西南证券：复盘ASML发展历程 探寻本土光刻产业链投资机会

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　　原标题 复盘ASML发展历程，探寻本土光刻产业链投资机会

　　来源 西南证券

　　投资要点

　　光刻机：芯片制造中最核心设备，复杂程度高，形成庞大产业链。光刻环节是晶圆制造中最核心工艺，占晶圆制造耗时40%-50%，占芯片成本30%。作为光刻工艺的核心设备，光刻机结构复杂、成本极高，占晶圆制造设备投资23%。区别于其他晶圆制造设备，浸没式DUV和EUV光刻机可形成自身产业链，因此高端光刻机的突破需要物镜、光源、浸没式系统等核心组件和光刻胶、光刻气、光罩、涂胶显影设备、检测设备等诸多配套设施的协同发展。

　　ASML：浸没式系统和EUV光刻成为公司发展史上两大关键里程碑。ASML垄断全球高端光刻市场，浸没式DUV全球市占率达93%，EUV全球市占率达100%。2019年，ASML收入132.4亿美元，净利润29.0亿美元，收入排名全球半导体设备厂商第二。复盘其三十余年历史，浸没式工艺技术的突破和EUV产业链的贯通成为ASML打败尼康等日本厂商的两大关键性节点。

　　打通光刻产业链成为国产光刻机追逐ASML的关键。ASML有大约5000个供应商，与产品直接相关的共790家，占ASML总开支的66%，其中德国蔡司、美国Cymer等厂商几乎垄断全球高端物镜、极紫外光源等技术。受《瓦森纳协议》等国外技术管制影响，国产高端光刻机无法像ASML一样通过全球合作、并购突破，只能依托本土光刻组件和配套设施产业链自主研发实现突破。

　　02专项强化国内光刻产业链发展，高端光刻机突破在即：在“02专项”的大力支持下，国科精密、启尔机电、华卓精科纷纷在物镜、浸没式系统和双工作台上通过02专项验收，福晶科技部分产品供货ASML。配套设施方面，华特气体、凯美特气实现光刻气突破，南大光电、晶瑞股份、雅克科技等纷纷布局中高端光刻胶及辅材，清溢光电，菲利华打破光罩领域国外垄断，精测电子、睿励科学、赛腾股份实现晶圆前道检测设备国产替代，芯源微涂胶显影设备入驻长江存储、华力等先进晶圆厂。在国内光刻产业链不断完善和突破下，预计上海微电子90nm以内的下一代光刻机突破在即。

　　关注个股：光刻产业链组件推荐福晶科技（002222），建议关注国科精密、启尔机电、华卓精科、科益虹源等02专项支持企业研发进度；光刻胶建议关注南大光电（300346）、晶瑞股份（300655）、雅克科技（002409）、上海新阳（300236）、容大感光（300576）、北京科华等；涂胶显影设备建议关注芯源微（688037），前道检测设备推荐精测电子（300567），建议关注睿励科学、赛腾股份（603283）；光刻气建议关注华特气体（688268）、凯美特气（002549）；光罩建议关注清溢光电（688138）、菲利华（300395）。

　　投资要件

　　我们区别于市场的观点：

　　第一，光刻产业链概念的提出。全球半导体市场转向大陆，国内晶圆厂投资加速，带动半导体设备、材料市场蓬勃发展。光刻机作为晶圆制造中最核心的设备之一，长期以来被荷兰、日本等国企业垄断，特别是高端光刻机市场ASML一家独大。究其原因，我们认为光刻产业链的贯通是ASML能够独霸高端光刻市场的关键。光刻产业链分为光刻组件和光刻配套设施，其中光刻组件包含物镜、浸没式系统、光源、双工作台等，光刻配套设施包含光刻胶、光刻气、光罩、涂胶显影设备、检测设备。通过静态聚焦ASML现有装备零部件和供应商以及动态复盘ASML过往三十余年的发展历程，我们发现ASML在光刻机技术进步的关键时刻，依赖创新与并购，为自身打通全球光刻产业链，最终战胜尼康，傲视全球光刻市场。

　　第二，不同于ASML通过并购合作形成光刻产业链，本土光刻产业链依托自主研发，持续性强。由于《瓦森纳协议》等国外技术管制措施，本土光刻机生产无法参与到全球光刻产业链中，因此国内高端光刻机的突破必须依托本土光刻产业链的自主研发。02专项自十二五时期便开始支持国内光刻产业链的建设，涌现了国科精密、科益虹源等一批优秀组件企业和南大光电、华特气体、芯源微等一批光刻配套设施企业，以及精测电子、福晶科技等在各自领域自主研发实现突破的企业。在各方努力下，上海微电子制程达90nm的晶圆前道光刻机于2018年通过02专项验收。在技术路径上，下一代光刻机所应用的浸没式技术的成功已经通过ASML和尼康之争的过程得到验证，本土企业可以少走弯路；在技术实力上，本土光刻产业链在02专项和各环节企业协同进步的条件下正逐步完善，预计上海微电子下一代光刻机突破在即。

　　第三，光刻产业链未来发展空间较大。半导体已成为当今数码产业和经济运行的支柱之一，设备、材料的国产化是我国摆脱国外管制，走向半导体强国的必要途径，由于光刻产业链对光刻机，以及对整个半导体制造产业的重要性，我们认为本土光刻产业链在国内半导体版图中的重要性日益提升。国内光刻机已实现一定突破，与ASML高端光刻机之间差距的缩小速度正在加快，本土光刻产业链相关企业还有较大发展空间。

　　股价上涨的催化因素：半导体市场周期性恢复；国内晶圆厂投资加速；本土光刻产业链企业研发超预期。

　　重点推荐个股：半导体产业链转向国内，光刻产业链的国产化和技术提升成为本土半导体产业实力提升的关键，推荐精测电子（300567）：国内唯一一家同时布局半导体前、后道检测业务公司；福晶科技（002222）：全球非线性光学晶体龙头，已具备向ASML供货能力。此外建议关注南大光电（300346）、华特气体（688268）、雅克科技（002409）、上海新阳（300236）、芯源微（688037）、菲利华（300395）等。

　　投资风险：半导体行业周期波动、光刻产业链研发不及预期、国外技术管制。

　　1 提要：光刻工艺是晶圆制造最核心环节，光刻产业链协同发展成为光刻机突破关键因子

　　1.1光刻定义晶体管尺寸，光刻工艺合计占芯片成本近30%

　　2019年全球半导体市场规模达4090亿美元，成为数码产业的基石。第二次工业革命就是数码产业的革命，据麦肯锡预测，2020年全球数码产业将占全球企业总产值的41%，而半导体则成为数码产业的基石。根据WSTS统计，2019年全球半导体市场份额达4090亿美元，其中集成电路占比达81%，集成电路中的逻辑IC和存储器是推动摩尔定律发展的主要力量，两者合计占半导体整体市场规模的52%，市场规模达2127亿美元。

　　半导体产业链分为设计、制造、封测三大环节，设备成为半导体产业支柱。芯片设计主要根据芯片的设计目的进行逻辑设计和规则制定，并根据设计图制作掩模以供后续光刻步骤使用。芯片制造实现芯片电路图从掩模上转移至硅片上，并实现预定的芯片功能，包括光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械研磨等步骤。芯片封测完成对芯片的封装和性能、功能测试，是产品交付前的最后工序。半导体设备贯穿设计、制造、封测三大流程，成为半导体产业的支柱。据Semi统计，2019年全球半导体设备市场达597.4亿美元，设备投资占晶圆厂整体资本支出的70%-80%，其中用于芯片制造的设备占半导体设备总支出的81%。

　　14nm及以下先进制程应用广泛且不断进步，光刻、刻蚀、沉积设备成为投资重点。晶体管线宽在28nm以内的称为先进制程，目前台积电、三星两家晶圆厂最先进工艺可将制程推进到5nm级别，其中台积电为全球最大晶圆代工厂，全球代工市占率达50.5%，2019年台积电28nm以内制程收入占比达67%，其中16nm（与三星、中芯国际14nm处于同一竞争序列）及以内制程收入贡献达50%。受益于高压驱动、图像传感器、射频等应用的需求增加，根据 IHS Markit 统计，28 纳米制程的集成电路晶圆代工市场将保持稳定增长，预计 2024 年全球 市场规模将达到 98 亿美元。14 纳米及以下更先进制程的集成电路晶圆代工市场将保持快速增长，预计 2024 年全球市场规模将达 386 亿美元，2018 年至 2024 年的复合增长率将达 19%。

