE測試設備公司WinTest,以進一步增強公司在半導體領域的競爭力。該公司已成為中國少數同時設計半導體前后探測設備的公司之一。

                          半導體訂單的密集落地有望成為公司未來新的業績增長點,推動公司轉型。從公司的角度來看,目前在半導體領域的布局已取得初步成效。2019年12月,武漢景洪中標長江存儲存儲ate設備(高溫老化試驗機);2020年1月,上海中標長江存儲三臺集成膜厚光學鍵尺寸測量儀;同時,WinTest還獲得了批量訂單。此外,溫特在武漢的全資子公司偉恩測試的成立,將進一步加快公司在溫特半導體測試領域相關技術的引進、消化和吸收,使公司具備相關產品的研發和生產能力,并進一步降低生產成本,提高相關產品的競爭力。公司半導體測試設備已進入訂單履行階段,有望成為未來新的業績增長點,推動公司轉型。

                          賽騰股份(603283):收購optima,切入半導體前沿軌道檢測軌道

                          收購optima,進入半導體硅片和前端通道檢測領域。2019年5月,公司計劃以現金方式收購KEMETJapanCo.,Ltd.持有的optimaCo.,Ltd.20258股,占目標公司股權的67.5%,股權收購價格為27億日元(約1.6億元)。上述收購后,公司計劃通過賽騰國際增資12億日元,總投資39億日元(約合2.4億元人民幣),對optimaCo.,Ltd.進行增資。上述收購和增資后,本公司將持有目標公司約75.0%的股份。Optima成立于2015年2月,前身為raytex,是一家成熟的晶圓測試設備公司。其核心產品是晶圓測試設備,屬于半導體硅片和前通道測試設備。

                          產品涵蓋硅片生產、光刻、蝕刻等多個環節。下游客戶包括三星、SK海力士和臺積電等國際巨頭。Optima產品主要用于硅片生產過程中的缺陷檢測和硅片制造過程中的缺陷污染檢測。設計過程包括晶圓制造中的晶體繪制、切片、倒角、研磨、拋光以及晶圓制造中的沉積、光刻、蝕刻和其他步驟。目前,optima的主要客戶在海外,幾家國際巨頭的銷售額占公司收入的30%~50%。預計optima未來將通過收購和整合賽騰股份進一步開放國內市場。

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