一、光刻机简介

光刻机是一个泛概念，主要包括三种不同类型：为前道光刻机、后道光刻机、面板光刻机。前道光刻机就是我们最常说的光刻机，主要用于晶圆制造，可分为DUV、EUV两大类，目前由荷兰阿斯麦(ASML)占绝对垄断地位，日本的尼康、佳能也有很强的实力。后道光刻机用于芯片制造后的封装，实现高性能的先进封装，技术难度相对较小。面板光刻机用于生产屏幕面板，最先进工艺只能达到55-32nm，属于低端光刻机，但因为屏幕面板相对结构简单，集成度要求不高，对于光刻机分辨率的要求也不高。

光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤，耗时长、成本高。半导体芯片生产的难点和关键点在于将电路图从掩模上转移至硅片上，这一过程通过光刻来实现，光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生产中需要进行 20-30 次的光刻，耗时占到 IC 生产环节的 50%左右，占芯片生产成本的 1/3。

二、光刻机原理

光刻机工作原理是基于光学投影技术，它利用光学系统将电路设计的图案投影到硅片上，然后使用光敏材料制作出电路图案。

当光源发出紫外线时，紫外线通过准直器、反射镜和透镜等光学元件被聚焦成一束平行光线，然后通过它掩膜上的缝隙投射到硅片上。硅片上涂有光刻胶，在光的作用下，光刻胶的分子结构发生变化。经过显影处理，光刻胶的未受光照部分被去除，从而形成电路图案。高精度的光学系统和控制系统，确保图案的精度和重复性。

光刻机的主要组成部分包括光源、光学投影系统、控制系统、光刻胶涂覆和显影系统。

三、光刻机核心部件及耗材

 

光源：光源的选择对光刻效果具有重要影响。目前，光刻机主要采用两种光源：一是深紫外光源(DUV)，如193nm ArF激光器;二是极紫外光源(EUV)，如13.5nm的极紫外激光器。深紫外光源主要应用于90nm-14nm工艺制程，而极紫外光源则适用于5nm及以下的先进制程。光源的性能直接影响光刻机的分辨率和产能。

目前只有美国的Cymer掌握着成熟制造技术，其他发达国家都是向其采购预定。

测量台、曝光台：承载硅片的工作台，也就是双工作台。一般的光刻机需要先测量，再曝光，只需一个工作台，而ASML有个专利，有两个工作台，实现测量与曝光同时进行。

镜头：光刻机的物镜需要具备高数值孔径(NA)和高像质，以保证光刻过程中图像的清晰度和对比度。目前，光刻机的物镜技术主要由德国蔡司、日本佳能和尼康等公司掌握。这些公司在物镜制造方面具有丰富的经验和技术积累，但仍需不断进行创新以满足未来光刻技术的发展需求。

能够达到光刻机要求的多层膜反射镜，目前只有德国老牌镜头制造厂家蔡司能够拿出来，这一产品也安装在了ASML家最新研制的光刻机上，以实现EUV波段的高反效率。

光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。

掩膜板：掩膜板由多层透明材料制成，上面蚀刻有电路图案。在光刻过程中，光源发射出的光线透过掩膜板，照射到晶圆表面，从而实现电路图案的转移。掩膜板的设计和制作需要高度精确，以确保光刻过程的顺利进行。

能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。

光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。

遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。

能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。

掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。

光刻胶：光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体。其组成部分包括：光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂)、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂。光刻胶可以通过光化学反应，经曝光、显影等光刻工序将所需要的微细图形从光罩(掩膜版)转移到待加工基片上。

光刻胶作为精密制造的核心材料，随着微电子制程对线宽的要求极为严格，光刻胶主要技术参数为分辨率、对比度、敏感度等。

四、产业链上市公司

光刻机产业链主要包括上游设备及配套材料、中游光刻机系统集成和生产及下游光刻机应用三大环节，技术极为复杂，涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进技术，部分机型所需的零部件更是多达数十万件，因此光刻机的生产通常涉及上千家供应商。