　　光刻、刻蚀、薄膜沉积设备三大设备成为推动28nm及以下先进工艺发展的主要力量，分别占半导体晶圆处理设备的23%、24%、18%。

　　光刻定义了晶体管尺寸，是集成电路生产中的最核心工艺，占晶圆制造耗时的40%-50%。光刻工艺是IC制造中最关键、最复杂和占用时间比最大的步骤，光刻的原理是在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶，再用光线（一般是紫外光、深紫外光、极紫外光）透过掩模照射在硅片表面，被光线照射到的光刻胶会发生化学反应。此后用特定显影液洗去被照射/未被照射的光刻胶，就实现了电路图从掩模到硅片的转移。一般的光刻工艺要经历气相成底膜、旋转涂胶、软烘、对准与曝光、曝光后烘培、显影、坚膜烘培、显影检查等工序，光刻工艺占晶圆制造耗时的40%-50%，光刻机约占晶圆制造设备投资额的23%，考虑到光刻工艺步骤中的光刻胶、光刻气体、光罩（光掩膜版）、涂胶显影设备等诸多配套设施和材料投资，整个光刻工艺占芯片成本的30%左右。

　　1.2区别于其他晶圆制造设备，光刻机独有自身产业链概念

　　区别于晶圆制造其他工艺，光刻机组件及配套设施复杂，形成自身产业链概念。光刻机的制造研发并不是某一个企业能够单独完成的，光刻作为晶圆制造过程中最复杂、最重要的步骤，主要体现在光刻产业链高端复杂，需要很多顶尖的企业相互配合才可以完成。光刻产业链主要体现在两点上，一是作为光刻核心设备的光刻机组件复杂，包括光源、镜头、激光器、工作台等组件技术往往只被全球少数几家公司掌握，二是作为与光刻机配套的光刻胶、光刻气体、光罩（光掩膜版）等半导体材料和涂胶显影设备等同样拥有较高的科技含量。

　　随着制程精度提升，光刻机复杂程度提高，贯通光刻产业链成为ASML垄断光刻市场的关键。摩尔定律的进步伴随着工艺与设备的双重突破，光刻设备作为推动摩尔定律的核心设备，截止目前光刻机已经历经五代发展，随着制程精度提升，自身复杂程度也在不断提高，以ASML的EUV光刻机为例，7nm的EUV光刻机内部共有10万个零件，重达180吨，包含硅片输运分系统、硅片平台分系统、掩膜版输运分系统、系统测量与校正分系统、成像分系统、光源分系统等13个系统，90%的关键设备来自外国而非荷兰本国，ASML作为整机公司，实质上只负责光刻机设计与集成各模块，需要全而精的上游产业链作坚实支撑。透视ASML的5000多个供应商，其中与产品相关的供应商提供直接用于生产光刻系统的材料、设备、零部件和工具，这个类别包括790家供应商，占ASML总开支的66%。

　　日、美配套光刻胶、光刻气体等材料和设备紧紧追随ASML产品迭代。由于ASML统治全球高端光刻市场，众多配套设备材料和设备厂商纷纷追随ASML产品的技术工艺。配套光刻气体方面，美国空气化工产品（APD）、英国林德集团均有相应布局，日本合成橡胶（JSR）、东京应化、信越化学和富士胶片等日本企业则统治了光刻胶市场，仅有美国杜邦公司有一定竞争力，其中东京应化已实现极紫外光刻胶量产，日本合成橡胶紫外光刻胶即将量产。配套设备方面，光刻工序中的涂胶显影设备主要被日本东京电子、DNS、德国苏斯微和台湾亿力鑫 ELS占据。

　　ASML技术服务基地落户无锡，进一步完善自身在中国市场的产业链覆盖。据WSTS和日本半导体设备制造装置协会统计，2019年中国大陆半导体销售额达1432.4亿美元，占全球半导体市场的34.7%，位列全球第一；中国大陆半导体设备销售规模达134.5亿美元，占全球的22.5%，仅次于中国台湾，全球半导体产业转移正在加速向大陆转移，也使ASML加快了在中国的业务布局。2020年5月14日，半导体制造设备厂商阿斯麦（ASML）与无锡高新区举行了“阿斯麦光刻设备技术服务（无锡）基地签约仪式”，光刻设备技术服务（无锡）基地涵盖两大业务板块：面积约2000余平（金麒麟分析师）米，拥有近200人规模专业团队的技术中心，从事光刻设备的维护、升级等技术服务；以及面积约2000余平米的供应链服务中心，为客户提供高效的供应链服务，为设备安装，升级及生产运营等所需的物料提供更高水准的物流支持。无锡作为国内继上海之后第二个集成电路产值破千亿的城市，集聚了华虹、SK海力士、长电科技、中环领先、卓胜微等半导体企业。在进一步完善中国区市场的产业链供应后，ASML已经形成全球最全也是最强大的光刻机供应链体系

　　2 复盘：ASML如何通过光刻产业链垄断全球光刻机市场

　　浸没式技术与EUV光刻产业链构建成为ASML发展的两大里程碑事件。上世纪50年代末，仙童半导体发明掩膜版曝光刻蚀技术，拉开了现代光刻机发展的大幕，在ASML成立之前，光刻机光源还是以高压汞灯光源（g-line/i-line）为主，ArF、KrF等准分子激光光源概念刚刚被提出，光刻机工艺技术从接触式、接近式发展到步进投影式。目前ASML在浸没式DUV光刻机市占率达97%，EUV光刻机市占率100%，按营收计算为全球第二大半导体设备公司。复盘ASML过往36年发展历程，面对美、日等竞争对手，ASML主要通过两个关键节点成为全球霸主，分别为浸没式系统的使用和EUV产业链的构建。根据这两个节点，可将ASML的发展分为三个过程：

　　1）1984年成立到20世纪末：凭借PAS5500系列在i-line、干法准分子光源光刻领域占有一席之地；

　　2）21世纪初的10年：依靠浸没式光刻技术弯道超车，一举击溃尼康，成为全球光刻机头号厂商；

　　3）2010年以后，打通EUV产业链，推出EUV光刻机，成为高端光刻市场绝对垄断玩家。

　　2.1 ASML成立之前：光刻机即将进入准分子激光时代，美国三雄称霸光刻市场

　　i-line与步进投影为光刻主流技术。1960年代，位于加州硅谷的仙童半导体发明了至今仍在使用的掩膜版光刻技术。70年代初，Kasper仪器公司发明接触式对齐机台，但随后接近式光刻机台逐渐淘汰接触式机台。1973年，拿到美国军方投资的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系统，搭配正性光刻胶非常好用而且良率颇高，因此迅速占领了市场。1978年，GCA推出真正现代意义的自动化步进式光刻机（Stepper） GCA8500，分辨率比投影式高5倍达到1微米。1980年尼康发售了自己首台商用Stepper NSR-1010G（1.0um），拥有更先进的光学系统（光源还是i-line）极大提高了产能。与GCA的stepper一起统治主流市场。1982年，IBM的Kanti Jain开创性的提出准分子激光光刻（光源为KrF和ArF）。

　　美国三雄统治1980年之前的光刻机市场，日本佳能、尼康抓住产业转移机会接棒。美国作为半导体技术的诞生地，自然汇集了光刻机产业早期的垄断霸主，1980年代前的全球光刻机市场主要被三家美国光刻机厂商GCA， Ultratech和P&E垄断。1980年代末全球半导体市场遭遇危机，日本的尼康和佳能抓住同时期日本半导体产业大发展的机遇，取代三家美国光刻机厂商成为国际光刻机市场的主导者。尤其是尼康，从80年代后期开始市场占有率便超过50%，一直到ASML崛起为止；佳能则凭借对准器的优势也占领了一席之地。而三家美国光刻机厂商GCA， Ultratech和P&E则均因为严重的财务问题而被收购或被迫转型。

　　2．2 1984-2000：PAS5500帮助公司立足全球光刻市场

　　ASML成立于1984年，脱胎于飞利浦实验室。ASML成立于1984年，由菲利普和覆盖沉积、离子注入、封装设备的ASMI合资创办，主营业务来源于菲利普原本计划关停的光刻设备业务。在ASML成立的1984年，尼康和GCA分别占国际光刻机市场三成，Ultratech占约一成，Eaton、P&E、佳能、日立等均不到5%。1988年，ASML跟随飞利浦在台湾的合资流片工厂台积电开拓了亚洲业务，彼时，刚刚成立不久的台积电为ASML送来急需的17台光刻机订单，使得ASML的国际化拓展初见成功。尽管如此，在异常激烈的市场竞争下，初创期的ASML还不能完全自立，产品没有明显技术优势，客户数量屈指可数。在1980年代末的半导体市场危机中，由于投资巨大且短期内难以看到回报，ASML的两大股东ASMI和飞利浦均有退出投资的倾向，但最后ASMI将股权出售给飞利浦公司，后者则继续支持ASML的光刻设备业务。

