尼康光刻机卷土重来，ASML的金饭碗不稳了

抖音快讯 2025年07月24日 00:14 1 admin

一家隐遁多年的昔日光刻机巨头，正用颠覆性技术撕开ASML垄断光刻机的铁幕。

尼康光刻机双线突围

当ASML沉浸于EUV光刻机的绝对垄断时，尼康的工程师正在东京实验室调试一台没有掩模的光刻设备，这台机器或将改变半导体行业的力量平衡。

2025年7月，日本东京，尼康宣布推出其首款面向半导体后道工艺的光刻系统DSP-100，支持最大600mm×600mm的大型基板，采用无掩模技术，每小时可处理50片基板。

这一创新设备瞄准了先进封装领域，避开了ASML牢牢掌控的前道光刻机市场。

更早之前，尼康已悄然布局另一条战线：2025年初宣布将在2028财年推出与ASML浸没式ArF光刻生态兼容的新型光刻机。这家曾因技术路线选择失误而失去光刻机王座的公司，正从成熟制程和先进封装两个维度发起战略反攻。

后摩尔定律战场

封装技术成新赛点

芯片制造业的战场正在转移。当晶体管微缩逐渐逼近物理极限，半导体巨头们纷纷将目光转向了封装技术这片新战场。生成式AI催生出千亿参数大模型，数据中心里的芯片封装成本已占芯片总成本的三成。

传统300毫米晶圆的生产模式在AI时代显得捉襟见肘。台积电、英特尔和三星紧急推进面板级封装（PLP）技术，将基板尺寸提升到510×515毫米，但这仅仅是开始。

封装技术已成为半导体行业的新赛点。2024年全球半导体设备销售额达1090亿美元，其中光刻机占比24%，位居第一大品类。在这个规模超260亿美元的市场中，ASML以61.2%的绝对份额称王，尼康仅占6%的销售额份额。

然而在先进封装领域，游戏规则正在被尼康重新书写。

后道工艺突破

重塑先进封装游戏规则

半导体制造领域，光刻技术分为前道和后道两大阵营。前道光刻追求极致精度，用于芯片制造；后道光刻则专注于封装环节的微细线路整合。当ASML在前道市场构筑垄断壁垒时，尼康选择在后道工艺开辟新战场。

DSP-100光刻机代表了尼康的技术融合战略。这款设备结合了半导体光刻机的高分辨率技术与平板显示曝光设备的多镜组技术，实现了1.0μm L/S的高分辨率和≤±0.3μm的重合精度。

无掩模技术是颠覆传统的核心创新。传统光刻机依赖印有电路图案的光掩膜，而DSP-100通过空间光调制器（SLM）将电路图案直接投射至基板。这一突破消除了光掩膜尺寸的限制，使设备能够灵活应对大型先进封装需求，同时显著降低开发成本并缩短交付周期。

生产效率的飞跃同样令人瞩目。以100mm见方的大型封装为例，DSP-100处理600×600mm方形基板的生产效率是传统300mm晶圆的9倍。尼康工程师还解决了先进封装中常见的基板翘曲和形变问题，通过高精度补正技术保障了产品质量。

这款设备的诞生恰逢其时。随着生成式AI爆发，对高性能芯片的需求激增，芯粒（Chiplet）技术和面板级封装（FOPLP）正在推动半导体封装技术革新。尼康DSP-100正是瞄准了这一快速增长的市场空白。

巨板革命，尼康的降维打击

尼康DSP-100系统的技术突破堪称一场“巨板革命”。这块600×600毫米的超大基板在半导体封装领域前所未见。尼康工程师将平板显示器部门的“多镜头阵列”专利巧妙移植到半导体光刻领域。

16组镜头同步雕刻，将误差压制在±0.3微米以内——如同用一支由16位画家同步工作的笔，在一枚邮票上精准刻出《清明上河图》。

尼康的革命性创新在于彻底摒弃了传统光掩模。DSP-100使用空间光调制器（SLM）作为数字画笔，i-line光源直接在基板上“打印”电路。这一变革将设计迭代周期从月级压缩到周级，ChatGPT训练新模型再无需苦等光罩厂排期。