 

光刻机

上海微电子装备(集团)股份有限公司(简称SMEE)主要致力于半导体装备、泛半导体装备、高端智能装备的开发、设计、制造、销售及技术服务。公司设备广泛应用于集成电路前道、先进封装、FPD面板、MEMS、LED、Power Devices等制造领域。上海微电子（SMEE）是中国光电半导体设备制造界的翘楚，总部位于上海浦东张江高科技园区。

A、上海电气（601727）

上海电气为上海微电子装备（集团）股份有限公司第一大股东，持股约27%。

B、张江高科（600895）

张江高科为持有上海微电子装备（集团）股份有限公司约9%股份。

光源

A、福晶科技（002222）（激光光源晶体）

福晶科技现有主要业务聚焦于激光和光通讯领域，为固体激光器、光纤激光器和光器件等厂商提供核心元器件产品，主营业务为晶体元器件、精密光学元件及激光器件等产品的研发、制造和销售。

福晶科技间接供货荷兰ASML公司光刻机激光光源晶体。

B、炬光科技（688167）

炬光科技主要从事光子行业上游的高功率半导体激光元器件和原材料（“产生光子”）、 激光光学元器件（“调控光子”）的研发、生产和销售，目前正在拓展光子行业中游的光子应用 模块、模组和子系统业务（“提供光子应用解决方案”）。公司重点布局汽车应用、泛半导体制 程、医疗健康三大应用方向，向不同客户提供上游核心元器件和中游光子应用解决方案。

炬光科技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，间接供货给世界顶级光学企业ASML供应链公司，最终应用于全球高端光刻机生产商的核心设备。

C、晶方科技（603005）

晶方科技封装业务所处产业链主要包括芯片设计、晶圆制造与封装测试几个产业环节，同时还涉及相关材料与设备等支撑产业环节。产业以芯片设计为主导，由芯片设计公司设计出集成电路，然后委托芯片制造厂生产晶圆，再委托封装厂进行芯片的封装、测试，最后销售给电子整机产品 生产企业。

晶方科技通过并购荷兰 Anteryon 公司，将光学设计与组件制造能力与公司的业务技术协同整合，形成了光学器件设计制造与一体化的异质集成能力。Anteryon 为荷兰光刻机制造商ASML供应商。

D、波长光电（301421）

波长光电的主要产品包括激光光学和红外光学的元件、组件系列以及光学设计与检测系列，涵盖了激光光学系列中的扩 束镜头、扫描镜头、聚焦镜、准直镜；红外热成像系列中的红外热成像镜片、近红外镜头、短波红外镜头、中波红外镜 头以及长波红外镜头；光学设计与检测系列中的主流光学设计软件ZEMAX以及光学检测设备等。

波长光电激光直写成像镜头光学系统研发项目，着力于开发直写光刻应用的光学系统，如：光刻成像镜头、照明镜头等。项目直写光刻成像镜头的研发，瞄准近年来蓝紫光，近紫外镜头的发展前景，配合先进的设计，装配方式，检测手段，扩展光刻领域的发展方向。

E、茂莱光学（688502）

茂莱光学主要产品包括精密光学器件、光学镜头和光学系统。精密光学器件是对光学材料进行冷加工、抛光、镀膜、胶合等工序后得到的单个器件；光学镜头是以光学器件为基础，根据预设功能进行装配、测量、包装等工序生产而成的光学组件；公司的光学系统产品分为光学模组和光学 检测设备，光学模组是多个独立光学镜头与器件、机械材料和电子材料的混合组装，光学检测设备在硬件模组的基础上进一步集成了算法开发、软件架构及代码编写。

茂莱光学的DUV光学透镜已经在给上海微电子供货。

光刻胶

光刻胶技术含量高且处于PCB、面板和半导体产业的上游，其质量直接影响下游产品的质量，因此下游企业对光刻胶供货企业的质量及供货能力非常重视，通常采取认证采购的商业模式。伴随着高的采购成本与认证成本，光刻胶生产厂家与下游企业通常会形成较为稳定的合作。

