光刻机研发成功 (光刻机成功打破 芯片制造外围瓶颈环节 光刻机国产替代减速推进)

分类:今日新闻 - 时间:2023-12-03 - 浏览:
美妙

(报告出品方/剖析师:安信证券 马良 郭旺)

01 光刻机:芯片制程更新的外围设备

1.1.光刻机将电路图案转移硅片上,是芯片制程更新的外围设备

光刻机是芯片制造的外围设备。光刻机的关键配置是将图案从光掩模高精度地转移到衬底(理论是硅片)上,它也被称为掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等,是制造芯片的外围装备。光刻机经过一系列的光源能量、状态控制手腕,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补救各种光学误差,将线路图成比例增加后映射到硅片上。而后经常使用化学方法显影,失掉刻在硅片上的电路图(即芯片)。

芯光刻机在芯片制程更新中施展关键作用。芯片工艺更新的关键目的之一是在半导体器件上成功更小的特色尺寸。具有先进技术的光刻机,如极紫外(EUV)光刻,准许更短的光波长,从而能够创立更小的图案并成功更高的分辨率。

光刻是制造芯片的外围技术之一,是一种精细的微细加工技术。它驳回相似照片冲印的技术,将电路图形转移到硅片或介质层上,以成功电路图形的描写和复制。光刻机的上班原理是驳回波长为2000~4500埃的紫外光作为图像信息载体,以光刻蚀剂为两边(图像记载)媒介成功图形的变换、转移和处置,最终把图像信息传递到晶片(关键指硅片)或介质层上的一种工艺。光刻环节直接选择芯片的制成水温和性能水平,耗时占整个制造环节的一半,老本占据芯片消费的三分之一。普通的光刻工艺要教训硅片外表荡涤烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次性光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片,线路图的层数越多,也须要更精细的曝光控制环节。

光刻机技术原理是基于光学投影技术,经过不凡设计的镜头系统和精细的光学系统,将掩模上的电路图形高精度地转移到硅片上的光刻胶上。光刻机须要驳回初级镜头技术、高精度对准技术等,以成功更高的分辨率和更准确的图案转移。此外,光刻机还须要驳回一系列关键技术来提高分辨率和图案转移的精度,如光学临近效应批改(OPC)技术可以补救临近物镜像差和非线性效应,使实践投影图像与现实图像愈加接近。

1.2.光刻机的关键技术目的蕴含分辨率、光刻机精度、产能

光刻机的性能是基于以下关键性能目的来评价,区分是光刻机的分辨率、光刻机精度(蕴含笼罩精度和对准精度)、产能。依据瑞利准绳,分辨率公式为R= k1 * λ/NA,λ代表光源波长,NA代表物镜的数值孔径,k1代表与光刻工艺因子。分辨率是光刻机准确定义精细特色和图案才干的关键目的。

关于EUV光刻,极紫外光源的波长是一个关键的性能参数。较短的波长准许更小的特色尺寸和更好的分辨率。高分辨率也要求物镜领有更大的直径、更多的物镜组合以及愈加先进的物镜工艺。

精度:精度包括笼罩精度以及对准精度。笼罩精度测量机器在硅片上对齐和准确定位多个掩模层,关于半导体器件的不同层准确对齐至关关键。对准精度权衡光刻机对掩模和基板的对准精度。以光双工件台系统为例,工件台和掩模台只要同步运动才干保证良率。而其精度要经过激光干预仪来测量以确保其误差在可控范围之内。理论激光干预仪精度10nm能撑持90nm光刻机,1nm能撑持7nm光刻机。ASML的EUV光刻机的激光干预仪的有效位移测量分辨力为38pm。

产能:产能经过处置量来表现。关键指光刻机处置晶圆的速度,以每小时(WPH)的晶圆来权衡,关于半导体制造的全体效率至关关键,更高的吞吐量准许更快的消费和更低的每芯片老本。光刻机的晶圆须要循序渐进启动测量、对准、曝光程序,因此在必定水平下限度了光刻机的产能。自21世纪初,ASML推出双工件台光刻机的产能成功超越式的优化。系统可以经过双工件台成功各个程序同步启动。

1.3.光刻机演进历程:从接触式到EUV

光刻机最早的历史要追溯到上世纪。1955年,贝尔实验室将制造印刷电路板的光刻技术运行到矽片上。3年后,仙童半导体制造了第一台“步进重复”光刻照相机。20世纪60年代,GCA公司制造出第一台接触式光刻机。在此之后,尼康和佳能参与光刻机行业钻研。随后,尼康推出了第一台步进式光刻机。1984年ASML成立,并于21世纪初推出双工件台光刻机。2003年ASML推出浸没式光刻机,至此ASML奠定光刻机统治位置。十年后,环球上第一台EUV量产产品由ASML推出,其垄断位置进一步增强。

接触光刻(1950年代):最早的光刻技术,它是一种经过直接物理接触将图案从光掩模(具有所需图案的掩模)转移到衬底(如硅片)的方法。在接触光刻机中,光掩膜和承印物彼此直接物理接触。掩模直接放在基板的顶部,紫内线经过掩模照耀,将图案转移到基板上。该工艺理论用于较小特色的图案,并且理论与较旧的半导体制造工艺相关联。因为光的衍射以及在不损坏掩模或晶片的状况下启动直接接触的应战,它在成功精细分辨率方面存在局限性。

接近光刻机:接近光刻技术将图案从光掩模转移到硅片,掩模和衬底之间具有小间隙。在近距离光刻机中,光掩膜接近基板而不是直接接触基板。与接触式光刻相比,临近光刻具有一些好处,例如降低掩模和基板损坏的危险,以及与接触式光刻相比能够成功更小的特色尺寸。这种方法在接触光刻后不久出现,参与了掩模和晶片之间的距离以防止损坏,但面临相似的分辨率限度。

步进扫描光学光刻(1980年代至1990年代):扫描投影光刻技术是一种高分辨率、高通量的工艺,该技术经常使用扫描环节,其中掩模和基板坚持运动,投影系统扫描基板上的图案。扫描投影光刻机经过以步进重复的方式扫描光掩模图案在基板上启动操作,其中基板逐渐移动以泄露不同区域。

深紫外(DUV)光刻术(20世纪90年代至2010年代):随着对更小特色的需求,光刻术进入了深紫外光谱,最后在248nm左右,而后逐渐开展到193nm等更短的波长。这些提高准许更精细的细节,但须要复杂的光学系统来处置更短的波长。

2000年8月,阿斯麦尔的首台TWINSCAN系统光刻机出货,这是光刻机行业的一大提高。此前的光刻机都只要一个工件台,而阿斯麦尔翻新为双工件台,在一个工件台启动12英寸晶圆曝光的同时,另外一个工件台启动曝光之前的预对准上班,消费效率可惊人地提矮小约35%。

浸没式光刻:为了进一步提高分辨率,引入了浸没式光刻。在透镜和晶片之间经常使用液体(理论是水)替代空气,从而可以有效地经常使用更短的波长。2004年,光刻机厂商阿斯麦尔率先研制出浸没式光刻机改良成熟并顺利投入经常使用。

双重图案化和多重图案化:作为一种打破分辨率限度的处置方案,这些方法包括将图案宰割为屡次曝光,以成功比单次曝光更精细的特色。

极紫外(EUV)光刻(2010年代至今):EUV光刻应用了约13.5nm的极短波长,在不依赖复杂的多重图案化的状况下成功了更小的特色。依托EUV光刻机,曾经能成功7nm及以下愈加精细制程。

02 光刻机市场达200多亿美元,ASML垄断上流市场

2.1.光刻机约占半导体设备市场24%

据SEMI颁布的数据显示,2013-2022年环球半导体设备市场规模由318亿美元增长至1074亿美元,CAGR为14.5%;同期中国大陆半导体设备规模由34亿美元增长至283亿美元,CAGR为26.5%,清楚高于环球水平。随着消费电子、PC等下游市场的兴盛和5G、AI、云计算等新运行畛域的拓展,环球半导体需求继续增长,进而推进了半导体厂商的资本开销进入回升周期,半导体设备市场规模也随之优化。

2022年环球光刻机市场规模约为258亿美元。半导体设备=制造设备+封测设备,依据SEMI数据,2022年环球半导体设备市场中,晶圆制造设备市场规模占比超越85%,在晶圆制造的一切设备中,市场投资占比最高的是光刻机、刻蚀机和薄膜堆积设备,占整个半导体设备比重区分为24%、20%和20%,这三种设备算计市场规模占整个半导体设备比重为64%。

