山西证券报告深入分析光刻机国产化紧迫性与先进封装市场前景。光刻机是芯片制造核心设备,ASML在全球光刻机市场占82.1%,呈寡头垄断格局。美国持续升级对华半导体设备出口管制(从EUV到DUV),光刻机国产化势在必行,光学产业链有望率先受益。同时,AI算力时代先进封装(尤其是CoWoS)需求爆发,Yole预计全球先进封装市场规模从2023年468.3亿美元增长到2028年785.5亿美元,占封装市场比例提升至54.8%。
光刻机——芯片制造核心设备,寡头垄断待突破
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。光刻机通过高能雷射光穿过光罩,将电路图形缩小到1/16后成像在预涂光阻层的晶圆上。从g-line(436nm)到EUV(13.5nm),光刻机光源波长不断缩短,支撑芯片制程从微米级演进到3nm。
全球光刻机市场规模超300亿美金,但市场呈现高度寡头垄断。2022年ASML占82.1%、Canon占10.2%、Nikon占7.7%。光刻机销量仍以中低端产品为主,KrF和i-Line分别占37.9%和33.6%,但EUV价格远高于其他品类,是重要发展方向。ASML对中国大陆市场销售持续提升,2024年前三季度达71亿欧元(占收入48.2%)。
美国出口管制升级——从EUV到DUV,国产化势在必行
美国对华半导体设备出口管制持续升级。2019年美国阻止ASML向中芯国际出口EUV;2020年中芯国际被列入实体清单(10nm以下设备受限);2022年美游说荷兰禁止对华出售DUV;2023年荷兰限制ASML浸没式光刻机出口;2024年ASML NXT:2050i和NXT:2100i光刻机发货许可证被吊销。
光刻机整机分为照明光学模组、投影物镜模组、晶圆平台模组三大模组。照明光学模组含光源和照明模组;投影物镜模组通过多种反射镜和透镜将电路图案聚焦成像;晶圆平台模组包括工件台、掩模台、调平调焦系统等。光刻机国产化势在必行,光学产业链有望率先受益,关注茂莱光学、福光股份、汇成真空、福晶科技。
先进封装——超越摩尔定律,AI时代加速发展
先进封装是超越摩尔定律、提升芯片性能的关键。随着硅芯片接近物理极限,以芯粒异质集成为核心的先进封装技术成为集成电路发展的关键路径。相比传统封装,先进封装具有小型化、高密度、低功耗和功能融合等优点。目前最有代表性的先进封装是台积电CoWoS封装形式的英伟达GPU芯片。
Yole预计全球先进封装市场规模从2023年468.3亿美元增长到2028年785.5亿美元,占封装市场比例从2022年46.6%提升至2028年54.8%。手机消费仍是最大市场(2028年占61%),通信基础设施领域增长最快(CAGR 17%)。算力时代,先进封装可突破带宽瓶颈,HBM3带宽可达1.075TB/s。2022年日月光、安靠、台积电位居先进封装前三(Top5占67.9%),国内长电科技、通富微电积极布局2.5D/3D封装。
美国对华光刻机出口管制时间线| 时间 | 事件 |
|---|
| 2019年6月 | 美国游说荷兰阻止ASML向中芯国际出口EUV |
| 2020年12月 | 中芯国际被列入实体清单(10nm以下设备受限) |
| 2022年7月 | 美国游说荷兰禁止对华出售DUV |
| 2023年3月 | 荷兰限制ASML最先进浸没式光刻机出口 |
| 2024年1月 | ASML NXT:2050i/2100i发货许可证被吊销 |