光刻是晶圓制造的核心工藝。半導體用***、光刻膠、光掩膜等的市場分別被國外龍頭企業如ASML、Canon、信越化學、JSR、住友化學、Fujifilm等企業所主導。目前中國半導體光刻產業鏈基礎薄弱，市場潛力巨大，發展空間廣闊。

——***，半導體制造的核心設備

光刻是集成電路制造的最關鍵、最復雜、耗時占比最大的核心工藝，約占晶圓制造總耗時的40%-50%。公開數據顯示，2019年光刻設備占半導體晶圓處理設備市場的23%左右。

近十幾年來，ASML處于全球半導體前道***絕對龍頭地位，市場份額常年在60%以上，市場地位極其穩固。而在高端機型方面（ArF、ArFi、EUV），如今ASML更是占據接近90%的市場，在最先進EUV***這塊，更是ASML獨一家！相比之下，日本雙巨頭——尼康和佳能逐漸式微，2019年尼康市場份額僅為7%，佳能更是放棄了高端***市場。

近年來，中國芯片制造行業飛速發展，多個12英寸生產線建成或擴產，帶來巨大的***采購需求，亞化咨詢整理了近幾年國內部分12吋晶圓產線的***采購情況。

——光刻膠，半導體制造的核心材料

光刻膠是半導體制造的核心工藝材料之一。全球能夠生產光刻膠的企業比較少，主要由美國Shipley（已被陶氏收購）、Futurrex；德國Microresist Technology、Allresist；日本東京應化、JSR、信越化學、住友化學；瑞士GES；韓國東進化學、東友精細化學；臺灣長春集團、亞洲化學等，這些企業占據全球超過95%的市場份額。

來源：野村國際

目前半導體先進制造工藝使用做多的還是ArF光刻膠和KrF光刻膠。JSR是ArF光刻膠市場龍頭，其ArF光刻膠市占率約為24%；東京應化（TOK）是全球KrF光刻膠市場龍頭，其KrF光刻膠市占率約為27%。

亞化咨詢預計，2020年全球半導體光刻膠市場規模預計超過21億美元，光刻過程中用到的材料（光刻膠、光刻膠輔材、光罩）約為晶圓制造材料市場的26%。

目前，國內90-14nm半導體制程的高端半導體芯片制造所用的ArF光刻膠100%需要進口，其中超過90%為日本制造，ArF高端光刻膠產品在國內一直是空白。到目前為止，歐美及日本等國家仍對中國禁止輸入ArF光刻膠技術。

而在下游行業3D NAND的光刻技術發展中，KrF光刻技術占主要地位，但目前該種類的光刻膠多為日韓、歐美等國家提供，代表現階段及未來5年內處于主流地位的3D NAND制造用的厚膜光刻膠仍難覓國內光刻膠供應商蹤影。因此，中國想要掌握ArF和KrF厚膜等高端光刻膠技術，國產化替代勢在必行。

——光掩膜，芯片制造中不可忽視的硬件成本

光罩，也稱光掩膜版，是用于半導體光刻過程中的母版。芯片的制造需要經過反復的光刻與刻蝕過程，其中用到的光罩也不止一張，14nm工藝制程大約需要60張光罩，而到了7nm工藝制程至少需要80張光罩。

光罩的費用及其昂貴，主要是因為光罩制造過程中所用到的Mask Writer（光罩寫入機）的價格非常之高。Mask Writer是將已經設計好的電路圖案呈現到光罩上。一臺Mask Writer的價格一般需要上千萬美金，5-7nm的Mask Writer價格甚至接近一億美金！全球可以工藝Mask Writer的供應商不多，日本廠商Nuflare幾乎處于壟斷地位。

采用不同的制程工藝，其需要的光罩成本也不相同，例如40/28nm制程工藝現如今已是非常成熟，其對應的光罩成本也比較低。

芯片硬件成本=（光罩成本+晶圓數量×單位晶圓成本+測試成本+封裝成本）/最終成品率

可以看出，在流片或芯片線產能不高時由于晶圓數量較少，流片成本主要在于光罩成本。當產量足夠大，極高的光罩成本就能被巨大的晶圓數量所分攤，芯片的成本就可以大幅降低。

臺積電、英特爾、三星所用的光罩絕大部分都是由自己專業的工廠生產，其他的半導體光罩市場主要被美國Photronics、日本DNP以及日本Toppan三家所壟斷。亞化咨詢預計，2020全球半導體光罩市場約為41億美元。

——光刻氣，國產化先行者

光刻氣是用來產生***光源的電子氣體。光刻氣大多為稀有氣體，或稀有氣體和氟氣的混合物，常見的DUV光刻氣包含Ar/F/Ne混合氣、Ar/Ne混合氣、Kr/F/Ne混合氣、Kr/Ne混合氣等。

由于臺積電、三星等廠商逐漸將部分產能轉向EUV部分，預計未來全球DUV光刻氣市場的增量大部分在中國大陸。目前林德旗下NOVAGAS是全球最大的DUV光刻氣供應商。

根據中國電子材料協會數據顯示2015年，中國半導體DUV光刻氣需求約為7000立方，完全依賴進口，主要供應商為林德集團、液化空氣集團、普萊克斯集團等。2016年起，華特光刻氣產品進入市場，2017年華特Ar/F/Ne混合氣、Kr/Ne混合氣、Ar/Ne混合氣、Kr/F/Ne四種光刻混合氣產品通過了ASML認證。

預計從2021年起，中國光刻氣市場會隨著國內12吋芯片廠產能的增加而快速增加，增量主要在長江存儲、中芯國際、華虹及其他外資廠。預計2025年中國DUV光刻氣市場將破億元人民幣。光刻氣市場面臨國產化的機遇。

責任編輯：lq