结合此前SEMI给出的2022年半导体设备市场1074亿美元的数据,按此比例测算,半导体光刻机2022年市场规模到达258亿美元。从国际来看,假设依照2022年半导体设备国际占环球26%来测算,中国大陆光刻机设备市场规模约为67亿美元。

2.2. ASML垄断上流光刻机,国产光刻机28nm取得打破

依据SEMI预测,在环球光刻机市场中,ASML、Canon、Nikon三大巨头垄断了大局部市场份额。据统计,2022年环球光刻机市场规模超越200亿美元,其中ASML、Canon、Nikon光刻机营收区分到达了161亿美元、20亿美元、15亿美元,市场份额区分为82%、10%、8%。在出货量方面,ASML、Canon、Nikon区分占据了63%、32%、5%的市场份额。从EUV、ArFi、ArF三个上流机型的出货状况来看,ASML依然维持抢先位置,出货量区分占100%、95%、87%。从2022年支出起源看,中国大陆占ASML开售额的14%。

2022年ASML光刻机营收约161亿美元,较2021年131亿增长23%。共出货345台光刻机,其中EUV光刻机出货40台,ArFi光刻机出货81台,ArF光刻机出货28台,KrF光刻机出货151台,i-line光刻机出货45台。

2022年Canon光刻机营收约为20亿美元。Canon的光刻机关键是i-line、KrF,光刻机出货量达176台。其中,i-line出货125台。Canon面板(FPD)用光刻机出货51台。

2022年Nikon光刻机业务营收约15亿美元。Nikon光刻机关键用于集成电路,共出货30台。其中ArFi光刻机出货4台,ArF光刻机出货4台,KrF光刻机出货7台,i-line光刻机出货15台。

2022年该三家厂商市场份额占比区分为82%、10%和8%,以ASML为首构成垄断格式。其中,超上流光刻机EUV畛域中ASML独占鳌头,上流光刻机ArFi和ArFdry畛域也关键由ASML霸占,Canon关键集中在i-line光刻机畛域,Nikon除EUV外均有触及。

国产光刻机在技术节点上与国际厂商相比仍有差距,其中上海微电子是国际光刻机龙头企业,其SSX600系列光刻机可满足IC前道制造90nm、110nm、280nm关键层和非关键层的光刻工艺需求,可用于8寸线或12寸线的大规模工业消费。在之前90nm的基础上,上海微电子行将量产28nm immersion式光刻机,在2023年交付国产第一台SSA/800-10W光刻机设备。

03 2022年环球光刻机零部件市场约124亿美元,光源、光学、双工台是外围系统

光刻机系统复杂,蕴含光源系统、照明系统、投影物镜系统、工件台和掩模台分系统、调平调焦分系统、掩模与硅片对准分系统、硅片传输与预对准系统分系统、零件环境分系统。

(1)光源系统:光刻机中的关键组件,在光刻机中施展着提供光线、控制光线波长及强度、提高曝光效率、保证曝光品质等关键作用。光源收回的光穿过光掩模的透明区域,构成图案化的图像。

(2)照明系统:它位于光源与投影物镜之间,是复杂的非成像光学系统。作用关键是为投影物镜提供适合的光线,以便其能够准确地成像。在光刻机中,物镜的性能选择了光刻机的线宽和套刻精度,是光刻机的外围部件,而照明系统则为物镜提供适合的光源,协助其成功高精度的成像义务。

(3)投影物镜系统:投影物镜系统是光刻机中的外围组件之一,它的作用是将芯片图案经过光学原理加大并投影到硅片上。在投影物镜系统中,理论由多个透镜和反射镜组成,这些镜片被准确地陈列和校准,以确保投影的准确性和明晰度。

(4)工件台:工件台是光刻机中用于搁置硅片的关键部件,其作用是在光刻环节中撑持和固定硅片,以确保光刻的精度和品质。工件台理论由高精度的机械结构组成,具有高稳固性和高精度性。在工件台上,硅片被准确地定位和固定,以防止在光刻环节中出现移动或变形。此外,工件台还具有温度控制、触动克服等配置,以确保光刻环节中的环境稳固。目前先进的光刻机驳回了双工件台系统,进一步提高光刻机消费效率和产能。

(5)掩模台分系统:掩模台关键用于承载掩模板,并确保在光刻环节中掩模板的稳固性和精度。在光刻机上班时,掩模台会依照预设的程序启动智能操作,包括掩模板的装载、定位、固定,以确保掩模板的位置和角度的准确性。

(6)调平调焦分系统:调平调焦分系统是光刻机中用于准确调整工件台和掩模台位置的关键局部,以确保在光刻环节中能够成功高精度的投影和成像。

(7)掩模与硅片对准分系统:掩模与硅片对准分系统是光刻机中用于确保掩模板和硅片准确对准的关键局部,以确保在光刻环节中能够成功高精度的投影和成像。在对准分系统中,罕用的技术包括光学对准、电子显微镜对准等。这些技术可以经过对掩模板和硅片的外表启动扫描和检测,以成功高精度的对准。

(8)硅片传输与预对准系统分系统:光刻机中的硅片传输和预对准系统担任确保硅片的高精度投影和成像。传输系统将硅片从轨道机传递到预对准平台,预对准系统则经过光学测量和传感器技术对硅片启动准确的定位和调整,以确保其在光刻机中的正确位置和角度。

(9)零件环境分系统:光刻机中的零件环境分系统经过控制温度、湿度、清洁度和真空度等参数,确保光刻环节的精度和成像品质。这些控制子系统的协调上班能够为光刻机提供稳固的加工环境,从而确保高精度的光刻效果。

光刻机被誉为人类科技的巅峰,其工艺之巅关键体如今三大系统——光源系统、光学系统、双工件台系统。

光源系统关键为光刻机提供曝光能量,光刻机的外围部件之一。经常出现波长有7种,紫内线3种:G线(波长436nm),H线(405nm),I线(365nm);深紫外(DUV)三种:248nm,193nm,157nm;极紫外(EUV)一种:13.5nm。普通来说,波长越短,分辨率越高。准分子激光器理论用来提供深紫外光源,而EUV光源关键提供13.5nm的EUV光。光刻机光源壁垒高,准分子激光器关键由Cymer和Gigaphoton提供,科益虹源则为国际供应商。超上流光刻机EUV畛域中ASML独占鳌头,上流光刻机ArFi和ArFdry畛域也关键由ASML霸占,Canon关键集中在i-line光刻机畛域,Nikon除EUV外均有触及。

照明系统是光学系统中的一环。照明系统的关键配置之一是提供光源的平均照明,笼罩整个光掩膜和基片。平均性关于确保图案转移准确、无畸变和无缺点至关关键。光源设备方面:波长光电成功开发了光刻机平行光源系统,可用于国产光刻机畛域配套。炬光科技的光场匀化器供货给环球顶级光学公司并最终运行于ASML外围设备。

投影物镜系统由20~30块镜片组成,把掩膜版上的电路图按比例增加,再投影到硅片上,并且可以补救各种光学误差。国外ZEISS为ASML关键光学元件独供商,国际而言赛微电子的子公司Silex为环球光刻龙头公司提供微镜系统。茂莱光学研发的DUV光学透镜已运行于SMEE国产光刻机中,公司半导体检测设备光学模组供货KLA。福光股份作为国际抢先的光学企业之一,具有提供高精度光学镜头和光学系统的才干,有望为光刻机等畛域提供高精细光学镜头及光学系统。总体来说,国际技术水平仍有较大差距。

工件台和掩模台分系统可以成功掩模-硅片的同步扫描、步进运动、对准扫描、口头调平调焦、协助硅片下片等。其有效提高了光刻精度与效率,国外光刻机双工件台由ASML垄断,国际华卓精科和清华大学团队走在前列。硅片传输与预对准系统分系统将硅片从片盒传送到工件台,并成功机械预对准和光学预对准,使硅片与机器坐标系初步对准,并进入到对准系统范围内,再将已曝光的硅片从工件台传送回片盒。测量准度的仪器为光栅尺。奥普光电为国际上流光栅编码器龙头。苏大维格向SMEE提供定位光栅部件,公司光栅尺周期精度小于1nm,且公司纳米压印技术国际抢先。

环球的半导体设备市场集中度较高,TOP5厂商的市占率之和超越75%,它们的毛利率也较为稳固,因此参考环球半导体设备TOP5厂商的毛利率预算半导体设备的老本率。除了第五大厂商科天半导体毛利率超越60%,前四大厂商毛利率基本都在40%-50%范围内。依照2021年的开售额对TOP厂商的毛利率启动加权,失掉半导体设备的毛利率约为46.5%,即老本率约为53.5%。