　　凭借PAS5500系列获得突破，开拓新兴市场，与日本厂商差距缩小。1991年，ASML推出PAS5500系列光刻机，这一设计超前的8英寸光刻机具有业界领先的生产效率和精度，成为扭转时局的重要产品。PAS5500为ASML带来台积电、三星和现代等关键客户，通过对PAS5500，大多数客户建立起对ASML产品的深厚信任，并决定几乎全部改用ASML的光刻设备，到1994年，公司市占率已经提升至18%。1995年ASML分别在阿姆斯特丹及纽约上市。ASML利用IPO资金进一步扩大研发与生产规模，其中扩建了位于荷兰埃因霍温的厂房，现已成为公司新总部。市场策略方面，尼康与佳能正携上位之余威，加速占领美国市场。而ASML则避其锋芒，将重点放在新兴市场，在欧洲、中国台湾、韩国等地区攻城略地。由于ASML多方面主动出击，公司获得了极大的发展。1999年公司营收首次突破10亿欧元，达到12亿欧元；而2000年时营收更是翻了两倍以上，达到27亿欧元。

　　2．3 2001-2010：双工作台技术提升效率，先发浸没式系统打败尼康、佳能

　　Twinscan双工件台系统将生产效率提升35%，精度提升10%。在2000年前的光刻设备只有一个工作台，晶圆片的对准与蚀刻流程都在上面完成。ASML公司在2001年推出的Twinscan双工件台系统，在对一块晶圆曝光的同时测量对准另外一块晶圆，从而提升了系统的生产效率和精确率，并在第一时间得到结果反馈，生产效率提高大约35%，精度提高10%以上。双工件台对转移速度和精度有非常高的要求，ASML独家开发出磁悬浮工件台系统，使得系统能克服摩擦系数和阻尼系数，其加工速度和精度明显超越机械式和气浮式工件台。双工件台技术几乎应用于ASML所有系列的光刻机，成为ASML垄断的隐形技术优势。

　　浸没式系统打破光源波长瓶颈。光刻设备中最初采用的干式微影技术沿用到上世纪90年代（镜头、光源等一直在改进），然后遇到瓶颈：始终无法将光刻光源的193nm波长缩短到157nm。为缩短光波长度，全球半导体产业精英及专家，提出了多种方案，其中包括157nm F2激光，电子束投射（EPL），离子投射（IPL）、EUV（13.5nm）和X光。但这些方案要么需要增大投资成本，要么以当时的技术难以实现（比如极紫外（EUV）光刻）。各大厂家都只能对干法系统进行微小升级，且均无法在市场中占据完全主导地位。2002年，时任台积电研发副总、世界微影技术权威林本坚博士提出了一个简单解决办法：放弃突破157nm，退回到技术成熟的193nm，把透镜和硅片之间的介质从空气换成水，由于水对193nm光的折射率高达1.44，那么波长可缩短为193/1.44=134nm，超过攻而不克的157nm。

　　ASML率先突破浸没式系统，自此引领全球光刻市场。由于尼康已经在157nm F2激光和电子束投射（EPL）上付出了巨大的沉没成本，因此没有采纳这一捷径。而ASML抓住机会，决定与台积电合作，在2003年开发出了首台样机TWINSCAN AT：1150i，成功将90nm 制程提升到65nm。同期尼康宣布采用干式微影技术的157nm产品和电子束投射（EPL）产品样机研制成功。但阿斯麦的产品相对于尼康的全新研发，属于改进型成熟产品，半导体芯片厂应用成本低，设备厂商只需对现有设备做较小的改造，就能将蚀刻精度提升1-2代，而且缩短光波比尼康的效果还好（多缩短25nm）。因此，几乎没有厂商愿意选择尼康的产品，尼康溃败由此开始。在后期，尼康也选择调转方向研发浸没式光刻系统，并推出NSR-S622D、NSR-S631E、NSR-S635E等产品，但半导体产业更新换代迅速，而新产品总是需要至少1-3年时间由前后道多家厂商通力磨合。ASML在浸没式系统上的领先比尼康多了时间去改善问题和提高良率。导致尼康产品可靠性始终落后于ASML，也是从此刻，代表日本高端光刻机的尼康逐渐败给了日后的高端光刻龙头ASML。

　　利用浸没式系统持稳固竞争优势。2006年，ASML首台量产的浸入式光刻机TWINSCAN XT：1700i发布，该光刻机比之前最先进的干法光刻机分辨率提高了30%，可以用于45nm量产。2007年，阿斯麦配合台积电的技术方向，发布首个采用193nm光源的浸没式光刻系统TWINSCAN XT：1900i，由此一举垄断市场。得益于浸没式光刻，ASML光刻机销量占全球销量比例从2001年的25.0%上升2010年的68.9%。ASML和台积电的合作也更为紧密。反过来，选择ASML产品的台积电、三星、英特尔也在之后不断突破制程束缚，成为世界半导体制造豪强。随着工艺进步，浸没式光刻的诸多缺点也被ASML一一解决，缺陷率和产能都有较好改善，目前仍未主流的光刻机型之一。

　　积极改进浸没式系统，推进制程极限至7/5nm。到了2010年后，制程工艺尺寸进化到22nm，已经超越浸没式DUV的蚀刻精度。在EUV技术取得应用突破之前，包括ASML在内的相关企业也在积极改进浸没式光刻系统。从设备、工艺和器件方面多管齐下，开发出高NA镜头、多光罩、FinFET、两次曝光、Pitch-split、波段灵敏光刻胶等技术。目前，对于ASNL最先进的浸没式光刻机Twinscan NXT： 2000i，在各种先进工艺与材料的配合下，制程极限已达7/5nm。这使得浸没式光刻系统在EUV面世前得以继续延续摩尔定律，并促进ASML进一步拉开与尼康、佳能的差距。中国首台Twinscan NXT： 2000i已于2018年12月正式搬入SK海力士位于无锡的工厂。

　　2．4 2010-至今：打通EUV光刻产业链，成为全球EUV光刻机独家供应商

　　13.5nm引领下一代光源，新技术面临巨大挑战。下一代EUV光刻系统采用波长为13.5nm的极紫外光作为曝光光源，是之前193nm的1/14。该光源被称为激光等离子体光源，是通过用高功率二氧化碳激光器激发锡（Sn）金属液滴，通过高价Sn离子能级间的跃迁获得13.5nm波长的辐射。除上文所述问题外，该光源的稳定性和聚光元件的保护也是巨大的挑战，因为用于激发的激光器本身存在抖动，激光与等离子体作用时产生的污染将会对光源聚光元件造成影响和破坏。EUV光源的技术基本只掌握在美国Cymer公司手中。

　　EUV光刻机——顶级科学与顶级制造的结合。EUV波长只有13.5nm，穿透物体时散射吸收强度较大，这使得光刻机的光源功率要求极高，此外机器内部需是真空环境，避免空气对EUV的吸收，透镜和反射镜系统也极致精密，配套的抗蚀剂和防护膜的良品率也需要更先进技术去提升，一台EUV光刻机重达180吨，超过10万个零件，需要40个集装箱运输，安装调试都要超过一年时间。总之，EUV光刻机几乎逼近物理学、材料学以及精密制造的极限。所以EUV不仅是顶级科学的研究，也是顶级精密制造的学问。

　　2010年首发EUV光刻机，目前成为全球唯一一家EUV光刻机供应商。ASML 2010年，ASML首次发售概念性的EUV光刻系统NXW：3100，从而开启光刻系统的新时代。2013年，ASML发售第二代EUV系统NXE：3300B，但是精度与效率不具备10nm以下制程的生产效益；2015年又推出第三代EUV系统NXE：3350。2016年，第一批面向制造的EUV系统NXE：3400B开始批量发售，NXE：3400B的光学与机电系统的技术有所突破，极紫外光源的波长缩短至13nm，每小时处理晶圆125片，或每天可1500片；连续4周的平均生产良率可达80%，兼具高生产率与高精度。2019年推出的NXE：3400C更是将产能提高到每小时处理晶圆175片。目前，ASML在售的EUV光刻机包括NXE：3300B和NXE：3400C两种机型。

　　EUV成功来源于ASML光刻机上游产业链的贯通。在EUV光刻机超过10万个零件之中，来自硅谷光科集团的微激光系统、德国蔡司的镜头和Cymer的EUV光源是最重要的三环。1997年英特尔牵头创办了EUV LLC联盟，随后ASML作为惟一的光刻设备生产商加入联盟，共享研究成果；2000年，ASML收购了美国光刻机巨头SVGL（硅谷光刻集团）；2012年ASML收购EUV光源提供商Cymer，此前Cymer就和ASML合作已久；2016年ASML公司取得光学镜片龙头德国蔡司24.9%的股份，以加快推进更大数值孔径（NA）的EUV光学系统。这些收购使得ASML几乎参与了整个EUV光刻上游产业链。但收购美国企业的过程使ASML必须同意在美国建立一所工厂和一个研发中心，以此满足所有美国本土的产能需求，另外，还需要保证55%的零部件均从美国供应商处采购，并接受定期审查，这也为日后ASML向中国出口光刻机受到美国管制埋下伏笔。