效率数据令人震撼：510×515毫米基板每小时处理量达50片；当600毫米全尺寸基板火力全开时，产能比300mm晶圆高出9倍。尼康内部测算显示，单颗AI加速器封装成本可降低50%。

成熟制程市场

中国战略的精准卡位

尼康的双线战略中，中国市场成为成熟制程布局的关键棋子。

在美国对华实施先进光刻机出口管制的背景下，尼康做出了一个精明决策：向中国出口不受管制限制的成熟设备。

2024年，尼康投放了采用i-Line光源技术的新产品，这是该公司时隔24年再次推出采用成熟技术的光刻机。这些设备可用于制造要求耐久性的功率半导体等产品，价格比佳能同类产品便宜20%-30%。

尼康精机业务负责人滨谷正人明确表示：“正与日本经济产业省讨论，认为新款光刻机没有问题，将在中国市场积极销售。”这一表态凸显了尼康在中国市场的战略决心。

尼康的成熟制程光刻机定位精准。据2024年数据，ASML在全球IC光刻机市场占据88%的份额，在EUV领域更是实现完全垄断。而尼康仅占全球光刻机市场的7%，明显落后于ASML的62%和佳能的31%。

成熟制程成为中国半导体产业发展的现实选择。在美国出口管制下，中国无法获取EUV等先进光刻设备，但物联网、汽车电子等领域对成熟制程芯片的需求持续增长。尼康的i-Line光刻机正好填补了这一市场空缺。

尼康的财务数据也反映了这一战略的必要性，公司预计2023财年合并利润将同比减少22%，降至350亿日元，精机业务表现低迷。开拓中国市场成为尼康扭转业务颓势的关键举措。

生态兼容策略

浸没式市场的正面交锋

尼康的野心不止于后道工艺和成熟制程。在2025财年第三季度财报会议上，尼康透露正在开发一款与ASML主导的浸没式ArF（ArFi）光刻生态兼容的新型光刻机，预计2028财年推向市场。

这一策略直击客户痛点。尼康预见，随着DRAM内存和逻辑半导体技术向三维化发展，浸没式ArF光刻技术的需求将持续上升。新设备将兼容ASML的设备生态，便于用户从ASML平台转向尼康平台。

历史教训塑造了尼康的务实策略。在193nm干式光刻机时代，尼康和佳能曾占据领先地位。但在下一代光源的选择上，尼康错误地选择了开发154nm波长光源，而台积电提出的浸润式方案则采用了不同的技术路径。

这一决策失误导致尼康在光刻机领域的领先地位丧失。2004年，ASML与台积电合作推出了世界第一台浸润式光刻机ArFi，此后ASML在市场上独占鳌头。尼康被迫放弃154nm光源研究，转而开发浸润式光刻机，但已落后于ASML。

尼康在浸没式光刻领域已有技术积累。2024年，该公司推出了NSR-S636E浸润式ArF光刻机，这是尼康生产率最高的光刻机产品，生产效率提升了10-15％。但要在高端市场挑战ASML，尼康仍需突破。

ASML在高端市场的垄断地位依然稳固。2024年，ASML的EUV光刻机出货量为44台，价值量占其总销售额的38%；ArFi光刻机销量129台，销售额占比约44%。更令人生畏的是，ASML正在研发下一代Hyper NA EUV光刻机，其数值孔径将达到0.75，支持0.2nm以下的制程节点。

中国市场的战略支点

地缘政治中的商业智慧

尼康的双线战略中，中国市场扮演着多重角色。它既是成熟制程设备的出口目的地，也是全球半导体产业链重构的关键变量。

美国对华实施出口管制后，EUV等先进光刻机、材料被禁止对华出口。这导致2024年第四季度，美国取代中国大陆成为ASML的最大客户，占比28%，而中国大陆市场占比降至27%。

这一市场变化为尼康创造了战略机遇。尼康积极与日本经济产业省沟通，确保其成熟制程设备可以合法出口中国。与此同时，中国本土半导体设备企业也在快速成长，上海微电子等公司正致力于高端光刻设备的研发。