 

 

A、南大光电（300346）

南大光电是从事先进电子材料研发、生产和销售的高新技术企业，业务分为先进前驱体材料、电子特气和光刻胶及配套材料三个板块，产品广泛应用于集成电路、平板显示、LED、第三代半导体、光伏和半导体激光器的生产制造。

南大光电光刻胶及配套材料是光刻工艺中的关键材料，主要应用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工。集成电路制造技术节点发展至90nm以下，对分辨率的高要求使得光刻技术应用193nm准分子激光的照明光源，而ArF光刻胶在193nm光源下有较高的透明性和抗刻蚀性等，可以广泛应用于90nm~14nm甚至更小线宽的技术节点的各种高端IC芯片的生产制造。

南大光电ArF光刻胶/193nm光刻胶是先进集成电路芯片制造的关键材料，是国内第一个通过产品认证的光刻胶国产ArF光刻胶。

B、彤程新材（603650）

彤程新材主要从事新材料的研发、生产、销售和相关贸易业务，是全球领先的新材料综合服务商，主营业务包括电子材料、汽车/轮胎用特种材料、全生物降解材料三大业务板块。公司拥有多家精益制造工厂及高新技术企业，是全球最大的轮胎橡胶用特种酚醛树脂供应商，产品广泛应用于轮胎、光刻胶、覆铜板、环氧封装、摩擦、罐听涂料等行业。

彤程新材在半导体光刻胶领域处于国内领先地位，公司拥有8000吨平板用光刻胶生产能力，是国内首家TFT-LCDArray光刻胶生产商，国内最大的液晶正性光刻胶本土供应商；公司是国内深紫外KrF光刻胶的唯一量产供应商，同时也是国内芯片生产大厂光刻胶用树脂原料的本土供 应商之一。

C、上海新阳（300236）

上海新阳主要有两大类业务，一类为集成电路制造及先进封装用关键工艺材料及配套设备的研发、生产、销售和服务，并为客户提供整体化解决方案。另一类为环保型、功能性涂料的研发、生产及相关服务业务，并为客户提供专业的整体涂装业务解决方案。主要产品包括：晶圆制造及先进封装用电镀液及添加剂系列产品、晶圆制造用清洗液、蚀刻液系列产品、集成电路制造用高端光刻胶产品系列、晶圆制造用化学机械研磨液、半导体封装用电子化学材料等。

其中：集成电路制造用高端光刻胶系列产品为公司面向芯片制造领域开发的电子光刻系列产品。包括 I 像光刻胶、KrF 光刻胶、ArF 干法、浸没式光刻胶以及稀释剂、底部抗反射膜 （BARC）等配套材料，主要用于逻辑、模拟和存储芯片生产制造。

D、容大感光（300576）

容大感光的主营业务为 PCB 光刻胶、显示用光刻胶、半导体光刻胶及配套化学品等电子感光化学品的研发、生产和销售，主要产品为湿膜光刻胶、阻焊油墨、干膜光刻胶、特种油墨、显示用光刻胶、半导体 光刻胶及配套化学品等系列电子感光化学品。

公司的干膜光刻胶、显示用光刻胶、半导体光刻胶等产品已经面向市 场实现了批量销售，其中部分产品已进入核心客户的供应链体系，公司干膜光刻胶、显示用光刻胶、半导体光刻胶等产品的销售将会是公司未来业绩发展的驱动点。

E、广信材料（300537）

广信材料的主营业务为各类光刻胶、涂料等光固化领域电子化学品的研发、生产及销售，光刻胶板块主要产品包括PCB光刻胶、显示光刻胶、半导体光刻胶并于近年将产品拓展至光伏领域，涂料板块主要产品包括 消费电子涂料、乘用汽车涂料、PVC地板涂料、功能膜材涂料及金属包装涂料等细分领域专用涂料。