　　EUV设备在下游市场供不应求。由于上游零部件供应不足（如蔡司的镜头），ASML的EUV光刻机产量一直不高，而下游市场对7nm制程的需求却十分旺盛。2011年英特尔、三星和台积电共同收购ASML 23%的股权，帮助ASML提升研发预算，同时也享受EUV光刻机的优先供应权。近年来，ASML已经出货的EUV光刻机主要优先供应给台积电、三星、英特尔等有紧密合作关系的下游厂商。目前所有中国企业中，只有中芯国际向ASML订购了一台EUV光刻机，原计划于2019年交付，但由于2018年底ASML的元件供应商Prodrive工厂的部分库存、生产线被火灾摧毁，再加上2020年疫情原因，直到现在ASML的EUV设备还未向中芯国际交付。目前预计这批设备最快在2020年底前完成装机。

　　ASML光刻机已经覆盖EUV销量、价格节节攀升。自2010年第一台EUV光刻机面世起，ASML的EUV光刻机出货量呈增长趋势，尤其是2017年开始大幅增加产能，到2019年已经实现年出货量26台。而如上文所述，EUV十分复杂的结构与系统使得其单价也逐年攀升，2019年ASMLEUV光刻机小猴26台，占光刻机销售量的11.4%，销售金额达30亿欧元，占光刻机销售金额的33.6%。EUV光刻机单价更是达到了惊人的1.15亿欧元/台，约合1.3亿美元，9.2亿人民币，是浸没式光刻机价格的两倍。

　　3 探寻：02专项加码关键技术突破，本土光刻产业链构建正当时

　　《瓦森纳协定》管制国内光刻机及原件进口，02专项打造本土化光刻产业链。上海微电子是国内高端晶圆制造光刻机希望，其产品最先进制程已达90nm，产品在OLED、LED和后道封装市场有较高市占率。由于《瓦森纳协定》的限制，上海微电子很难从国外进口用于生产高端光刻机的部件，因此只能依靠国内相关企业的研发进展。为强化国内半导体产业链自主研发能力，国务院于“十二五”规划期间推出“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”重大专项，简称“02 专项”，旨在突破集成电路制造装备、材料、工艺、封测等核心技术，形成完整的产业链，具备国际竞争力。上海微电子的90nm制程光刻机正是通过承担“02 专项”的 “90nm 光刻机样机研制”项目，于2018年3月面世。在“02 专项”的大力支持下，已经有一些国内企业在光刻产业链的部分领域达到或接近国际先进水平，可能成为上海微电子下一代浸没式光刻机的潜在供应商。

　　3.1 光刻机组件：“02专项”强化国产物镜、光源、浸没式系统等高端光刻组件

　　3.2.1 国科精密：承担光刻机“心脏”建设，浸没式曝光系统已通过“02专项”验收

　　曝光系统（物镜组） ——光刻机“心脏”，国科精密Epolith A075技术节点突破90nm。光刻机曝光光学系统是光刻机的“心脏”，是典型的超精密光学系统，制造和维护需要高度的光学和电子工业基础，世界上只有德国蔡司、Nikon等极少数国际顶级光学公司掌握此类技术。国科精密背靠长春光机所和上海光机所，致力于极大规模集成电路光刻投影光学、显微光学、多光谱融合成像探测、超精密光机制造与检测等领域的高技术研究，同时开展相应各类高端光学仪器与装备产品的研发工作。2017年，国科精密研制的国内首套NA0.75ArF曝光光学系统Epolith A075成功交付用户，实现了整机曝光分辨率85nm的理想结果，标志我国超精密光学技术已跻身国际先进行列，并为浸没式光刻机曝光光学系统的研发与产业化奠定了良好的技术与产业基础。

　　“02专项”支持的唯一高端光学技术研发单位，浸没式光学曝光系统已通过验收。国科精密是“02专项”支持的唯一高端光学技术研发单位，公司承担的“高NA浸没光学系统关键技术研究”已于2018年通过验收，技术水平已赶上ASML、尼康的浸没式曝光系统，目前公司正在推动NA0.82、NA1.35（浸没式曝光系统）等多种类型高端IC制造投影光刻机曝光光学系统的产业化推进工作，在国产光刻机曝光系统领域一马当先。

　　3.2.2 科益虹源：预计2020年协助整机单位完成28nm浸没式DUV光源

　　DUV/EUV光源——科益虹源任重而道远。目前国内的EUV光源研发才刚刚起步，仅有哈尔滨工业大学推出实验室级别的DPP-EUV光源。而DUV光源也与国际先进水平存在巨大差距。科益虹源是中国唯一、世界第三家具备高端准分子激光技术研究和产品化的公司，其系列产品填补了国内市场空白。2018年3月，科益虹源自主设计开发的国内首台高能准分子激光器顺利出货，打破了国外厂商的长期垄断。科益虹源目前承担““02专项”“浸没光刻光源研发”项目、“集成电路晶圆缺陷检测光源”项目，预计2020年将与整机单位共同完成28nm国产光刻机的集成工作，对我国集成电路产业的发展具有重大意义。

　　3.2.3 启尔机电：全球第三家拥有光刻机浸没式系统研发能力公司

　　浸没式系统——启尔机电成为全球第三家具有光刻机浸没式系统研发能力的公司。浸没式光刻技术目前仅有ASML与尼康两家公司掌握。启尔机电前身是浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室启尔团队，是我国第一家定点从事高端光刻机浸液系统研发的公司，也是全球第三家具有光刻机浸液系统研发能力的公司。2017年9月，启尔机电获批承担国家02科技重大专项“28nm节点浸没式光刻机产品研发”的核心部件之一的“浸液系统产品研制与能力建设”项目。2018年，青山湖科技城与浙江启尔机电技术有限公司正式签约建设光刻机浸液系统项目，建设光刻机浸液系统产品研制与中试基地，该项目正在有序推进中。依靠浙江大学科研成果，有望推出可用于先进制程的浸没式光刻机的浸液系统。

　　3.2.4 华卓精科：双工作台技术打破ASML垄断

　　双工件台技术——华卓精科打破ASML垄断，继续向浸没式双工作台延伸。一直以来，双工件台技术都被ASML独家垄断。华卓精科是一家专注集成电路高端整机装备、超精密运动系统的国家级高新技术企业，主要产品包括光刻机工件台系统、超精密运动定位平台等。在清华大学及“02专项”的支持下，公司从2009年针对65nm双工件台样机开展研发，突破了包括超精密机械设计、超精密测量、超精密运动控制等多项关键技术，于2014年成功研制出我国第一台采用平面电机技术的65纳米光刻机双工件台样机，实现2nm同步运动精度，达到国际同类产品先进水平。2015年4月，华卓精科“65nmArF干式光刻机双工件台”通过整机详细设计评审，具备投产条件。目前，65nm光刻机双工件台已获得多台订单。作为世界上第二家掌握双工件台核心技术的公司，华卓精科成功打破了ASML公司在工件台上的技术垄断。2018年9月，华卓精科收到“02专项”中央财政资金合计1.39亿元，分别是“浸没式光刻机双工件台产品研制与能力建设”项目5291.1万元、“浸没双工件台平面光栅位置测量系统研发”项目8614.1万元，公司目前研发目的是要完成28nm及以下节点浸没式光刻机双工件台产品化开发并具备小批量供货能力，为国产浸没光刻机产品化奠定坚实基础。

　　3.2.5 福晶科技（002222）：全球非线性光学晶体龙头，已具备向ASML供货能力

　　全球非线性光学晶体龙头，享誉世界的“中国牌晶体”。紫外激光的输出波长最短，而短波长可以实现较小的聚焦光斑与线宽，带来更高的激光加工精度；此外，短波长可带来更高的单光子能量，能够直接打断物质原子/分子间的化学键，导致被照射区域材料直接形成气态粒子或微粒并发生光化学剥离过程，不对周围物质造成明显影响，几乎不产生热影响区（即冷加工），进而获得高的尺寸精度和边缘质量，因此紫外激光成为高端光刻机主要光源。福晶科技主营产品包括晶体元件、精密光学元件和激光器件三类，晶体元件包括激光晶体和非线性光学晶体，其中公司LBO、BBO 等非线性光学晶体市占率稳居全球第一。

　　福晶科技通过欧洲代理和ASML签署保密协议，已提供部分产品。2020年5月，福晶科技在全景·路演天下中回答投资者问题时提到公司有通过欧洲代理和ASML签署保密协议，并提供部分产品，成为本土光刻产业链又一重要参与者。