以ASML为例,2023Q3净开售额为67亿欧元,毛利率为51.9%,ASML制形老本里90%来自零部件,因此假定光刻机零部件老本占比90%。

依据SEMI数据,2022年环球半导体市场规模为1074亿美元,其中光刻机市场规模为258亿美元。

依据公式:光刻机零部件市场规模=光刻机设备市场规模*老本率*设备中零部件老本占比,结合以上剖析,失掉:

2022年环球光刻机零部件市场规模=258亿美元x53.5%x90%=124.23亿美元。

3.2.光源系统:为光刻机提供适合波长和稳固光线

光源系统是光刻机中的外围组件之一,它担任提供特定波长和强度的光线,以成功半导体制造环节中的准确曝光,选择了光刻机的分辨率。依据瑞利准绳,分辨率公式为:

R= k1 * λ/NA,λ代表光源波长,NA代表物镜的数值孔径,k1代表与光刻工艺因子。其中经常出现波长有7种,紫内线3种:G线(波长436nm),H线(405nm),I线(365nm);深紫外(DUV)三种:248nm,193nm,157nm;极紫外(EUV)一种:13.5nm。普通来说,波长越短,分辨率越高。

光源在光刻机中具有以下作用:

2.波长控制:准确控制光源的波长,经过扭转光源的温度、电流等参数来调整波长。

3.提高曝光效率:高强度、稳固的光源可以提高曝光效率,经过调理光源的电流、电压等参数来控制光线的强度,成功更极速和准确的曝光。

4.保证曝光品质:光源的波长稳固、强度稳固、光斑大小均会影响曝光品质,它理论包括一系列光学元件和反应控制系统,用于监测和控制光线的稳固性。

5.延伸光刻机经常使用寿命:经常使用适合、稳固的光源可以增加机器的损耗,防止机器因过多的光源调整而损坏。

光源系统外部结构包括发光二极管(LED)和光学系统。

LED是光源系统的外围局部,它是一种电致发光的半导体资料,经过针脚作为正负电极并起到撑持作用。

LED的发光原理是,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。当在电极上加上正向偏压之后,使电子和空穴区分注入P区和N区,当非平衡少数载流子与少数载流子复合时,就会以辐射光子的方式将多余的能量转化为光能。

光学系统用于调整光线的状态和大小,以顺应光刻机的物镜系统。它理论包括一系列透镜和反射镜,用于将光线聚焦成所需的光斑状态和大小。此外,控制系统用于控制光源系统的稳固性和精度。它理论包括一系列传感器和控制电路,用于监测和控制光线的波长、强度和稳固性。

光源分类:汞灯、准分子激光器、EUV光源。

1.汞灯:作为光刻机目前最普遍的光源,汞灯发光的经常出现波长为365nm 、405nm 、436nm 。对汞灯通电时,系统中电子激起发生光。此种造光方式理论会监禁少量热量因此须要冷却系统保养,因为长时期监禁热量,汞灯的寿命的效率也会降低。

2.准分子激光器:准分子激光器理论用来提供深紫外光源。准分子具有激起态结合为分子、在基态离解为原子的性质。激光器应用其性质使其出现激光跃迁监禁出特定波长的光。准分子激光普通分为三种:KrF(248nm)、ArF(193nm)、F2(157nm)。

3.EUV光源:此光源关键提供13.5 nm的EUV光。上班原理:经过高功率CO2激光照耀锡(Sn)微滴发生光源。以LPP方案为例,真空腔内熔融锡液滴从出现器中放射进去,经过低强度预脉冲撞击使其收缩成薄饼型(薄饼锡受光面积大可清楚增大光强),紧接着高强度脉冲撞击构成等离子体,最后搜集镜捕捉等离子体收回辐射并传递至曝光系统。

光刻机光源壁垒高,光刻机光源系统的技术复杂性、高精度和高稳固性要求、常识产权壁垒、供应链壁垒以及市场规模相对较小等要素,共同造成了光刻机光源的高壁垒。这些要素使得新进入该畛域的企业面临较大的市场危险和不确定性,从而使得整个光刻机光源行业的竞争格式相对稳固。

国外Gigaphoton(EUV光源供应商之一)激光器功率达27kW:Gigaphoton成立以来不时为ASML、Nikon和Canon提供激光光源。共设计三款EUV光源,区分为Proto#1、Proto#12、Pilot#1, 其中Pilot#1为商业化运行的产品,激光器功率为27kw,输入功率到达250W。目前EUV光源只要两家公司能够消费:一家是美国Cymer,另外一家是日本Gigaphoton,Cymer 2013年被ASML收买,目前占据了光刻机光源80%以上的市场。目前国际而言,科益虹源可提供193nmArF准分子激光器,打破垄断。

3.3.光学系统:为光刻机提供准确投影和高效曝光

光学系统在光刻机中施展着至关关键的作用,是光刻机高分辨率成像的保证,直接影响着芯片制造的精度、品质和牢靠性。它关键由透镜、反射镜、平凸透镜等光学元件组成,经过准确控制光线的聚焦、照明和曝光时期,将芯片设计图案高精度地投射到掩模上。详细作用包括图像显影、分辨率控制、曝光控制、稳固性与牢靠性、照明控制等。

光学系统=照明系统+投影物镜。其中照明系统经过调整光的状态、对光束启动扩束、控制曝光剂量与优化光的平均度从而提供稳固照明;投影物镜分为接触式和非接触式,配置是将掩模幅员案倍缩并投影聚焦在晶圆上。

光学系统是光刻机中关键的局部之一,关键包括以下几种类型:

1.投影光学系统

投影光学系统是光刻机中运行最宽泛的光学系统之一。它应用光源、透镜、反射镜等组件,将掩模上的芯片图案增加并映射到硅片上,从而成功芯片制造。

2.扫描光学系统

扫描光学系统是一种新型的光学系统,它驳回高速扫描的方式将掩模图案投影到硅片上。扫描光学系统具有高速、高精度和高稳固性等好处,曾经成为现代芯片制造中无法或缺的关键设备。相较于传统的投影光学系统,扫描光学系统具有更高的制造效率和更高的精度。

3.干预光学系统

干预光学系统是一种基于干预原理的光学系统,它应用光的干预来成功芯片图案的制造。干预光学系统具有高精度和高稳固性等好处,曾经成为一些不凡畛域,如微纳制造、光子晶体制造等中无法或缺的关键设备。

就技术壁垒而言,分为以下2个方面:

投影物镜:随着分辨率要求不时提高,投影物镜须要不时叠加才干满足要求,光学资料、加工曾经接近工业极限,所以技术优化难度较大。

照明系统:对光有三个要求,区分是光平均度、光状态的调整、扫描条形光的控制。

就供应商而言,国际投影物镜供货商为茂莱光学,分辨率到达30nm以下,而国外的ZEISS分辨率小于0.25nm;而光学晶体方面,福晶科技可供货LBO晶体、BBO晶体、Nd:YVO4晶体、磁光晶体,而Cristal Laser S.A.公司可供KTA晶体、RTP晶体、LBO晶体、BBO晶体;激光器方面,炬光科技光源不平均度控制在1%以下,国外FLSBA的光源不平均度在3%~5%。

3.4.双工台:助力光刻机成功高效并行处置

双工台系统在光刻机中表演了关键角色,有效优化了光刻机的消费效率。传统光刻机只要一个工件台,一切的步骤,如晶圆的上下片、测量、对准和曝光,都是顺序启动的。但是,双工台系统的设计使得大局部的测量和校对上班可以与曝光上班并前启动。

以TWINSCAN双工件台为例,当一号上班台在曝光位置启动步进扫描曝光时,二号上班台可以在测量位置成功硅片的上下片、三维形貌测量等上班。一旦一号上班台成功硅片的曝光,两个上班台再交流位置和职能,如此周而复始,成功了硅片的高效曝光。因此,双工台系统的设计清楚提高了光刻机的产能。

双工台外部结构关键包括以下几个关键局部:

1.双工台载台:双工台载台是双工台系统的外围部件,它承载着硅片在光刻机中的运输和定位义务。双工台载台理论由高精度的机械结构组成,以确保在光刻机上班环节中的精度和稳固性。