经过多年的发展，公司目前已成为内资的PCB光刻胶制造企业的领跑者，无论是新产品的研发创新能力、油墨的生产加工技术还是市场影响力，公司都处于行业前列，部分产品处于领先地位。

F、晶瑞电材（300655）

晶瑞电材是一家电子材料的平台型高新技术企业，围绕泛半导体材料和新能源材料两个方向，主导产品包括高纯化学品、光刻胶、锂电池材料、工业化学品及能源等，广泛应用于半导体、锂电池、显示面板和光伏太阳能电池等行业，主要应用到下游电子产品生产过程的光刻、显影、蚀刻、清洗、去膜、浆料制备等工艺环节。

晶瑞电材是一家产业布局完善、技术水平领先、具有国际竞争力的微电子材料生产企业。公司的高纯湿化学品全线产品跻身国际顶流，已实现大规模国产替代。2023 年，公司成为国内最大的高纯双氧水供应商，市占率超过40%，国产替代取得重大成果；光刻胶业务仍然承担解决芯片行业卡脖子材料的国家使命，2023年获得中石化集团巨资支持，i线光刻胶量 变加质变，收入利润大幅增长，高端光刻胶 KrF 出货量稳步攀升，ArF 光刻胶即将破茧而出。

G、艾森股份（688720）

艾森股份以半导体传统封装的电镀产品起步，逐步掌握了引脚表面处理的全套电子化学品，具体包括电镀液和电镀前后处理化学品。公司逐步取代国外材料公司成为传统封装电镀化学品领域的国内主力供应商，并逐步向先进封装、晶圆制造及显示面板等领域延伸，形成了电镀液及配套试剂、光刻胶及配套试剂两大业务板块。

光刻胶：公司以先进封装负性光刻胶、OLED 阵列制造用光刻胶以及晶圆用PSPI等特色工艺光刻胶为突破口，覆盖晶圆制造、先进封装及显示面板等应用领域，成功打破国外垄断，并逐步向先进制程延伸。

光刻胶配套试剂：公司光刻胶配套试剂主要应用于先进封装领域。公司应用于先进封装领域光刻胶配套试剂已经实现批量供应，主要产品包括附着力促进剂、显影液、蚀刻液、去除剂等。

H、世名科技（300522）

公司专注于纳米着色材料、功能性纳米分散体、特种添加剂、智能调色系统及电子化学品等产品的研发、生产及销售，产品可广泛应用于涂料、纺织、医疗防护、光伏与电子通信等领域，是国内领先的纳米着色材料、功能纳米分散体、特种添加剂供应服务商。公司依靠自身研发和技术优势，进军新材料领域，目前已经在光刻胶及新能源光伏、储能方面有所进展。

2023年，公司完成部分光刻胶色浆样品多批次送样验证并取得下游核心客户的验证报告。验证报告显示，世名科技CF红纳米分散液、CF绿纳米分散液样品的色度值、粒径及稳定性等各项关键指标已达标，符合TFT-LCD彩色滤光片用光刻胶的应用要求，性能与进口产品相当。

I、瑞联新材（688550）

瑞联新材持续专注于研发、生产和销售专用有机新材料，业务内容涵盖显示材料、医药产品、电子化学品等新材料。其中电子化学品主要产品包括半导体光刻胶单体、TFT平坦层光刻胶、膜材料单体和聚酰亚胺单体等。

G、鼎龙股份（300054）

鼎龙股份是国内领先的关键大赛道领域中各类核心“卡脖子”进口替代类创新材料的平台型公司，目前重点聚焦半导体创新材料领域中：半导体制造用CMP工艺材料和晶圆光刻胶、半导体显示材料、半导体先进封装材料三个细分板块，