　　3.2配套光刻胶：ArFi、EUV光刻胶初见锋芒，南大光电领衔国内公司加速国产替代

　　国内企业在LED、面板光刻胶领域已有一定竞争力。据新材料在线报告统计，国内企业在LED光刻胶领域国产率已达100%，在LCD光刻胶的领域，国外厂商仍然占有主导地位，但随着国内厂商的技术进步与中国面板行业本身的发展，这一状况正在得到改观。雅克科技、晶瑞股份、容大感光、飞凯材料等公司已在CF彩色光刻胶、LCD光刻胶领域实现突破。

　　高端光刻胶——与光刻机一起决定制程极限。高端光刻胶包括KrF、ArF光刻胶与EUV光刻胶，分别搭配KrF、ArF、EUV光刻机使用。高端光刻胶的性能与光刻机一起决定了制程极限，因此光刻机的发展必须考虑光刻胶的协同推进。目前全球高端光刻胶市场基本被日本合成橡胶、东京日化、杜邦、信越化工等国际厂商垄断，日本合成橡胶（JSR）与比利时微电子研究中心（IMEC）的合资企业以及东京应化已经有能力供应面向 10nm 以下半导体制程的 EUV 极紫外光刻胶，主要面向 45nm 以下制程工艺的浸没法 ArF 光刻胶在国际上已经成主流。由于EUV光刻机还未进入国内晶圆厂，我国目前还没有EUV光刻胶需求，而KrF、ArF光刻胶几乎全部依赖进口，国内仅有南大光电、北京科华依托02专项的支持实现突破。

　　3.2.1 南大光电（300346）：国内高端光刻胶稀缺标的，ArF光刻胶研发领跑国内

　　南大光电：全球MO源主要供应商之一，拥有MO源、电子特气和光刻胶三大业务。南大光电材料股份有限公司成立于2000 年 12 月，作为全球 MO 源的主要供应商，产品在满足国内需求时，已远销日本、台湾，韩国、欧洲和美国。公司 2012 年 8 月在深圳证券交易所创业板成功上市，业务覆盖 MO 源、电子特气、光刻胶三大业务板块。凭借 30 多年来的技术积累优势，南大光电先后攻克了国家 863 计划 MO 源全系列产品产业化、国家“02—专项”高纯电子气 体（砷烷、磷烷）研发与产业化、ALD/CVD 前驱体产业化等多个困扰我国数十年的项目，填补了多项国内空白。值得注意的是，光刻胶在南大光电业务分类中属于其他业务，其未来发展空间巨大。

　　国内高端光刻胶稀缺标的，ArF光刻胶研发领跑国内，进入客户测试阶段。2016年4月，南大光电通过投资北京科华开始进入光刻胶领域，后者曾与苏州瑞红（晶瑞股份子公司）共同承担“02专项”“KrF （248nm）光刻胶研发”项目。目前北京科华的KrF光刻胶产品 KMP DK1080已经通过中芯国际认证，并率先进入量产阶段。2018年，南大光电承接02专项“ArF光刻胶产品的开发和产业化”项目，投资总额约为6.5亿元，并设立光刻胶事业部，并成立了全资子公司“宁波南大光电材料有限公司”，全力推进“ ArF 光刻胶开发和产业化项目”的落地实施。截至目前ArF光刻胶已取得重大突破，进入客户测试阶段，未来后可用于28nm到7nm工艺。

　　3.2.2 晶瑞股份（300655）：覆盖四大泛半导体领域，KrF光刻胶完成中试

　　晶瑞股份：下游覆盖四大泛半导体行业。晶瑞股份专业从事微电子化学品的产品研发、生产和销售。主营产品包括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料和锂电池粘结剂，下游覆盖半导体、光伏太阳能电池、LED、平板显示四大泛半导体领域和锂电池的关键材料。公司光刻胶主要由子公司苏州瑞红生产，苏州瑞红作为国内光刻胶领域的先驱，规模生产光刻胶近30年，产品主要应用于半导体及平板显示领域，产品技术水平和销售额处于国内领先地位。

　　“02专项”助力KrF光刻胶完成中试。晶瑞股份紫外负型光刻胶和宽谱正胶及部分g线产品已规模供应市场数十年，品质和客户优势明显。高端光刻胶方面，公司先后承担02专项“i线光刻胶产品开发及产业化”项目和“KrF （248nm）光刻胶研发”项目。目前i 线光刻胶已为国内知名半导体厂商供货，KrF（248nm DUV）光刻胶完成中试，建立了年产100吨的KrF光刻胶中试示范线，产品分辨率最高达130nm。此外公司与下游行业的众多头部企业建立长期合作伙伴关系，如半导体行业的客户华虹宏力、 长江存储、合肥长鑫等，锂电池行业客户比亚迪、力神等，LED 行业的客户三安光电、华灿光电等，为公司未来光刻胶发展奠定了优良的客户基础。

　　3.2.3 雅克科技（002409）：并购切入面板光刻胶及辅材领域，大基金注资5.5亿元

　　雅克科技：通过并购切入面板光刻胶及光刻辅材领域。雅克科技为国内有机磷阻燃剂龙头企业，同时是成为国内唯一LNG 保温绝热板材生产制造商。随着半导体材料出现历史性机遇，公司通过并购华飞电子、科美特（运营实体是韩国Cotem Co．， Ltd．公司）、江苏先科，雅克科技成功切入半导体封装材料、电子特气、 IC 材料等领域，实现了在半导体材料业务端的快速布局与发展。其中韩国韩国Cotem Co．， Ltd．公司主要产品是 TFT-PR 及光刻胶辅助材料（显影液、清洗液等）、BM树脂等。2020 年 2 月 25 日， 雅克科技子公司斯洋国际有限公司与 LG 化学签署《业务转让协议》，约定斯洋国际以580 亿韩元（约合3.35 亿元）购买 LG 化学下属的彩色光刻胶事业部的部分经营性资产。LG 化学是 LCD 彩胶和 OLED光刻胶主要供应商之一，行业知名度高，技术先进，市场占有率高。

　　大基金一期投资5.5亿元，打造半导体材料及配套产业公司。2017年10月，国家集成电路产业基金（大基金）共投资5.5个亿，成为公司第三大股东（截至2020年月持股5.7%）。国家大基金5.5个亿投入，将助力雅克科技打造为领先的半导体材料及配套产业的平台型公司。为半导体及新型显示产业，尤其是为本土芯片及OLED制造企业的发展“添砖加瓦”。同时，雅克科技将覆盖从电子特气、CVD/ALD用前驱体及相关输送系统（LDS源柜及气瓶柜等）更为完整的产品线，为存储芯片及先进逻辑芯片制造企业、以OLED为主的平板显示企业等提供成熟及专业的产品及服务。

　　3.2.4 容大感光（300576）：建设千吨级IC用光刻胶产线

　　容大感光：加大光刻胶产业化投入，目前可生产g/i-line光刻胶。容大感光是一家研发、生产PCB感光油墨、光刻胶及配套化学品、特种油墨等电子化学品的企业。容大感光目前可生产的半导体光刻胶主要为g/i-line正性光刻胶、i-line负性光刻胶、i-line厚膜胶等。主要包括RD-2000、RD-4000、RD-6000、RD-NL系列等。容大感光积极扩大产业化投入，目前建设的大亚湾工厂千吨级IC 用光刻胶产线将进一步提高其半导体光刻胶领域的竞争力，并为KrF/ArF光刻胶研发提供经验。

　　3.2.5 上海新阳（300236）：购置ASML光刻机，i-line、KrF、ArF光刻胶多管齐下

　　上海新阳：i-line、KrF、ArF光刻胶多管齐下，测试用光刻机陆续到货加快研发进度。上海新阳主要产品包括引线脚表面处理电子化学品和晶圆镀铜、清洗电子化学品。上海新阳自 2016 年底开始内部立项开发半导体用高端光刻胶，2017年公司开始基础研发工作，目前正在同时研发i-line、KrF 、ArF光刻胶产品及其配套材料。其中193nm（ArF）干法光刻胶研发及产业化项目计划总投资2亿元。上海新阳已经购置一台ASML1400型二手光刻机，用于光刻胶研发，这台光刻机可覆盖到55nm技术节点。用于KRF248nm光刻胶配套的光刻机已完成厂内安装开始调试，ArF193nm光刻胶配套的光刻机预计短期内到货。