2.定位系统:双工台系统的定位系统是用来确定硅片在载台上的位置和姿态的。它理论由一系列的传感器和口头器组成,可以成功对硅片的准确控制和调整。

3.搬运系统:双工台系统的搬运系统是用来将硅片在载台之间启动转移的。它理论由一系列的机械手臂和驱动器组成,可以成功对硅片的极速和准确的搬运。

4.控制系统:双工台系统的控制系统是用来控制整个系统的运动和上班的。它理论由一系列的控制器和传感器组成,可以成功对系统的准确控制和调整。

5.安保系统:双工台系统的安保系统是用来保证系统在上班环节中的安保性的。它理论由一系列的安保传感器和口头器组成,可以成功对系统的安保监控和控制。

评价双工件台的技术水平关键是晶圆的转移速度和对准精度,而其技术壁垒也是关键来自这2方面。就转移速度而言,要满足DUV光刻机曝光成像速度,晶圆平台需以7g减速度移动才干婚配成像速度。而双工件台关于精度要求也很高。其一是芯片在制造中因为须要叠加所以会发生偏移,普通是数千纳米的偏移,而对精度要求是1-2nm;其二因为晶圆外表高下不平,晶圆外表不同位置的光阻高度相差500nm以上,精度要求小于100nm。目前国际能供货双工件台的只要华卓精科,可用于65nm光刻机运行;而ASML可供货亚纳米光刻机工件台。奥普光电的光栅编码器(用于测量对准精度)精度可达1um/m,国外海德汉公司精准度为2um/m。

04 相关标的

4.1.茂莱光学:国际工业级精细光学龙头,半导体、AR/VR生长空间宽广

茂莱光学成立于1999年,2015年6月1日,茂莱光学成功股扭转更为股份制公司,并于2023年3月9日在上交所上市。公司是国际抢先的精细光学综合处置方案提供商,专一于精细光学器件、光学镜头和光学系统的研发、设计、制造及开售。目前公司产品关键为定制化工业级精细光学产品,关键笼罩六大细分运行场景,包括半导体、生命迷信、航空航天、无人驾驶、动物识别、AR/VR检测。从客户结构来看,公司客户普及中东、美国、欧洲等地,各下游畛域外围客户包括Align、华大智造、Camtek、KLA、上海微电子、Microsoft、Meta等大型企业。

从公司的财务数据来看,公司业务开展迅速,支出规模不时扩展,市场份额继续优化。2020-2022年,公司营业支出区分约为2.46亿元、3.31亿元和4.39亿元,归母净利润区分为0.42亿元、0.47亿元、0.59亿元。从公司营业总支进去看,2016年至2022年公司营业总支出成功了七连增,归母净利润也出现回升趋向。

从业务类型来看光学器件、光学镜头和光学系统占据公司98.23%的营收,其中光学器件营收占比在降低而技术更先进的光学系统营收占比相对优化。从公司下游运行畛域支进去看,生命迷信、半导体及AR/VR检测是公司前三大下游运行,公司半导体与生命迷信畛域产品开售优化较快,而航空航天业务支出占比在不时降低。

2023Q3公司成功营收1.21亿元,同比-7.89%,环比+5.73%;成功归母净利润0.08亿元,同比-70.83%,环比-47.32%。公司Q3营收同比降低,归母净利润大幅降低关键系公司对半导体畛域坚持高强度投入,造成治理/研发费用大幅优化。

分下游运行来看,公司前三季度半导体、生命迷信、AR/VR检测动物识别、航空航天、无人驾驶畛域支出占比区分为35.35%、29.32%、9.63%、8.85%、5.68%、3.34%。其中半导体和航空航天畛域需求旺盛,半导体支出同比增长46.71%,航空航天支出同比增长62.96%。

从公司产品结构来看,公司关键为客户提供定制化的精细光学器件、光学镜头和光学系统。光学镜头方面公司透镜、平片、棱镜运行于光刻机,客户有康宁个人、上海微电子等,并为半导体检测设备提供高精度镜头、光学系统等,客户有Camtek、KLA等,配套国际干流设备公司。

在精细光学器件方面,茂莱光学仰仗其精深的研发和制造技术,能够提供包括透镜、棱镜敌对片(包括多光谱滤光片、荧光滤光片、太空反射镜等)在内的精细光学器件。这些器件具有高面型、高光亮度、高性能镀膜等优秀特性,被宽泛运行于光刻机、高分卫星、探月工程、民航飞机等国度严重战略开展畛域。公司研发的DUV光学透镜已运行于SMEE国产光刻机中,公司半导体检测设备光学模组供货KLA。

4.2.福晶科技:环球光学晶体龙头,精细光学元件宽泛规划VR/AR、半导体设备等畛域

福晶科技1990年由中国迷信院福建物质结构钻研所(简称:中国迷信院物构所)出资设立,2008年3月福晶科技股份有限公司在深圳中小板上市。公司关键从事晶体元器件、精细光学元件及激光器件等产品的研发、消费和开售。

公司深耕非线性光学晶体三十余年,是环球出名的LBO晶体、BBO晶体、Nd:YVO4晶体、磁光晶体、精细及超精细光学元件、高功率光隔离器、声光及电光器件的龙头厂商。

公司是国际少数能够提供“晶体+光学元件+激光器件”一站式综合服务的供应商。公司产品不时丰盛,下游运行逐渐拓宽,客户笼罩环球龙头厂商,包括相干、通快、光谱物理和锐克激光等。

从公司的财务数据来看,2022年度,公司成功营业支出7.68亿元,同比+11.57%,公司营业支出坚持九年增长,关键要素为公司在激光行业抢先,近年来遭到国际激光行业迅速开展,客户需求旺盛。公司2022年成功归母净利润2.26亿元,同比+18.30%,公司不时拓展产品线,下游运行普及激光行业、光通讯、汽车电子、消费电子等畛域。

2023年Q3公司成功营业支出2.07亿元,同比稍微降低;归母净利润0.53亿元,较去年同比-26.49%。公司Q3业绩有所降低,关键系公司加大关于动物医疗、半导体、光通讯等新运行畛域规划力度,从而使费用端出现较大增长。从盈利才干来看,23Q3公司开售毛利率、净利率区分为55.98%,29.07%,相较去年同比均有降低。

福晶科技,作为激光行业抢先的关键业务提供商,公司的产品涵盖了晶体元器件、精细光学元件和激光器件三大类别。福晶科技的光学元件可以用于制造光刻机中的光学局部,包括投影镜头和显微镜等关键部件。公司与中科晶创、物构所投资设立福建睿创光电科技有限公司,展开衍射光学及微光学等产品的开发、消费和开售业务,衍射光学元件(Diffractive Optical Elements, DOE)是光刻机中一系列可动的镜片,关键用于发生光刻所须要的光源。目前公司产品直接供货给ASML。

4.3.福光股份:航天级上流镜头指导者,引领AI、泛半导体超高精细光学国产替代

福光股份源于公营八四六一厂,成立于2004年,并于2020年2月26日在上交所科创板成功上市。是集研发、消费、开售于一体的光学产品制造商。

经过多年的技术积攒和产品更新,福光股份曾经具有了较强的研发实力,并成功开发了一系列高性能的光学产品。其中包括1.5亿像素超高清延续变焦镜头、共口径双光谱延续变焦镜头以及轻量化特种一体机变焦镜头、一系列轻量化特种一体机变焦(22x、30x、36x)镜头,目前已成功30x特种一体机变焦镜头样机的研制、20X、30x超长焦K级(130万像素)高清中波红外变焦镜头及轻小型大视场K级高清中波红外变焦镜头样机等。

公司关键产品包括光学镜头、光学元组件、激光器及激光光学组件等,可宽泛运行于安防、科研、工业、医疗、航空航天、半导体等畛域。

客户方面,公司为客户提供“定制产品”与“非定制产品”两大系列。其中“定制产品”系列关键包括特种光学镜头及光电系统,宽泛运行于“神舟系列”、“嫦娥探月”、“天问一号”等国度严重航天义务及上流装备,外围客户涵盖中国迷信院及各大个人下属科研院所、企业,为国际最关键的特种光学镜头、光电系统提供商之一;“非定制产品”关键蕴含安防镜头、车载镜头、红外镜头、机器视觉镜头、投影光机等,宽泛运行于安康市区、智慧市区、物联网、车联网、智能制造等畛域。外围客户包括海康威视、华为、博世、霍尼韦尔、大华股份等出名企业。

从公司的财务数据来看,公司业务开展迅速,营业支出出现扩展态势。2020-2022年,公司营业支出区分约为5.88亿元、6.75亿元和7.81亿元,归母净利润区分为0.51亿元、0.45亿元、0.29亿元。公司2022年全体营业支出较上年同期+15.76%,归母净利润较上年同期-35.05%,关键系公司对屋宇修建物及设备启动投入,造本钱期固定资产折旧及常年资产摊销较上年同期参与2,965.06万元;公司人才处罚致本期新增股份支付费用338.52万元及职工薪酬较上年同期参与1,097.99万元。2023Q3公司成功营业支出1.38亿元,同比-34.74%;归母净利润-0.33亿元,较去年同比-5.08%。