基于OLED 面板光刻胶和先进封装光刻胶积累的丰富光刻胶开发经验，鼎龙股份顺利切入晶圆光刻胶领域且快速获得突破。目前公司已布局16支国内还未突破的主流晶圆光刻胶，包括8支高端KrF光刻胶和8支浸没式ArF光刻胶（其中包括4支负显影浸没式ArF光刻胶），均为客户主动委托开发的型号。已完成7支产品的客户送样，其中包括一支极限分辨率KrF光刻胶和一支极限分辨率ArF光刻胶，测试结果都获得了客户的一致认可；其余产品均计划在2024年完成客户送样。

K、雅克科技（002409）

在电子材料业务领域，雅克科技的半导体前驱体材料的技术指标达到了世界主要客户的工艺要求，光刻胶产品在电子材料业务领域，包括半导体前驱体材料、半导体光刻胶、显示面板类光刻胶、半导体封装填充和热界面等材料产品线均有正在研发或中试项目。公司利用国际和国内两大市场和资源，与国际和国内主要客户开展充分深入的合作，紧跟半导体材料前沿领域，不断推出满足先进制程的新材料。半导体材料的技术指标达到了国际和国内主要半导体客户的工艺标准， 半导体材料的制备、纯化和充装工艺先进，产品品质稳定。

L、圣泉集团（605589）

圣泉集团聚焦化学新材料和生物质新材料、新能源两大核心业务。光刻胶树脂及光刻胶方面：随着国家“十四五规划”提出重点发展新材料等战略行业，国家对半导体及材料行业扶持力度正不断加强，国产替代进程正在加快，这将持续带动光刻胶等电子化学品的需求增长。为配合中国半导体国产化，公司深入挖掘光刻胶树脂自主开发的优势，从原材料端加快推进国产化替代，在保障国产光刻胶材料产业链国产化替代方面起到积极引领、带动的作用，多款瓶颈制约产品在公司得到了终端客户认证，实现了商业化供应，公司自主开发的光刻胶用线性酚醛树脂、 KrF 光刻胶配套用PHS树脂产销量持续放大增长。

设备

A、富创精密（688409）

富创精密成立于2008年，是一家国产半导体设备精密零部件企业，也是全球为数不多的可以量产应用于7nm工艺制程半导体设备的精密零部件制造商。

产品方面，富创精密主要产品应用于半导体设备覆盖集成电路制造中刻蚀、薄膜沉积、光刻及涂胶显影、化学机械抛光、离子注入等核心环节，部分产品已应用于制造先进7nm制程的前道设备。

富创精密已进入AMAT(美国应用材料）、东京电子、HITACHI High-Tech和ASMI（ASML和ASMPT的母公司）等全球半导体设备龙头厂商供应链体系，并且是AMAT的全球战略供应商。

特种气体

A、华特气体（688268）

华特气体是一家致力于特种气体国产化，并率先打破极大规模集成电路、新型显示面板、高端装 备制造、新能源等尖端领域气体材料进口制约的国内领先气体厂商。公司主营业务以特种气体的研发生产及销售为核心，辅以普通工业气体和相关气体设备与工程业务，提供气体一站式综合应用解决方案。

公司的拳头产品光刻气（Ar/Ne/Xe、Kr/Ne、F2/Kr/Ne、F2/Ar/Ne）通过了荷兰 ASML和日本GIGAPHOTON株式会社的认证，也是国内唯一一家通过两家认证的气体公司。

掩膜版

A、清溢光电（688138）

清溢光电主要从事掩膜版的研发、设计、生产和销售业务，是国内成立最早、规模最大的掩膜版生产企业之一。

掩膜版属于精密度较高的定制化产品，具有较高的技术门槛。掩膜版主要应用于平板显示、半导体芯片、电路板和触控等行业，需要在图形设计处理、光刻工序工艺、显影蚀刻工序工艺、 测量和检查分析技术、缺陷控制与修补和洁净室建设等领域积累大量的技术，掩膜版技术跨越多个技术和学科领域，无论从基础理论还是研发、设计和制造等方面，都需要掩膜版厂商具备较高的技术水平，掩膜版技术是公司竞争优势的关键因素。公司是国内最早进入掩膜版行业的企业之一，在技术水平上处于国内领先地位。