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勇攀全球第一,光刻机小龙头,深不可测!

游戏天地 2025年08月21日 07:16 1 admin

光刻机重大突破:纳米压印设备打破国外垄断

光刻机,作为半导体制造的关键设备,更是被誉为“半导体工业皇冠上的明珠”,其技术难度之高、战略意义之大不言而喻。长期以来,国外厂商凭借在光刻机领域的技术积累和先发优势,占据了市场的主导地位,对我国半导体产业的发展形成了一定的制约。

然而,在2024年8月,我国半导体产业迎来了一则振奋人心的消息:由璞璘科技自主研发第一台纳米压印设备顺利通过验收并成功交付使用。这一里程碑式的事件,标志着我国在光刻机相关领域取得了重大突破,成功打破了国外厂商长期以来的技术垄断,为我国半导体产业的自主可控发展奠定了坚实基础。

这台纳米压印设备的厉害之处,不仅仅在于其实现了国产化的突破,更体现在其卓越的性能和显著的成本优势上。从关键指标来看,该设备展现出了超越国际巨头的实力。它能够支持线宽小于10nm的纳米压印光刻工艺,而光刻机领域的龙头企业佳能,其同类产品仅支持14nm线宽

线宽是衡量光刻机性能的重要指标之一,更小的线宽意味着能够在芯片上集成更多的晶体管,从而提升芯片的性能和功耗比。璞璘科技的纳米压印设备在这一点上的突破,使得我国在高端芯片制造领域有了更强的竞争力。

除了性能上的优势,成本的大幅缩减也是这台设备的一大亮点。与传统光刻技术相比,纳米压印技术具有显著的经济效益。它能够降低60%的设备投入成本,这对于半导体制造企业来说,无疑是一个巨大的吸引力。在半导体产业竞争日益激烈的今天,降低设备成本意味着企业能够在市场竞争中占据更有利的位置,提高产品的性价比。同时,纳米压印技术还能降低90%的耗电量,这不仅符合全球节能减排的发展趋势,也为企业节省了大量的运营成本。在当前能源价格不断上涨的背景下,这一优势显得尤为重要。


纳米压印的局限与传统光刻机的重要性

尽管纳米压印设备取得了重大突破,但我们也要清醒地认识到,传统光刻机在当前半导体产业中依然占据着举足轻重的地位,是重中之重。这主要是因为纳米压印光刻工艺虽然具有诸多优势,但在实际应用中仍存在一定的局限性。

就当前的技术水平而言,纳米压印光刻工艺非常契合存储芯片的生产

存储芯片对制程的要求相对较为单一,主要追求高存储密度低成本

纳米压印技术能够实现较小线宽,满足存储芯片对制程的需求,同时其成本优势也能在存储芯片大规模生产中得到充分体现。然而,在复杂的逻辑芯片(如CPU、GPU)生产领域,纳米压印光刻工艺却面临着效率瓶颈。

逻辑芯片是计算机系统的核心部件,其性能直接决定了计算机的运算速度和处理能力

与存储芯片不同,逻辑芯片对制程的要求更加复杂和严格,不仅需要实现更小的线宽,还需要保证芯片的稳定性和可靠性。

纳米压印光刻工艺在实现复杂图形多层结构的光刻时,存在一定的技术难题,导致生产效率低下,无法满足逻辑芯片大规模生产的需求。

以生产3nm甚至更高端的芯片为例,EUV极紫外光刻机仍旧是不可或缺的关键设备

EUV光刻机采用了极紫外光源,能够实现更小的线宽更高的分辨率,是制造高端逻辑芯片的核心装备。然而,目前我国在EUV光刻机领域的技术积累相对薄弱,与国外先进水平存在较大差距,这也是我国半导体产业亟待突破的瓶颈之一。

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我国光刻机发展的不足:技术复杂性与供应链短板

我国在光刻机领域取得了一定的突破,但与国外先进水平相比,仍存在一些不足之处。其中,光刻机本身的技术复杂性是一个重要方面。光刻机的研发生产涉及到光学、机械、电子、材料等多个学科领域的知识,是一个高度复杂的系统工程。

即使是光刻机领域的巨头企业ASML,从研发量产EUV光刻机也花费了数十年的时间,投入了大量的人力、物力和财力。

我国在光刻机技术研发方面起步较晚,基础相对薄弱,在关键技术领域的积累还不够深厚。例如,光源系统、投影物镜系统等核心部件的研发上,我国与国外先进水平仍存在一定差距。