公司Q3营业支出出现较大下滑要素关键系市场出现周期性动摇、客户消费方案延期与国际国际非定制光学镜头需求的增加。

从公司的全体营收数据来看,2022年公司主营业务虚现营业支出7.76亿元,同比增长16.37%,其中定制产品业务营收1.45亿元,较上年同比参与85.81%,占总营收18.67%,产品毛利率为43.76%。非定制光学镜头业务营收5.65亿元,较上年同比参与6.30%,占总营收72.83%,产品毛利率为16.01%。光学元件及其余业务营收0.66亿元,较上年同比参与15.34%,占总营收8.5%,产品毛利率为29.30%。

公司依托于在光学镜头行业的技术研发积攒,公司加工的球面镜片、非球面镜片、二元曲面、离轴面、不规定透镜和自在曲面状态误差可达0.1um,外表毛糙度可达 1nm,处于国际先进水平。镀膜技术方面,全介质高反膜<99%;漂移量<1nm,整炉平均性<5nm。

据公司投资者相关优惠记载表,公司精细及超精细加工实验中心树立名目于2022年3月结项,该名目可启动红外镜片加工、非球面玻璃镜片加工、非球面塑料镜片加工、球面镜片高精度加工、紫外镜片加工等超精细光学加工技术的打破,为上流装备(如光刻机)、国防、航空、航天等畛域提供高精细光学镜头和光学系统。公司为航天级上流镜头以及军用光学外围供应商,公司研发光刻机等半导体设备镜头镜片等产品,并配合国际行业客户研发。

4.4.炬光科技:稀缺激光元器件厂商,激光雷达+泛半导体+医美多产业规划

西安炬光科技股份有限公司成立于2007年9月,深耕激光行业十余年,在抢先半导体激光元器件细分畛域已具有必定技术好处和市场位置,公司正在向行业中游光子运行模块和系统及汽车运行激光雷达拓展。

汽车畛域,公司已取得国际两家定点名目,并在踊跃推进与海外客户的定点落地,同时已与B客户达成处置协定;半导体运行畛域,公司逻辑晶圆、功率半导体退火等成功了出口替代,叠加合肥募投名目有序推进,有望构成新增长点;医美畛域, 海外Cyden 客户有望在2024 年成功临床实验,公司产品批量出货;2021年12月公司IPO成功,于科创板上市并募资17.7亿元用于微光学运行、激光雷达发射模组产业化等名目,炬光科技有望开启高速开展新阶段。炬光科技基于抢先卡脖子的行业位置,踊跃规划中游光子运行途理方案。

目前炬光科技领有半导体激光、激光光学、光学系统、汽车运行(激光雷达)四大业务,为固体激光器、光纤激光器消费企业和科研院所,医疗美容设备、工业制造设备、光刻机外围部件消费商,激光雷达零件企业,半导体敌对板显示设备制造商等提供外围元器件及运行途理方案,产品逐渐被运行于先进制造、医疗肥壮、迷信钻研、汽车运行、信息技术五大畛域。公司的客户包括德国大陆个人、Velodyne LiDAR、Luminar、上海微电子、台积电、韩国LG电子等。

从公司的财务数据来看,公司业务开展迅速,支出规模不时扩展,市场份额继续优化。

2020-2022年,公司营业支出区分约为3.60亿元、4.76亿元和5.52亿元,归母净利润区分为0.35亿元、0.68亿元、1.27亿元。公司2022年主营业务支出同比增长16.31%,开售净利率同比参与9.25pct;从公司的产品类别来看,报告期内,计算机、通讯和其余电子设备制造业取得营业支出5.49亿元,为公司的关键支出起源,毛利率较上年增加0.08pct。

分产品来看,半导体激光元器件和原资料营业支出为2.28亿元,同比上年营收+30.93%,毛利率为48.45%;激光光学元器件营业支出2.29亿元,同比上年营收+2.96%,毛利率为60.23%;泛半导体制成处置方案营业支出0.61亿元,较上年同比+68.70%,毛利率为63.01%;汽车运行途理方案营业支出与医疗肥壮处置方案营业支出区分为0.29亿元和0.02亿元。

2023年Q3公司成功营业支出1.45亿元,同比+6.87%,环比+17.74%;归母净利润0.17亿元,较去年同比-56.13%,环比+48.78%。从盈利才干来看,2023Q3盈利才干有所修复,开售毛利率47.48%,环比+4.75pct。

公司在投资者互动平台示意,公司为荷兰ASML外围供应商A公司提供光刻机用和半导体晶圆退火外围元器件,最终运行于环球上流光刻机消费商的外围设备;近年来光场匀化器产品也运行于国际关键光刻机研发名目和样机中。公司依据客户的不同型号需求,婚配不同波长的光场匀化器,目前产品曾经用于KrF, ArF, ArF浸没式等DUV光刻机。

4.5.晶方科技:晶圆级封装龙头,汽车摄像头、微型光学镜头、GaN器件关上生长空间

晶方科技成立于2005年,2006年就成立了国际首家晶圆级封装厂,2014年上市之初就是中国大陆首家、环球第二大能为影像传感芯片提供WLCSP量产服务的专业封测服务商。

公司作为晶圆级硅通孔(TSV)封装技术的抢先者,重点聚焦以影像传感芯片为代表的智能传感器市场,封装的产品关键包括CIS芯片、TOF芯片、动物身份识别芯片、MEMS芯片等,宽泛运行在智能手机、安防监控数码、汽车电子等市场畛域。

公司在车载摄像头畛域规划多年,公司子公司Anteryon、晶方光电具有环球抢先的微型光学设计、研发与制造等外围才干,在半导体.汽车、工业智能化等诸多市场畛域具有宽广运行前景。

随着公司技术的开展,一方面公司混合光学镜头畛域的外围好处继续优化,并在欧美地域进一步拓展其在工业、汽车等好处运行畛域的市场规模:另一方面微型光学镜头顺利取得海外TIE1客户认证,在汽车智能投射畛域成功规模量产,并可在汽车大灯等车用智能交互系统提供客制化的微光学处置方案。公司为环球CIS芯片封测龙头,汽车畛域规划深沉,深度绑定豪威、索尼等龙头厂商,未来有望继续受益汽车CIS市场高增长。

从公司财务数据来看,2020-2022年,公司营业支出区分约为11.04亿元、14.11亿元和11.06亿元,归母净利润区分为3.82亿元、5.76亿元、2.28亿元。公司2022年营收降低关键系下游消费电子需求疲软与行业产能过剩库存高企造成影像传感器细分市场景派头疲软。

2023年Q3公司成功营业支出2.00亿元,同比-21.65%;归母净利润0.34亿元,较去年同比+14.22%。公司Q3业绩下滑关键系下游手机等消费电子需求疲软与行业产能过剩库存高造成公司全体封装业务营收出现下滑。

展望常年,随着下游消费市场逐渐复苏,公司在车载摄像头封装、微型光学器件制造等新畛域的开发拓展,相应业务规模与消费才干继续增强,有望关上新的业绩生长点。

分产品来看,芯片封装及测试22年营收8.57亿元,同比降低33.46%,关键系手机等消费类电子市场不景气影响,封装订单与出货量增加所致;光学器件22年营收2.39亿元,同比回升129.39%,关键是得益于半导体设备、智能制造、农业智能化市场需求的参与,混合镜头业务规模继续稳步增长,同时公司晶圆级微型光学器件(WLO)业务在车用智能交互畛域的商业化运行规模清楚优化所致。

从Q4单季度来看,2022年Q4成功营业支出2.31亿元,环比降低9.41%;成功归母净利润0.07亿元,环比降低76.67%,Q4业绩环比仍有所降低。2023年公司踊跃调整产品结构,继续发力车载摄像头封装、微型光学器件制造等新畛域的开发拓展,相应业务规模与消费才干继续增强,有望关上新的业绩生长点。

公司继续整合荷兰Anteryon、晶方光电微型光学器件的设计、研发与制造才干,扩展量产与商业化运行规模。Anteryon前身是飞利浦光学电子事业部,目前最大客户为荷兰ASML,其混合镜头、晶圆级微型光学镜头(WLO)关键运行于光刻机的光学镜头以及MLA方案下的汽车迎宾灯,和ams OSRAM并列是环球少数掌握MLA模组消费技术且量产的厂商。依据公司半年报,23H1晶方光电成功净利润180万元,Anteryon成功净利润1277万元。