　　3.2.6 北京科华：EUV光刻胶已通过02专项验收

　　北京科华：光刻技术研发实力雄厚，拥有中高档光刻胶生产基地。北京科华微电子是一家中美合资企业，成立于 2004 年，产品覆盖 KrF（248nm）、I-line、G-line、紫外宽谱的光刻胶及配套试剂，合作伙伴包括中芯国际、华润、杭州士兰、三安光电、华灿光电等集成电路、功率半导体和LED等领域的国内领先企业。公司拥的有两个 mini FAB，有分辨率达到 0.11um 的 ASML PAS5500/850 扫描式曝光机、Nikon 步进式曝光机和TEL ACT8 涂胶显影一体机等关键设备，确保科华可以展开 KrF、G/I 线光刻胶产品及关键原料的开发与全面评估。公司已建成百吨级环化橡胶系紫外负性光刻胶和负性光刻胶配套试剂生产线；高档 G/I 线正胶生产线（200 吨/年）和正胶配套试剂生产线（200 吨/年）；248nm 光刻胶生产线等中高端光刻胶生产基地。

　　EUV光刻胶通过02专项验收，率先填补国内极紫外光刻胶领域的技术空白。科华微电子自成立以来，承担了多项包括I线正胶、248nm 和 193nm 深紫外光刻胶在内国家重点科技研发任务及产业化项目。2018 年 6 月，北京科华微电子与中国科学院化学研究所、中国科学院理化技术研究所联合攻关的极紫外胶（EUV）02 专项任务顺利通过验收，率先填补国内极紫外光刻胶领域的技术空白

　　3.3配套光刻气：决定分辨率范围，华特气体、凯美特气完善国内光刻气链条

　　光刻气——决定分辨率范围的混配气体，国内进口受到制约。光刻气是光刻机产生深紫外激光的气体，在腔体内受高压激发后，由于电子跃迁，产生了一定波长的光，不同的光刻气和电压可产生不同波长的光，经过聚合、滤波处理后便形成光刻机的光源，这直接决定了光刻机的分辨率范围。光刻气也是诸如科益虹源一类准分子激光器公司的研发基础。光刻气一般是混配气体，对配比精度与纯度的极高要求直接导致了光刻气的技术难度升高。目前光刻气市场被林德集团、液化空气集团、普莱克斯集团等国际供应商主导，国内进口受到制约，急需发展国产替代品。在本土厂商中，华特气体光刻气已通过ASML认证，凯美特气的激光器保护气体国内领先。

　　3.3.1 华特气体（688268）：全球第四家获得ASML光刻气认证公司

　　华特气体覆盖国内80%8寸以上集成电路制造厂商。电子气体行业具有显著的黏性壁垒，对于集成电路行业，认证时间可长达2-3年。认证阶段内，供应商没有来自该客户的收入，因此十分考验其产品质量与资金情况。华特气体是一家主营特种气体、普通工业气体以及相关的气体辅助设备与工程的生产和销售的企业，产品主要包括高纯六氟乙烷、高纯四氟化碳、高纯二氧化碳、高纯一氧化碳、光刻气等约230余种。目前，其服务国内8寸以上集成电路制造厂商的覆盖率已超过80%，解决了中芯国际、台积电（中国）、华虹宏力、华润微电子、京东方等客户面临多种气体材料制约的问题。此外，华特气体还进入了英特尔、美光科技等全球领先的半导体企业供应链体系。

　　全球第四、国内唯一通过ASML光刻气认证公司，光刻气达到国际领先水平。2017年，华特气体Ar/F/Ne、Kr/Ne、Ar/Ne和Kr/F/N四种光刻混合气通过ASML的产品认证，是我国唯一通过ASML认证的企业，亦是全球仅有的上述四个产品全部通过其认证的四家气体公司之一，ASML会在光刻机使用说明中明确推荐其客户使用已通过其认证的光刻气。华特气体已经实现了近 20 个产品的进口替代，是中国特种气体国产化的先行者。

　　3.3.2 凯美特气（002549）：布局稀有气体，完善国内光刻激光器保护气体链条

　　凯美特气积极布局特种稀有气体，完善国内光刻用气链条。凯美特气是我国化工尾气分离行业龙头，主要供应氩气，氢气，甲烷一氧化碳等工业气体。凯美特气2019年实现营收5.15亿元，近三年营收复合增长率为23.97%，产品市场占有率也逐年上升。2017年电子特种气体分公司总投资为 3.1亿元，新建 25 套电子特种气体项目生产装置，该项目产品为“高端、精细、专业”的电子特种气体混配气体及同位素， 属于电子化学品和核能范围内的同位素，应用领域广泛，主要用于生产环节隔离去氧化、做保护气、半导体清洁气体等，建设期为三年，其中项目一期已于2020 年初完成工程主体建设及设备安装、调试工作，将进入试生产阶段。凯美特气生产的氦、氖、氩、氪、氙特种稀有气体可用作激光器保护气体，进一步完善我国国产光刻用气链条。

　　3.4 配套光罩：光罩占半导体材料市场份额13%，高世代光罩实现突破

　　光罩——光刻中规定目标图形的重要工具，占半导体材料市场份额的13%。光罩又称掩模版，在光刻中被用作规定目标图形的工具，是光刻工艺的重要器件，占半导体材料市场的13%。随着先进制程的不断突破，光罩精度的要求越来越高，同时不能有缺陷，因此光罩制造后的检查也很重要。对晶圆厂来说，光罩的设计和制造需要紧密衔接，因此，晶圆厂一般都有自己的专业光罩工厂来生产自身需要的光罩，先进的光罩技术也因此掌握在具有先进晶圆制造能力的晶圆厂手中。目前，英特尔、三星、台积电三家全球最先进的晶圆制造厂所用的光罩大部分由自己的专业工厂生产，其余光罩市场份额主要被美国Photronics、日本DNP 和日本凸版印刷Toppan三家美日公司垄断。国内目前除了中芯国际具备28nm 光罩制造能力之外，领衔的还有清溢光电、路维光电等公司，此外菲利华生产的光掩膜版基板是光罩的重要原材料，是国内首家具备G8代大尺寸光掩膜板基材生产能力的企业。

　　3.4.1 菲利华（300395）：G8代大尺寸石英基板打破国外公司技术垄断

　　菲利华：国内首家生产G8代大尺寸光掩膜板基材公司，打破国外公司的技术垄断。公司生产的合成石英基板是光掩膜版的原材料，下游客户主要为日本和韩国的精磨和镀膜厂商，经过精磨和镀膜的掩膜版有些直接用于国外公司的光刻，有些回到国内清溢、路维等厂家进行光刻，光刻厂家下游客户为京东方等显示器厂家。2013年，公司率先打破国外公司对大尺寸掩膜版的垄断，生产出G6代光掩膜版基板，且依托成本优势倒逼掩膜版基板价格每块下降1万元。2018 年公司研制出G8代光掩模基板，成为国内首家具备生产G8代大尺寸光掩膜板基材的生产企业，目前已推出从G4代到G8代的系列产品。目前国内掩膜版产业链尚未完全打通，精磨、镀铬等流程都由国外厂商把控，未来随着国内掩膜版产业的整合，公司将继续受益国内掩膜版市场国产化进程。

　　3.4.2 清溢光电（688138）：国内光罩领域龙头，客户资源丰富

　　国内光罩领域龙头，客户资源涵盖中芯国际、英特尔、长电科技等IC制造封装大厂。清溢光电成立于1997年，2019年在科创板上市，主要从事掩光罩的研发、设计、生产和销售业务，是国内成立最早、规模最大的掩光罩生产企业之一，产品主要应用于平板显示、半导体芯片、触控、电路板等行业。在光罩领域，清溢光电创造了国内的多个第一，目前工艺能力能满足D级光罩规格要求，即技术节点为0.5 μm，可实现8.5代光罩稳定供货。在平板显示领域，公司拥有京东方、天马、华星光电、群创光电、瀚宇彩晶、龙腾光电、信利、中电熊猫、维信诺等客户；在半导体芯片领域，公司已开发中芯国际、英特尔、艾克尔、颀邦科技、长电科技、士兰微等客户。

　　3.5 配套设备：涂胶显影设备为光刻必要环节，检测设备成为提升良率关键

　　3.5.1 芯源微（688037）：国内涂胶显影设备龙头，打破TEL国内垄断

　　涂胶显影设备国内龙头，持续承担02专项。芯源微主要产品包括光刻工序涂胶显影设备 （涂胶/显影机、喷胶机） 和单片式湿法设备 （清洗机、去胶机、湿法刻蚀机） ，可用于8/12英寸单晶圆处理 （如集成电路制造前道晶圆加工及后道先进封装环节） 及6英寸及以下单晶圆处理 （如化合物、MEMS、LED芯片制造等环节）。2019年芯源微实现营收2.13亿元，近3年营收复合增长率为5.95%，归母净利润为0.29亿元，毛利率为46.62%。芯源微是02专项支持的唯一国产涂胶显影设备企业，承担并完成配套 193nm（ArF）光刻工艺涂胶显影相关02专项两项。