光源系统是光刻机的能量来源,其性能直接影响到光刻分辨率对比度。目前,EUV光刻机采用的极紫外光源技术难度极高,我国在这方面的研发还处于起步阶段,需要加大投入和研发力度。

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投影物镜系统则是光刻机的“眼睛”,其精度性能决定了光刻图形的质量。我国在投影物镜系统的设计和制造方面,还需要进一步提高技术水平,缩小与国外先进水平的差距。

除了技术复杂性,供应链短板也是我国光刻机产业发展面临的一大问题。光刻机主要由照明系统、投影物镜系统、硅片传输系统、工作台系统等多个系统构成,包含的零部件数量可达10万个之多。这些零部件的质量和性能直接影响到光刻机的整体性能和稳定性。其中,光学系统(照明系统和投影物镜系统)的性能更是直接决定了光刻成像芯片制造,因此光学器件可以说是光刻机的核心。

以ASML为例,其在光学器件方面采用了德国蔡司公司生产的世界上最平滑反射镜这种反射镜能够实现极高的分辨率,为制造高端芯片提供了基础。而我国在光刻机关键零部件的生产和供应方面,与国外龙头企业还存在较大差距。一方面,国内零部件生产企业在技术水平、生产工艺和质量控制等方面还存在不足,难以满足光刻机对零部件的高精度、高性能要求;另一方面,我国光刻机产业链还不够完善,上下游企业之间的协同配套能力较弱,导致零部件的供应稳定性和及时性受到影响。


逐步突破:国内企业在光刻机关键零部件的进展

尽管我国在光刻机关键零部件上与国外龙头存在差距,但近年来,国内企业通过不断加大研发投入和技术创新,正在逐步突破技术瓶颈,取得了一系列重要进展。

例如,炬光科技在光场匀化器领域取得了显著成果

光场匀化器是光刻机光源系统中的重要部件,其作用是将光源发出的光线进行均匀化处理,提高光刻的均匀性和一致性。炬光科技自主研发的光场匀化器具有高均匀性、高稳定性等特点,已经成功应用在国产光刻机研发项目中,为我国光刻机光源系统的性能提升做出了重要贡献。

茂莱光学则在精密光学器件方面具有较强的技术实力。

精密光学器件是光刻机光学系统的关键组成部分,其质量直接影响到光刻图形的质量。茂莱光学通过不断的技术创新和工艺改进,生产出的精密光学器件具有高精度、高透过率等优点,能够满足国产光刻机对光学器件的严格要求,为国产光刻机的研发和生产提供了有力支持。

华卓精科在双工作台技术领域取得了重要突破。

双工作台是光刻机的核心部件之一,它能够实现硅片的快速交换和精确定位,提高光刻机的生产效率。 华卓精科自主研发的双工作台具有高精度、高速度等特点,已经供货给上海微电子,为国产光刻机的性能提升和产业化应用奠定了基础。

而晶方科技更是成为了光刻机巨头ASML的供应商,这在我国半导体产业发展历程中具有重要意义

2019年,晶方科技并购荷兰Anteryon公司,正式进入光学器件市场

Anteryon公司的前身是飞利浦的光学电子事业部,在光学器件领域积累了丰富的技术和经验,拥有完整的晶圆级光学微型器件核心制造能力。光学产品能用在半导体、汽车、机器人等众多领域,并且ASML是Anteryon最主要的客户之一。

通过收购Anteryon公司,晶方科技将这些优质资源全部收入囊中。在完成整合之后,晶方科技在光学器件领域的业务取得了快速发展。2022年,光学器件给公司带来2.4亿元的营收,到2024年已经增加到2.93亿。这一数据充分显示了晶方科技在光学器件领域的市场竞争力和发展潜力。

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晶方科技的特殊性:业绩表现与经营策略

晶方科技的特殊性不仅体现在其成为ASML的供应商上,还体现在其独特的业绩表现和经营策略上。

通过对比可以发现,在2025年一季度,其他的光刻机零部件公司,如富创精密、波长光电、炬光科技等,大多面临着业绩下滑或亏损的困境。而晶方科技却逆势而上,取得了优异的业绩。2025年一季度,公司实现营收2.91亿元,同比上升20.74%;实现净利润0.65亿元,同比大增32.73%根据业绩预告,2025年上半年晶方科技预计将实现净利润1.5亿元 - 1.75亿元,同比增速高达36.28% - 58.99%这样的业绩表现,在当前半导体市场波动较大的背景下,显得尤为突出。

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晶方科技之所以能够取得如此优异的业绩,与其“两条腿走路”的经营策略密不可分。