4.6.苏大维格:纳米压印光刻龙头,业务触及半导体、无人驾驶、AR/VR检测等多畛域

苏大维格成立于1999年,后来从光学零件加工事业部发家。于2003年进入检测市场,后于2006年和2009年区分进入安防市场及动物医疗市场。作为精细光学综合处置方案提供商,苏大维格产品集中在精细光学器件、光学镜头和光学系统的研发、设计、制造及开售,关键触及半导体(包括光刻机及半导体检测装备)、生命迷信(包括基因测序及口腔扫描等)、航空航天、无人驾驶、动物识别、AR/VR检测等运行畛域。公司客户均为国际外出名企业,包括微软、华为、京西方、三星电子、戴尔、冠捷科技、中强光电等。

2022年度,苏大维格成功营业支出17.2亿元,较上年同期降低1.21%;营业利润-3.2亿元,利润总额-3.3亿元,归属于上市公司股东的净利润-2.8亿元,盈余幅度收窄。

2022年,盈余关键要素为旗下华日升利润水平未及预期因此计提大额的减值预备2.6亿元,其二面板行业出现周期性收缩,造成新型印材及导光资料业务支出降低,南通工厂稼动率和产能应用率仍处于较低水平。

在上流智能设备方面,已展开光刻机及外围部件资料、光伏铜电镀图形化设备、AR-HUD投影屏等畛域测试与验证上班。随同下游需求回暖,该畛域盈利才干有望增强。

在公共安保和新型印材畛域,苏大维格不只作为公安部驾驶证、行驶证防伪膜惟一指定供应商,也为身份证视读防伪提供技术支持。新型光学印材关键运行于烟酒及化装品、日化用品等消费品包装。随着绿色包装的兴起,其环保3D转移资料正逐渐交流传统烟酒、化装品、日化用品包装资料。

在消费电子新资料畛域,关键包括导光资料和导电资料。导光资料关键运行于笔记本电脑、液晶电视等液晶显示背光模组。子公司维旺科技客户包括下游京西方、三星电子、LG Display、友达光电、佳世达、冠捷科技等厂商。

在导电资料畛域子公司维业达关键量产透明导电膜及相关产品,运行于大屏/柔性显示触控、MiniLED 电极膜、5G天线和车载天线、光伏电池转印电极膜、黑白电子微杯型透明导电膜等畛域。

苏大维格是一家在上流智能装备畛域表现突出的企业,产品线包括直写光刻、3D光刻、投影/扫描光刻、纳米压印光刻等。

该公司的直写光刻设备曾经出口至日本、韩国和以色列等国度,并在国外科研光刻设备畛域占有必定市场份额。除此之外,苏大维格在光伏铜电镀图形化设备、芯片掩模板以及IC载板等畛域也有所涉猎,且运用直写光刻技术启动踊跃开发。

作为国际抢先的微纳结构产品制造和技术服务商,苏大维格经过自主研发微纳光学关键制造设备——光刻机,树立了微纳光学研发与消费制造的基础技术平台体系。该公司努力于为客户提供不同用途的微纳光学产品的设计、开发与制造服务,并相继开发了多个笼罩纳米级和微米级的光刻机和压印设备。

经过自制微纳结构模具,苏大维格驳回纳米压印方式在经过不凡处置的PET\PC薄膜等基材外表构成微纳结构。这种微纳结构具有不同量级和形貌,可以使资料发生各种不凡效果,如光变色图案、增亮分散特性、透明导电特性、全息图像等。

4.7.奥普光电:光刻机外围部件供应商,业务涵盖半导体、航空航天、医疗等多个畛域

奥普光电成立于2001年6月,是由中国迷信院长春光学精细机械与物理钻研所和广西风华高新科技股份有限公司等出资设立的高新技术企业。前身是中国迷信院长春光机所实验工厂,并于2010年1月在深交所挂牌上市。

公司附属中科院长春光机所,是国际光电测控仪器制造行业的关键企业。公司从事的关键业务为光电测控仪器设备、新型医疗仪器、光学资料、光栅编码器、高性能碳纤维复合资料制品等产品的研发、消费与开售,产品宽泛运行于军工、医疗设备行业等畛域。

公司领有弱小的研发团队和先进的制造设备,努力于为客户提供高品质、共性化的产品和服务。此外,奥普光电在光电检测畛域领有多项外围专利和技术,产品不时翻新和更新,为环球客户提供优质的产品和服务。客户包括光机所、航天科工个人下属单位、华中数控、中国迷信院庞大卫星翻新钻研院等出名企事业单位。

2022年度,奥普光电成功营业支出6.27亿元,较上年同期+14.67%;营业利润+1.02亿元,较上年同比增长90.79%;利润总额1.01亿元,较上年同比增长91.40%;归属于上市公司股东的净利润0.82亿元,比上年同期增长75.31%。2022年营收与归母净利润增速差距较大要素系公司2022年9月收买长光宇航,长光宇航主营业务为航空复合资料,产品结构变化造成公司毛利率大幅提高,从而净利润成功较大增速。

2023年Q3公司成功营业支出1.60亿元,同比+15.35%;净利润0.45亿元,较去年同比+19.79%。归母净利润0.26亿元,同比-21.75%。关键要素是去年三季度有笔较大的投资收益3120万,扣除投资收益的影响,公司三季度仍成功了清楚的归母净利润增长。

奥普光电是从事制造光机电一体化产品的高新技术企业,其大股东为中科院长春光机所,关键担任我国国产光刻机光源、光学局部的研发上班,据工人日报,奥普光电研制的两大设备: 非球面超精细铣磨设备和多自在度极速研抛设备,可加工2.5米口径光学元件。

镜坏铣磨、研抛的数控示范基地消费线可服务于整个民用畛域。此外,控股公司禹衡光在校消费的高精度相对式光栅尺和编码器,是保证光刻机工件台定位精度的先决条件。而工件台系统作为光刻机的外围分系统直接影响光刻机三大性能目的中的产率和套刻精度。

4.8.波长光电:精细光学元件、组件关键消费商,主营业务营收稳步增长

波长光电成立于2008年,2023年08月23日在深圳证券买卖所挂牌上市。

公司专一于工业激光加工和红外热成像畛域,努力于提供各类光学设备、光学设计以及光学检测的全体处置方案,是中国精细光学元件、组件的关键消费商,多项自研外围技术目的达行业抢先水平。

波长光电关键消费激光光学和红外光学的一系列元件和组件,以及提供光学设计与检测服务。产品种类包括激光光学中的扩束镜头、扫描镜头、聚焦镜和准直镜,以及红外热成像中的红外热成像镜片、近红外镜头、短波红外镜头、中波红外镜头及长波红外镜头。此外,波长光电还提供干流的光学设计软件ZEMAX以及光学检测设备。

公司产品可宽泛运行于消费电子行业、标志行业、新动力动力电池等行业。公司的关键客户包括华工科技、高德红外、久之洋、美国 IPG 阿帕奇等出名大型企业。

2020年至2022年,波长光电业务支出区分为26,650.16万元、30,941.71万元及34,191.50万元,归母净利润区分为4,405.34万元、5,443.17万元及6,150.73万元,均出现增长趋向。

2023年1-9月,公司营业支出为26155.18万元,同比+4.41%;归属于母公司股东的净利润为4264.21万元,同比-9.69%;扣除十分常性损益后归属于母公司股东的净利润为4090.39万元,同比-8.03%。

公司所处光学元器件行业为技术密集型行业,技术更新迭代较快,为优化研发投入支出转化率,行业内关键企业多以市场需求为导向启动研发。

2022年公司推出光刻机平行光源系统及 AR 近眼检镜头号产品,成功进入半导体及 AR/VR 畛域。随着研发-消费-开售的良性循环,公司将继续增强科研成绩转化才干,踊跃分配研发资源,继续的研发投入将进一步优化企业的翻新实力和继续运营才干。

