>> 华金证券-电子行业周报:如何把握先进制程下光刻机投资机遇?-250720
| 上传日期: |
2025/7/21 |
大小: |
2279KB |
| 格式: |
pdf 共28页 |
来源: |
华金证券 |
| 评级: |
领先大市 |
作者: |
宋鹏,熊军 |
| 行业名称: |
电子 |
| 下载权限: |
无限制-登录即可下载 |
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投资要点 AI发展推动先进工艺产能(7nm及以下)持续扩张,ArFi/EUV光刻机需求加剧。全球前端半导体供应商正在加速扩张,以支持生成式人工智能(AI)应用的激增需求。根据SEMI数据,全球半导体制造行业预计将保持强劲增长势头,预计从2024年底到2028年,产能将以7%的复合年增长率增长,达到创纪录的每月1110万片晶圆。推动这一增长的关键因素是先进工艺产能(7nm及以下)的持续扩张,预计将从2024年的每月85万片晶圆增长到2028年的历史新高140万片晶圆,增长约69%,复合年增长率约为14%,是行业平均水平的两倍。AI大模型特性需要大量高强度的并行计算,GPU具有最强的计算能力同时具备深度学习等能力,是最适合支撑人工智能训练和学习的硬件。14nm以下芯片需要DUV(ArFi)及EUV光刻机完成,其中,台积电N7及N7P工艺表表明用DUV(ArFi)光刻机可以做出7nm制程;比利时微电子研究中心(IMEC)曾发布浸润式光刻机借助八重曝光做5nm的技术方案。 短期:核心设备限制下,多重曝光技术助力制程突破。为提高图形分辨率,集成电路光刻工艺的关键工艺步骤也不断优化。如193 nm光刻工艺中光传播介质从空气转变到水(浸没式光刻),结合双重曝光、多重曝光、自对准双重图形化和多重图形化(SADP/SAMP),晶圆厂将193 nm深紫外光刻的商业周期持续延长,先后跨越多个技术节点直至7 nm工艺节点。然而,193 nm浸没式光刻经八重图形化(SAOP)工艺后所能形成的最小图案化半周期为5.5 nm。此外,多重图形化技术需要繁琐的工艺步骤,显著增加了芯片生产成本,且曝光图案层间的套刻精度难以控制,这使得常规193 nm浸没式光刻无法满足更先进工艺节点的制造需求。台积电N7及N7P均使用DUV(ArFi)光刻机完成,N7制程栅极间距缩小到57nm,互连间距为40nm。N7P(台积电第二代7nm),为N7初代方案改良版,仍采用DUV(ArFi)光刻机。N7P在前段工序(FEOL)、中段工序(MOL)进行了最佳化,在相同功耗条件下提升7%的性能,相同速度下降低10%的功耗,iPhone 11系列的苹果A13 SoC即采用N7P方案。而N7+与N7P不同,它在某些关键层真正开始采用EUV光刻机,并从2019年第二季开始大规模量产。 长期:高端光刻机突破仍为先进制程大规模量产基石。分辨率由光源波长、数值孔径、光刻工艺因子决定。(1)光源波长(λ)——光源:其他条件不变下,光源波长越短,光刻机分辨率越高。(2)数值孔径(NA)——物镜:其他条件不变下,数值孔径越大,光刻机分辨率越高。浸没式光刻提供更大焦深并支持高NA成像。高端光学元件超精密制造技术及装备成为制约高端装备制造业发展重大短板;(3)双工作台系统:精确对准+光刻机产能的关键。(4)工艺系数——计算光刻技术:通过软件来模拟和优化光刻过程中各种元素,如光源、掩膜版、镜头等,让光线能够更精确地照射到晶圆上,帮助光刻机更好刻画出芯片微小结构,实现更高分辨率和效率,避免错误与缺陷。 投资建议:光刻机技术是半导体工艺中的关键,决定了芯片晶体管尺寸大小,直接影响芯片性能和功耗。自美国对中国半导体制裁起,光刻机对国内半导体行业发展及集成电路产业链自主可控重要性日益凸显。建议关注光刻机产业链“卡脖子”环节中技术积累较深或直接/间接进入ASML/上海微电子等供应链环节厂商。(1)光源:福晶科技、波长光电;(2)光学器件:茂莱光学、腾景科技、炬光科技、晶方科技;(3)物镜:赛微电子、福光股份、永新光学;(4)计算/控制模块:电科数字;(5)洁净设备:美埃科技、蓝英装备;(6)温控:同飞股份、海立股份;(7)零部件/结构件:新莱应材、富创精密、珂玛科技;(8)其他:芯碁微装(直写光刻)、旭光电子(大功率电子管)、东方嘉盛(服务)、京华激光(光学制版用光刻机)、华卓精科(工件台,未上市)。(9)整机:上海微电子(未上市)、奥普光电。 风险提示:技术研发进度不及预期风险;下游需求不及预期风险;宏观经济和行业波动风险;地缘政治风险;国际贸易摩擦风险。
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