2024年,公司光学器件营收占比为25.91%,超过70%的收入来自于芯片封装测试业务。这种多元化的业务布局,使得公司能够在不同市场环境下保持稳定的收入来源,降低了单一业务带来的风险。

与长电科技等“全能型”的封测厂不同,晶方科技专注于智能传感器市场,封装产品以CIS芯片为主,下游面向汽车电子、安防监控、智能手机等领域

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CIS芯片,又叫CMOS图像传感器,是摄像头的核心元器件。随着智能手机、智能汽车、安防监控等领域的快速发展,CIS芯片的市场需求呈现出爆发式增长。晶方科技敏锐地捕捉到了这一市场机遇,专注于CIS芯片封测业务,成为了全球最大CIS芯片封测厂之一。

公司拥有完整的8英寸12英寸WLCSP量产封装产线,其中全球首个12英寸WLCSP封装量产线也是公司建成的。

WLCSP是晶圆级芯片尺寸封装的简称,也是CIS芯片主流封装形式,尤其在消费电子领域具有显著优势。晶方科技正是全球WLCSP技术的主要供应商引领者,凭借其先进的技术和大规模的生产能力,为全球CIS芯片大厂(除三星外)提供封装服务,包括索尼、豪威集团、格科微、思特威等。

更为关键的是,封测环节能占到CIS芯片成本20% - 25%

以2024年为例,

思特威的封装测试成本占比为22.32%

豪威集团的封装测试费用叠加彩色滤光片的成本占比大约23.39%

而对于成熟制程芯片传统封装来说,大规模量产下封装成本或许只能占到10%左右

长电科技等封装企业目前就仍以传统封装为主。基于此,晶方科技在CIS芯片封测领域具有较高的附加值,其盈利能力要远高于其他同行,多年稳居行业第一。例如2025年一季度,公司毛利率高达42.38%,而长电科技毛利率12.63%,通富微电毛利率13.2%,甚至晶方科技的净利率22.5%都已经比长电科技等的毛利率还要高。

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半导体市场回暖与晶方科技封装业务的上升通道

2024年以来,半导体市场迎来了回暖的态势。随着全球经济的逐步复苏和科技产业的快速发展,半导体产品的需求不断增加。同时,智能汽车销量继续保持高速增长,成为了半导体市场的新增长点。在这一背景下,晶方科技的封装业务也重回上升通道。

往后看,汽车市场仍将是晶方科技芯片封装业绩增量的主要来源。当前,手机等消费电子产品需求增速放缓,市场竞争日益激烈。虽然智能手机市场仍然庞大,但增长空间有限。而机器人等新兴领域虽然具有广阔的发展前景,但目前仍处于发展初期,大规模放量还需要一定的时间。相比之下,智能汽车市场则呈现出蓬勃发展的态势。

CIS芯片在汽车领域可分为周边环境、舱内应用、外部使用和ADAS这4类。随着汽车智能化的普及和智能驾驶等级的提升,汽车搭载摄像头的数量有望逐渐提升。2020 - 2024年我国乘用车摄像头平均搭载量从1.9颗上升到4颗,到2025年预计将增加到5颗

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高阶智驾方案通常需要配备更多摄像头来提高车辆的感知能力,像L2 + 级别的整车大多搭载10颗摄像头,同时对像素和可靠性的要求也更高。

晶方科技给众多全球头部CIS企业做芯片封装,有望充分分享到这波智能汽车市场带来的行业红利。随着智能汽车市场的不断扩大,对CIS芯片的需求将持续增加,晶方科技作为全球领先的CIS芯片封测企业,将凭借其先进的技术、大规模的生产能力和优质的客户资源,进一步提升市场份额,实现业绩的持续增长。

我国在光刻机领域取得了重大突破,纳米压印设备的交付使用为我国半导体产业的发展注入了新的动力。尽管我国在光刻机技术和产业发展方面仍存在一些不足之处,但国内企业通过不断的技术创新和产业升级,正在逐步突破技术瓶颈,缩小与国外先进水平的差距。晶方科技作为我国半导体产业中的佼佼者,凭借其独特的经营策略、多元化的业务布局和卓越的技术实力,在光学器件和芯片封测领域取得了显著成绩。未来,随着半导体市场的持续回暖和智能汽车市场的快速发展,晶方科技有望迎来更加广阔的发展空间,为我国半导体产业的发展做出更大贡献。同时,我们也期待我国在光刻机领域能够取得更多的突破,实现半导体产业的自主可控和高质量发展。

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