尼康的成熟制程设备正好满足了中国半导体产业的发展需求。随着中芯国际、华虹半导体、长江存储等本土晶圆厂扩产，中国市场对成熟制程设备的需求持续增长。尼康的i-Line光刻机以比佳能便宜20%-30%的价格优势，成为极具竞争力的选择。

中国在半导体材料领域的进步也为尼康创造了协同机会。国内电子特气企业金宏气体、华特气体、南大光电等纷纷取得突破，产品已进入台积电、美光、中芯国际等国际头部晶圆厂供应链。这些材料企业的发展将降低尼康设备在中国市场的运营成本。

尼康的DSP-100后端光刻机同样瞄准了中国市场。随着中国芯片设计公司大力发展AI芯片，对先进封装的需求激增。尼康的大尺寸基板处理能力和高生产效率，正好契合中国半导体产业在先进封装领域的发展需求。

技术路线之争

纳米压印与光刻的未来

在光刻技术发展的重要转折点，纳米压印技术（NIL）正成为新的竞争焦点。这种无需EUV即可制造5纳米芯片的技术，具有低成本和高能效的优势，可能改变光刻技术格局。

佳能已率先行动，其纳米压印光刻系统可用于生产5nm芯片。尼康也宣布正在研发后端工艺用光刻机，结合了高分辨率技术和多透镜组技术，无需掩膜，使用SLM生成电路图案。

中国科研机构也在探索颠覆性技术路径。中国科学院成功研发固态DUV（深紫外）激光技术，可支持3nm半导体工艺，技术路径与ASML、尼康、佳能的氟化氙准分子激光技术不同。华为联合国内产业链自主研发的EUV光刻机已进入试生产阶段，采用哈工大放电等离子体极紫外光源技术。

这些技术探索可能重塑全球光刻机竞争格局。尼康的DSP-100后端光刻机代表了另一种创新方向——不追求最尖端制程，而是通过提升生产效率和降低成本来赢得市场。

尼康的技术路线选择反映了其对半导体产业发展的深刻洞察。随着摩尔定律逼近物理极限，先进封装和芯粒技术成为提升芯片性能的重要路径。尼康DSP-100支持的大尺寸面板级封装，正是这一趋势的体现。

三强争霸

ASML的护城河受考验

面对尼康的突袭，光刻机三强争霸战火重燃。就在尼康发布DSP-100前两周，ASML于7月初紧急推出了自己的面板级封装方案；应用材料则押注混合键合技术。但尼康的物理尺寸压制堪称降维打击——600毫米基板能容纳的计算芯粒和HBM4存储堆栈数量碾压所有对手。

当然，ASML的护城河依然深厚。在价值264亿美元的光刻机市场，这家荷兰巨头掌握着全球唯一的EUV光刻技术，7纳米以下工艺由其独家垄断，其NXE：3800E EUV光刻机单台售价已超1.9亿欧元，构筑了难以逾越的技术壁垒。

不过尼康的侧翼进攻已显现成效，随着美国、日本、荷兰联合实施出口管制，中国等关键市场正在加速国产替代。2024年中国贡献了ASML 90亿欧元收入的41%，但2025年一季度占比骤降至27%。

中国变量，国产替代的加速器

中国市场的变动为光刻机格局增添了新变量。中国已启动国家集成电路产业投资基金第三期，投入3440亿元人民币重点扶持光刻机产业链。上海微电子负责整机集成，长春光机所攻关物镜，北京科益虹源研发激光光源，华卓精科突破双工件台技术。

“本地光刻工具仍是空白点，中国远未实现自给自足，”一位供应链高管坦言，“多数中国生产线仍使用ASML或尼康的老款设备”。但变化正在发生——中国90纳米光刻机已量产，28纳米浸没式技术正在攻关。

总的来说，光刻机的权力游戏从未停歇。ASML的危机并非源于技术落后，而是垄断生态下的创新惰性与地缘枷锁。尼康的卷土重来，恰似当年ASML以“开放式创新”逆袭的复刻——历史总在证明：金饭碗最脆弱的裂缝，往往来自轻视对手的傲慢。

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