在半导体运行畛域,公司已具有提供光刻机配套的大孔径光学镜头的才干。

公司成功开发的光刻机平行光源系统可用于国产光刻机畛域配套,并已交付多套系统用于接近式掩膜芯片光刻工序。

4.9.旭光电子:电真空+军工+电子陶瓷共同发力,发射管、氮化铝结构件打入半导体设备供应链

旭光电子成立于1965年,前身为公营旭光电子管厂,1994年公司履行股份制变革,2002年在上交所上市。

公司是国际惟逐一家领有从金属零件加工、精细陶瓷制造到成套电气装备的全产业链技术翻新型高新技术企业,目前已构成了电真空器件、军工军品、电子陶瓷三位一体的产品规划。

电真空业务板块,公司的电子管宽泛用于激光加工设备等泛滥细分畛域,开关管公司现已领有完整的真空开关管及固封极柱产业链、关键工艺技术、设备及检测装备,已成为国际种类最全、消费量最大的陶瓷真空灭弧室制造基地,宽泛用于中低压电网配电畛域;军工板块,子公司易格机械、西安睿控创和区分聚焦于上流精细机械零部件、自主可控嵌入式计算机系统;电子陶瓷板块,公司具有陶瓷金属化的外围技术,收买成都旭瓷成功电子陶瓷行业的横向拓展,产品关键包括氮化铝粉体、基板、结构件和HTCC等电子陶瓷资料。

公司业务开展稳中向好,近三年支出及净利润继续增长。

2020-2022年,公司营业支出区分为9.02亿元、10.07亿元、11.41亿元,归母净利润区分为0.54亿元、0.58亿元、1.00亿元。2022年,公司毛利率同比增长4.63pct,开售净利率同比增长2.67pct。

按产品划分,公司开关管、精细结构件、嵌入式计算机、电子管、开关柜、智能电气、氮化铝产品营收占比区分为46.19%、13.67%、7.79%、5.96%、4.82%、2.55%、1.87%,毛利率区分为11.70%、40.23%、49.67%、61.07%、30.41%、23.27%、37.85%。

电真空业务板块,公司掌握国度鼎力开展新型电力系统和电网树立减速机会,经过产品结构的继续优化带动高附加值产品开售占比优化,较好成功开售稳步增长及盈利才干的进一步提高;军工板块,公司经过继续加大产品研发投入、优化消费工艺并紧抓名目落地,成功了“产能+效益”双优化;电子陶瓷板块,氮化铝产业作为公司的“头号工程”,取得了打破性停顿,出现出微弱的开展态势。

公司作为国际先进的大功率发射管消费企业,研发才干强、产品系列完全,产品种类达百余种,其产品上班频率范围在0.1MHZ-1000MHz之间、输入功率范围在1KW-1MW之间。

产品可运行于雷达、医疗、CO2激光设备、广播电视、半导体设备、可控核聚变等畛域。

目前,公司用于光刻机、等离子荡涤/抛光等半导体设备畛域的发射管产品曾经客户验证经过,并成功批量开售。

公司在已有氧化铝陶瓷技术基础上,经过控股成都旭瓷成功拓展至氮化铝畛域。

截至2023年上半年,公司已成功国产首台套氮化铝粉体延续炉的顺利投产与规模化稳固量产,氮化铝粉体年化产能已达240吨、产品良率85%以上;

氮化铝基板已成功年化产能300万片、产品良率达80%以上,目前已在下游运行端的20多家企业启动了验证及成功供货,已成为国际氮化铝基板关键供应商;

氮化铝HTCC方面,公司成功了自主原资料配方及浆料体系的开发,小试产品经过了局部国际外客户认证,十余家客户已归入合格供应商名单,估量年底前可成功批量出货,目前年化产能已达5万片;

氮化铝结构件方面,公司的大尺寸结构件已运行于半导体产业及泛半导体产业(含光伏产业)的光刻工艺、刻蚀工艺、薄膜工艺、离子注入等工艺中,目前已经过国际多家半导体(含光伏)设备企业的认证及成功供货开售,进入半导体设备的外围产业链。

此外,公司与中科院某钻研所联结展开“半导体用高精细陶瓷部件”研制攻关,努力于减速半导体用静电卡盘与加热盘的国产化进程。

4.10.腾景科技:精细光学元件关键提供商之一,半导体+AR有望关上生长空间

腾景科技成立于2013年10月,并于2021年3月在上海证券买卖所科创板成功上市。

公司主营产品为光学元件和光纤器件,是光模块和各类光纤器件的基础,因此公司业务涵盖畛域有十分强的拓展性,公司产品关键运行于光通讯、光纤激光等畛域,其余大批产品运行于量子信息科研、动物医疗、消费类光学等畛域。

在主营业务之外,公司踊跃拓展规划动物医疗、AR、车载、半导体等新型运行场景。在半导体畛域,公司的多波段合分束器可运行于光刻机光学系统;在车载畛域,公司的激光雷达业务正处于送样或小批量验证阶段;在AR畛域,公司的非球面透镜与棱镜组合等精细光学组件已运行于AR等新兴消费电子产品。

公司客户蕴含量子信息科研机构,光模块出名厂商Lumentum、Finisar,光纤激光厂商R客户、nLIGHT等。

公司营业支出继续参与,目前已到达七连增。

2017-2022年,公司营业支出从0.83亿元增长至3.44亿元,年化增长率到达32.89%;归母净利润成功由负转正,基本坚持增长态势。

依据公司2022年报,按产品划分,公司主营业务精细光学元组件业务虚现支出27,947.54万元,同比增长19.76%,成功销量4,778.91万片(件),同比降低2.57%,光纤器件业务虚现支出6,457.70万元,同比降低6.49%,成功销量188.49万件,同比增长4.41%,精细光学元组件产品支出增长受益于光通讯产业景派头较高,运行于接入网光模块的非球管帽产品以及 WSS 元组件产品成功了较大幅度的增长。其余运行畛域成功支出1,662.60万元,同比增长100.68%.

公司2023Q3成功营业支出0.80亿元,同比降低15.25%,成功归母净利润1080万元,同比降低40.00%,关键要素系主营业务中,光通讯畛域的电信市场较为疲软,一般产品需求放缓,光纤激光下游稳步复苏并随同局部成熟产品被动提价优化份额战略,消费设备投入参与了折旧、摊销等固定老本支出等。

公司开发的合分束器名目成功进入半导体微电子设备厂供应链。

关键用于光刻机的光学系统。未来投产后,将有效满足客户的需求,填补该畛域的市场空白,成功国产设备的替代。

分束器作为一种衍射光学元件,能够将单个激光束分红多个光束,并坚持每个光束的原始特性,即激光经过火束器后,光束直径和相位坚持不变,而流传方向和能量会出现特定扭转。这一共同的光学特性使得分束器在许多高精度光学运行中具有无法替代的作用。

4.11.同飞股份:数控温控装备龙头,半导体器件制造设备公用温控设备供应商

同飞股份成立于2001年,并于2021年5月在深圳证券买卖所上市。

公司主导产品分为液体恒温设备、电气箱恒温装臵、纯水冷却单元、特种换热器4个系列,关键蕴含:MCO油冷却机、MCW水冷却机、MCWL/TFLW激光器公用水冷却机、MCS切削液冷却机、MCA电气箱温湿度调理机、MEA电气箱热交流器、MWA空气/水热交流器、MEO液压油热交流器、工业洗濯换热器和水冷柜等产品。

触及机床、电子、军工、航空航天、汽车、船舶、轨道交通、通讯、电力、新动力、工业洗濯等各行各业,产品销往德国、瑞士、捷克、日本等国度和中国台湾地域。

公司已成为国际工业温控畛域具有业务规模和产品笼罩面的关键厂商之一,在各畛域拓展了优秀、稳固的客户个体,公司客户包括德国埃马克、日本马扎克、德国通快、北京精雕、锐科激光等外外资巨头。

公司开展速度较快,近六年营业支出继续增长,归母净利润也呈增长态势。

2020-2022年,公司营业支出区分为6.12亿元、8.29亿元、10.08亿元,归母净利润区分为1.25亿元、1.20亿元、1.28亿元。

2022年,公司开售毛利率为27.35%,同比增长0.38pct,开售净利率为12.69%。按产品划分,公司液体恒温设备、电气箱恒温装置、纯水冷却单元营收占比区分为53.52%、21.68%、17.97%,毛利率区分为25.16%、25.73%、36.46%。

公司产品与工业装备制造智能化开展方向、节能减排的国度战略严密符合,成功了与下游战略性新兴产业融合开展,行业迎来宽广的市场空间。特意是储能行业及电力电子行业的极速增长,公司迎来史无前例的开展机会。公司客户包括北边华创、芯碁微装、华海清科、上海微电子、特变电工等出名企业。

依据投资者调研报告,国产替代和市场份额优化是我国半导体制造畛域企业的关键生长门路。

公司仰仗良好的行业声誉和多项自主常识产权,曾经逐渐拓展了与北边华创、芯碁微装等出名客户的协作。

半导体制造设备在晶体生切片、光刻、刻蚀、物理气相堆积 (PVD) /化学气相堆积 (CVD) 等芯片制造环节设备运转的电子元件能耗及发热量越来越大,必定引入温控设备以防止能量转化为热量惹起器件的开温、发热,从而保证设备性能的充沛施展。而公司关键提供专业温控产品,有望为半导体制造提供设备。