　　由后道工艺进军前道，打破TEL国内垄断。涂胶/显影是光刻流程中不可或缺的工艺步骤，前者利用离心力将光刻胶均匀旋涂在晶圆表面，而后者通过非曝光区光刻胶溶解将曝光后的图案显现出来。TEL是涂胶显影设备的绝对垄断者，全球市占率高达87%，剩余市占率被DNS、SEMES、Suss等瓜分。TEL在中国大陆涂胶显影设备市场中的市占率约超过90%，我国涂胶显影设备的国产化率不超过5%，一线主流客户的涂胶显影设备国产化率更是接近为零。目前芯源微业务主要集中在封测后道用涂胶显影设备，国内市占率为25%；前道I-line涂胶显影机已在长江存储上线进行工艺验证，可满足客户180nm技术节点加工工艺；前道Barc （抗反射层） 涂胶设备已在上海华力上线测试应用，可满足客户28nm技术节点加工工艺。未来公司将继续领衔涂胶显影设备的国产替代进程。

　　3.5.2 精测电子（300567）：半导体前、后道检测布局双管齐下，半导体订单密集落地

　　内生外延布局半导体前后道测试业务，聚焦存储器市场。公司于2018年设立武汉精鸿，同时参股韩国IT&T，聚焦自动检测设备（ATE）领域；此外，公司在上海设立了全资子公司上海精测，建立光学、激光、电子显微镜等三个产品方向的团队，聚焦于半导体前道（工艺控制）检测，产品包括高性能膜厚及OCD测量机、电子束晶圆生产制程控制设备、半导体单、双模块膜厚测量机、半导体集成式膜厚测量机以及Micro OLED全N2环境使用倒置型膜厚测量机，半导体电子显微镜预计2020年投放市场，此外上海精测于2019 年 9 月获得国家集成电路产业投资基金、上海半导体装备材料产业投资基金等专业机构的投资；2019年，公司控股日本半导体ATE测试设备公司Wintest，进一步增强公司在半导体领域的竞争实力。公司已成为国内少有的，同时布局半导体前、后道检测设备的玩家。

　　半导体订单密集落地，有望在未来成为公司新的业绩增长点，推动公司转型。从公司角度讲，目前在半导体领域的布局已初获成效。2019年12月，武汉精鸿中标长江存储Memory ATE设备（高温老化测试机）；2020年1月，上海精测中标长江存储3台集成式膜厚光学关键尺寸量测仪；同时Wintest也已取得批量订单，另外WINTEST在武汉的全资子公司伟恩测试已设立完成，这将进一步加快公司在WINTEST半导体检测领域相关技术的引进、消化和吸收，使公司具备相关产品的研发及生产能力，同时也能进一步降低生产成本，提高相关产品的竞争力。公司半导体检测设备已进入订单兑现阶段，有望成为未来新的业绩增长点，推动公司转型。

　　3.5.3 睿励科学：膜厚设备进入三星、长江存储和上海华力

　　国内领先的半导体量测设备供应商，产品已进入三星、长江存储、上海华力微电子等IC制造商。睿励科学仪器是睿励科学仪器（上海）有限公司是于2005年创建的合资公司，在膜厚测量领域有很强的技术实力，其膜厚量测设备产品已成功进入三星电子、长江存储以及上海华力微电子等国际知名半导体制造商。

　　大基金一期注资3758.2万元，加速公司前道检测业务发展。2020年1月7日，睿励科学发生投资人变更，国家集成电路产业投资基金股份有限公司（大基金一期）注资3758.2万元，注资后持股比例达到12.1%，与此同时还引入上海同祺投资管理有限公司和海风投资有限公司，公司注册资本由约1.2亿元新增至约3.1亿元。本次注资将加强睿励科学布局半导体前道检测设备研发。

　　3.5.4 赛腾股份（603283）：收购Optima切入半导体前道检测赛道

　　收购Optima，切入半导体硅片和前道检测领域。公司成立于2007年，主要从事自动化生产设备的研发、设计和生产，产品和服务涉及消费电子、汽车（新能源汽车）、半导体及锂电池等业务领域，是3C国内自动化领先企业，2011年公司通过苹果公司合格供应商认证。2019年5月，公司拟以现金方式购买 Kemet Japan 株式会社持本有的日本Optima株式会社20258股股份，占标的公司股权比例为67.5%，股权收购价款27.0亿日元（约合人民币1.6亿元）。上述收购完成后，公司拟通过赛腾国际对Optima株式会社进行增资，增资金额12.0亿日元，总计投资金额39.0亿日元（折合人民币约2.4亿元），上述收购及增资完成后，公司将持有标的公司约75.0%股权。Optima成立于2015年2月，其前身为成熟晶圆检测设备公司Raytex，核心产品为晶圆检测设备，属于半导体硅片和前道检测设备。

　　产品覆盖硅片生产、光刻、刻蚀等诸多环节，下游客户包含三星、SK 海力士、台积电等国际巨头。Optima产品主要用于硅片生产过程中的缺陷检测和晶圆制造中的缺陷污染检测，设计环节包括硅片制造中的拉晶、切片、倒角、研磨、抛光和晶圆制造环节中的沉积、光刻、刻蚀等步骤。目前 optima 主要客户在海外，几家国际巨头销售额占公司营收比例达 30%~50%，预计随着赛腾股份的收购整合落地，未来Optima将进一步打开国内市场。

　　4 希冀：本土光刻产业链协同发展，上海微电子下一代光刻机突破在即

　　4.1晶圆前道光刻机制程达90nm，封装、LED、面板光刻机市占率较高

　　国内光刻机最前沿公司，制程达90nm，产品覆盖IC、面板、LED/MEMS/Power。上海微电子装备（集团）股份有限公司（SMEE）成立于2002年，主要致力于半导体装备开发、设计、制造、销售及技术服务。公司设备包括光刻机、后道检测设备、激光退火设备、封装设备等，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，主要产品为用于IC、面板、LED/MEMS/Power的光刻机，是目前国内在光刻机领域最前沿的公司，其最先进的600系列光刻机制程为达到90nm，代表国内同行业最高水平。根据芯思想数据，上海微电子2018年光刻机出货量大概在50-60台之间。

　　公司光刻机在封装、LED、面板领域市占率较高。

　　国内在光刻机领域最前沿的公司，其最先进的600系列光刻机制程为达到90nm。IC领域，公司自2002年创立至今积极投入IC前道光刻机产品研发，公司600系列步进扫描投影光刻机采用四倍缩小倍率的投影物镜、工艺自适应调焦调平技术，及高速高精的自减振六自由度工件台掩模台技术，可满足IC前道制造90nm、110nm、280nm光刻工艺需求，适用于8、12寸线的大规模工业生产。公司最先进的SSA600/20光刻机分辨率可达90nm，与ASML早期产品的翻新版PAS5500/1500C在分辨率精度上属于同一类别。虽与ASML有一定差距，但90nm制程仍有广阔应用，例如手机上的蓝牙芯片、射频芯片、功放芯片、电源管理芯片等，以及日常所用的路由器芯片、各种电器驱动芯片等需要用到这种光刻机。

　　封装领域，公司的500系列步进投影光刻机不仅适用于晶圆级封装的重新布线以及 Flip Chip 工艺中常用的金凸块、焊料凸块、铜柱等先进封装光刻工艺，还可以通过选配背面对准模块，满足MEMS和2.5D/3D封装的TSV 光刻工艺需求。公司从低端切入市场，已成为长电科技、日月光半导体、通富微电等封测龙头企业的重要供应商，并出口海外市场。

　　LED领域，公司的300系列步进投影光刻机面向6英寸以下中小基底先进光刻应用领域，具备高分辨率（0.8um）、高速在线Mapping、高精度拼接及套刻、多尺寸基底自适应、完美匹配Aligner和高产能等特征，满足HB-LED、MEMS和Power Devices等领域单双面光刻工艺需求。SSB300用于 2-6 英寸基底 LED 的 PSS 和电极光刻工艺；SSB320用于 LED 生产中芯片制作光刻工艺，采用超大曝光视场，通过掩模优化设计减少曝光场，减少重复芯片损失，显著提高产能。

　　面板领域，公司200系列投影光刻机采用先进的投影光刻机平台技术，专用于AM-OLED和LCD显示屏TFT电路制造，具备高精度（1.5 μm）、支持小Mask（6英寸）降低用户使用成本和智能化校准及诊断特征，可应用于2.5代~6代的TFT显示屏量产线。系列设备具备高分辨率、高套刻精度等特性，支持 6 英寸掩模，显著降低用户使用成本。

　　4.2国产光刻链的打通助力上海微电子下一代光刻机突破

　　197nmArF DUV浸没式系统不需要颠覆式技术，配合多重光刻、刻蚀沉积工艺可达到7nm制程。ArF光源自1982年由IBM的Kanti Jain开创性提出，上世纪90年代成为了主流，并沿用到现在，是一个非常长寿的光源技术。ASML与尼康在197nm之后的技术之争已经说明，193nmArF光源配合浸没式系统与多重光刻、刻蚀、沉积工艺，可以将技术节点不断突破至45nm、28nm甚至7nm，整个过程不需要开发新的颠覆式技术。而上微最先进的光刻机SSA600/20已经使用波长为197nm的ArF深紫外激光，因此在光源水平上已经跨入先进光刻机的进化序列中。

　　国产光刻产业链打通，上微未来有望逐步实现45、28nm先进制程。目前上海微电子装备正在承担国家科技重大专项02专项在“十三五”期间的标志性项目“28nm节点浸没式分步重复投影光刻机研发成功并实现产业化”。随着“02专项”成果陆续验收，之前制约国产光刻机发展的关键——光刻产业链正在不断完善，特别是科益虹源、国科精密、启尔机电、北京科华等公司承接的有关浸没式系统的技术产品不断通过验收，在国外光刻技术管制背景下，上海微电子在关键组件和配套设备的供应上已实现相当比例的国产替代，预计上海微电子下一代浸没式光刻机突破在即。鉴于光刻机的重要性，届时国产光刻产业链和半导体产业链均将迎来发展黄金时期。

　　5 推荐标的

　　5.1精测电子（300567）：布局半导体前、后道检测设备，迈向泛半导体检测龙头

　　2009-19年营收CAGR+71.2%，归母净利润CAGR+52.0%：公司是国内面板检测产品线最齐全玩家，受益于下游投资扩张，近十年公司高速发展。公司2019营收19.5 亿元，同比+40.4%；归母净利润2.7亿元，同比-6.7%，利润收缩主要系半导体和新能源前期投入尚未盈利。公司四大业务，AOI光学检测系统/OLED调测系统/信号检测系统/面板自动化设备，营收占比分别为39.4%/34.9%/16.2%/6.7%。19年公司研发投入收入占比达14.0%，研发员工占比45.5%，毛利率47.3%，净利率13.3%。因公司位于武汉，受疫情影响，公司2020年Q1公司收入3.0亿元，同比-32.7%；净利润624.9万元，同比-92.3%。目前公司在手订单充裕，已基本恢复复工复产，预计业绩将逐季复苏。

　　面板检测设备投资结构性变化，OLED产线集中投资保障检测设备需求稳定：随着大陆LCD产能饱和，未来本土检测设备公司机会集中在OLED集中投资带来的增量空间和LCD前、中段设备更新的国产替代空间。根据测算，2020-21年国内面板检测设备投资分别为314/474亿元，合计达788亿元，其中LCD前、中段更新市场国产替代空间达253亿元，OLED增量市场空间达521亿元，OLED产线集中投资保障未来面板检测设备市场需求稳定。

　　半导体检测设备国产替代加速，新能源业务市场广阔：半导体前、后道检测设备占半导体设备投资比重10%和9%，19年国内半导体检测设备市场规模181亿元，其中前道95亿元，后道86亿元。目前本土厂商在前道膜厚、电镜市场初露锋芒，后道检测中分选机、测试机的已实现部分国产替代。随着新能源汽车行业发展，锂电池和燃料电池检测达标已成为新能源汽车企业准入条件，目前锂电池检测增量空间年均超50亿元，燃料电池检测处于蓝海市场，空间广阔。

　　三次跨越实现“三位一体”业务布局：公司08年切入面板模组检测，14年向前、中段AOI检测和OLED市场扩张，18年发展半导体和新能源业务，19年半导体业务实现营收469.6万元，上海精测获得大基金投资，电镜设备预计20年投放市场；新能源业务19年获得过亿订单，实现收入1398.3万元。三次跨越帮助公司业务不断扩张，形成“显示、半导体、新能源三位一体”业务布局。

　　盈利预测与投资建议：鉴于LCD前、中段存量替代市场与OLED增量投资市场以及半导体业务逐渐放量，预计2020-2022年公司归母净利润分别为3.8亿元、5.9亿元、7.9亿元。对应PE 46、29、22倍，维持“持有”评级。

　　风险提示：面板投资收缩、半导体周期波动、子公司业绩承诺不及预期。

　　5.2福晶科技（002222）：非线性光学晶体全球龙头，部分产品供货ASML

　　全球非线性光学晶体龙头，享誉世界的“中国牌晶体”：公司深耕激光产业链上游元器件领域，主营产品包括晶体元件、精密光学元件和激光器件三类，其中晶体元件板块中的LBO、BBO等非线性光学晶体市占率稳居全球第一，非线性晶体也是目前公司最重要盈利点。公司下游客户包括德国通快、美国相干、光谱物理、国内大族激光、锐科激光等激光产业中的龙头企业，已形成了稳定的长期合作关系。公司品牌“CASTECH”已在全球激光界树立起高技术、高品质、优质服务的市场形象，被业内誉为“中国牌晶体”。

　　2019年晶体板块小幅波动，元器件板块放量，Q1毛利率环比改善：2019年公司营收5.0亿元，同比增长2.0%；实现归母净利润1.3亿元，同比-10.6%，非线性晶体板块营收1.8亿元，同比-1.3%；激光晶体板块营收0.7亿元，同比-6.2%，精密光学元件板块营收1.5亿元，同比+10.3%；激光元件板块营收0.8亿元，同比+17.2%。受一季度传统淡季+国内外疫情影响，公司2020Q1实现营收1.2亿元，同比-3.5%；实现归母净利润0.3亿元，同比-11.5%。2019年公司综合毛利率为53.6%，同比-6.8pp。分板块来看，非线性晶体毛利率为76.8%，同比-3.0pp；激光晶体毛利率为63.2%，同比-5.4pp；精密光学元件毛利率为42.7%，同比-3.4pp；激光器件毛利率为5.1%，同比-20.6pp。公司2020Q1综合毛利率为51.0%，环比+1.9pp。我们认为随着下游超快紫外等市场的加速复苏，公司业绩有望逐季改善。

　　超快紫外激光器渗透率上行，带动非线性晶体市场迎拐点，新切入半导体光刻机赛道：近年受下游市场需求趋稳影响，全球非线性晶体市场增速下行；而随着5G技术持续落地，手机等电子产品中元件预计向小型化、密集化进一步发展，带动精密加工需求的加速释放，超快紫外激光器渗透率预计进一步上行。根据我们的测算，2025年超快紫外激光器占紫外激光器总出货比重将达50%（目前约20%）；受益超快紫外激光器拉动效应，非线性光学晶体市场空间至2025年有望突破5亿元，2020-2025年CAGR达12.0%。2020年5月，福晶科技在全景·路演天下中回答投资者问题时提到公司有通过欧洲代理和ASML签署保密协议，并提供部分产品，成为本土光刻产业链又一重要参与者。

　　三大优势支撑公司高盈利能力，立足核心竞争力持续延伸产业链：公司凭借技术稀缺性、规模效应叠加本土人力成本优势，自上市以来非线性晶体板块保持毛利率的高位运行；在下游超快紫外激光器增长驱动的市场升级中，公司有望率先享受红利；目前公司立足核心的晶体生长工艺，经多年向下游领域的研发投入与积累，目前已形成“材料——元件——组件——器件”的产业链布局，未来有望进一步拓宽市场空间，为公司业绩增长提供新动力。

　　盈利预测与投资评级：预计2020-2022年公司归母净利润分别为1.5、1.8、2.3亿元，对应PE41、33、27倍，维持“持有”评级。

　　风险提示：海外疫情防控不及预期，公司新产品开发不及预期，汇率波动风险。

　　6 风险提示

　　半导体行业周期波动：半导体行业周期波动对会导致公司营收和业绩的波动。受下游需求与产品产能错配影响，半导体行业呈现一定的周期性，表现为以3-4年为一个周期。半导体行业的波动将影响晶圆厂扩产计划和设备投资规模，从而直接影响设备公司收入和业绩。

　　光刻产业链研发不及预期：随着半导体产业链转向中国，在02专项支持下，国产光刻产业链已初具规模。若本土光刻产业链在下一代光刻机组件及配套设备上研发成果不及预期则可能会拖累整机问世时间，进而影响光刻产业链整体的协同作用。

　　国外技术管制：国外半导体技术管制由来已久且持续增强，半导体国产化需求急切。1996年签署的《瓦森纳协议》允许美国、日本、荷兰等成员国在自愿基础上对中国等国家实施技术出口管制，其中就包括诸多半导体技术，如光刻设备、测试设备、MOCVD设备等。2019年版《瓦森纳协议》新增对计算机光刻软件和12英寸大硅片切磨抛技术的管制。

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责任编辑：王涵