4.12.中瓷电子:电子陶瓷产品龙头,资源整合切入化合物半导体畛域

中瓷电子成立于2009年,并于2021年在深圳证券买卖所成功上市。

公司控股股东为中国电子科技个人有限公司,关键产品包括光通讯器件外壳、无线功率器件外壳、红外探测器外壳、大功率激光器外壳、声表晶振类外壳、3D 光传感器模块外壳、5G 通讯终端模块外壳、氮化铝陶瓷基板、陶瓷元件、集成式加热器等,宽泛运行于光通讯、无线通讯、工业激光、消费电子、汽车电子等畛域。

光通讯器件外壳方面,目前公司已成功 800G 光通讯器件外壳设计开发,与海外技术水平相当。消费电子方面,公司氮化铝薄膜基板和薄厚膜复合基板可配套公司光通讯器件外壳,已成功批量供货;滤波器产品笼罩SAW、BAW等器件。

公司精细陶瓷零部件是驳回氧化铝、氮化铝等先进陶瓷经精细加工后制备的半导体设备用外围零部件,具有高强度、耐侵蚀、高精度等优秀性能,运行于刻蚀机、涂胶显影机、光刻机、离子注入机等半导体关键设备中。

公司消费电子客户涵盖国际一线品牌。公司消费电子陶瓷外壳及基板系列产品关键包括声表晶振类外壳、3D光传感器模块外壳、氮化铝陶瓷基板等,其中声表晶振类外壳关键用于晶体振荡器和声表滤波器封装,结构方式关键是SMD,在智能手机、AR/VR、智能手表、TWS等移动智能终端,以及无线通讯、汽车电子、医疗设备等消费电子畛域运行宽泛。

公司一直专一于电子陶瓷畛域,具有电子陶瓷和金属化体系关键外围资料、半导体外壳设计仿真技术、多层陶瓷高温共烧关键技术三大外围技术畛域的自主常识产权,开创了我国光通讯器件陶瓷外壳产品畛域打破了国在行业巨头的技术封锁和产品垄断,成功了光通讯器件陶瓷外壳产品的出口替代。

2022年报披露,公司主打产品通讯器件用外壳产品业务坚持稳固增长,2022年成功支出94,577.06万元,同比增长30.49%:随着消费电子智能终端运行场景多元化,公司上流消费类外壳和基板市占率逐渐优化,2022年消费电子陶瓷外壳及基板成功支出20,029.13万元,同比增长64.67%。

公司颁布2023年三季度报告,2023 年前三季度,公司成功营业支出19.07亿元,同比+1.69%;归母净利润3.43亿元,同比-3.43%。

2023 年第三季度,公司成功营业支出6.45 亿元,同比+5.02%;归母净利润1.22亿元,同比-3.40%。

2023年终至Q3扣非净利润增长率大幅增长的要素系依照企业会计准绳:(1)2023年兼并口径扣非净利润蕴含2023年8-9月重组标的扣非净利润;(2)公司依据《企业会计准绳第20号—企业兼并》和《企业会计准绳第33号—兼并财务报表》,同一控制下企业兼并抵销了蕴含上市公司自身在内的4个单位的未成功外部开售的利润;(3)依据《地下发行证券的公司信息披露解释性通告第1号——十分常性损益》,同一控制下企业兼并发生的3个标的期初至兼并日的当期净损益启动了扣除。

公司精细陶瓷零部件是驳回先进陶瓷资料经精细加工后制备的半导体设备外围零部件,如氧化铝、氮化铝等。

这些零部件具有高强度、耐侵蚀、高精度等优秀性能,宽泛运行于刻蚀机、涂胶显影机、光刻机、离子注入机等半导体关键设备中。其中,陶瓷加热盘具有温度平均性好、控制精度高、尺寸精度高、耐侵蚀等好处,作为设备的关键零部件直接与晶圆接触,可成功晶圆外表温度高精度控制和极速升降温。

静电卡盘应用静电吸附原理夹持晶圆并坚持其平整度且不挫伤,是一种实用于真空环境或等离子体环境的超洁净晶圆承载体。这些陶瓷零部件关于半导体设备的反常运转和消费环节的顺利启动至关关键。

4.13.芯碁微装:国产直写光刻设备龙头,业务规划包括PCB、泛半导体与光伏域

贝尔实验室

芯碁微装成立于2015年,2021年4月成功在上海证券买卖所上市,是国际直写光刻设备龙头企业。公司以微纳直写光刻技术为外围,研发、制造、开售及提供相应的维保服务。

关键产品包括PCB直接成像设备及智能线系统、泛半导体直写光刻设备及智能线系统等,笼罩微米到纳米的多畛域光刻环节。

公司的PCB直接成像设备包括MAS、RTR、NEX、FAST、DILINE 等系列,PCB曝光设备也从低阶向高阶拓展,其中用于HDI/柔性板的MAS35T产能达480面/小时,性能大幅优化。芯碁微装的泛半导体直写光刻设备包括LDW、WLP、MLF、MLC、RTR、MAS、NEX等系列,产品运行在IC、MEMS、动物芯片、分罪恶率器件等制造、IC掩膜版制造、

先进封装、显示光刻等环节。在IC载板畛域,MAS6系列最小线宽达6μm;在新型显示畛域,公司实施以点带面战略,以NEX-W(白油)机型为重点,切入客户供应链,推进该畛域内的市场开售放量;在引线框架畛域,公司履行大客户战略,应用在WLP等半导体封装畛域内的产品开发及客户资源积攒,推进蚀刻工艺对传统冲压工艺的替代,从而拉动泛半导体畛域支出回升。

公司客户包括生益电子、胜宏科技、定颖电子、沪电股份、鹏鼎控股等头部厂商。

公司营收从2017年的0.22亿元增至2022年6.52亿元,年复合增速为197%;归母净利润从2017年的-685万元增至2022年1.37亿元;2023年前三季度成功营收5.24亿元,同比增长27.30%,归母净利润为1.18亿元,同比增长34.91%。

近年来业绩极速增长关键系公司支出基数较小,PCB直接成像设备销量极速增长,2022年公司PCB系列设备和泛半导体系列设备销量区分为174/26台,同比增长20.83%、52.94%,成功营收区分为5.27/0.96亿元,毛利率区分为37.9%与65.08%。

公司自2018年起毛利率一直坚持在40%以上,净利率基本坚持在20%以上,费用管控才干良好,规模效应下公司时期费用率也在逐年降低。

2016年4月,芯碁微装开发了半导体直写光刻设备MLL-C900产品,成功成功了直写光刻技术的产业化运行,并在随后几年逐渐开发了运行于IC掩膜版制版的LDW-X6产品、国产运行于OLED显示面板的直写光刻智能线系统LDW-D1产品以及晶元级封装WLP产品,成功与维信诺、佛智芯、沃格光电、矽迈微电子等业内出名企业达成协作,成功了泛半导体畛域的国产替代。

2022年9月公司就已交付WLP2000晶圆级封装直写光刻机,WLP2000驳回最先进的数字光刻技术,无需掩模板,可直接将幅员信息转移到涂有光刻胶的衬底上,关键运行于8inch/12inch集成电路先进封装畛域,包括Flip Chip、Fan-In WLP、Fan-Out WLP和2.5D/3D等先进封装方式,WLP2000是其在晶圆级封装畛域自主研发的具有智能再布线(RDL)配置的光刻设备,各项性能目的已达国际先进水平。

05 危险揭示

光刻机技术要求高,研发和制造环节中须要处置许多技术难题,如光学系统设计、精细机械制造、控制系统开发等。技术无余或者造成设备性能不稳固、制造精度高等疑问,影响芯片制造的品质和效率。

光刻机研发和制造须要少量资金投入,包括研发费用、制形老本、设备装置调试费用等。资金无余或者造成名目终止、资金链断裂等疑问,影响企业的运营和开展。

光刻机市场遭到半导体市场的影响,市场需求和竞争状况不时变化。市场变化或者造成设备开售不畅、多少钱动摇等疑问,影响企业的盈利才干和市场位置。

光刻机制造须要少量的原资料和零部件,如光学元件、机械部件、电子元件等。供应链出现疑问,如供应商破产、物流终止等,或者造成企业无法反常消费或按时交付设备。

光刻机行业遭到政府政策的影响,如税收政策、产业政策、科技政策等。政策变化或者造成企业面临不利影响,如税收参与、产业限度等。

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