电子行业：光刻机光学，国产之路道阻且长，“中国蔡司”未来可期 世界信息

行业观点光刻机是半导体设备中最昂贵、最关键、国产化率最低的环节,全球光刻机市场被荷兰ASML、日本佳能、尼康三大巨头垄断。光学系统是光刻机的核心,光刻机制程越小,对光学系统的精度要求越高,目前仅有少数公司(德国蔡司、日本佳能、尼康)具备光刻机超精密光学系统供应能力。

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伴随荷兰、日本、美国加大半导体设备出口限制,光刻机、光刻机光学零部件国产替代意义重大。我们估算中国光刻机光学部件市场达5亿美元,尽管目前蔡司在收入规模、研发投入、技术水平遥遥领先,但是中国光刻机设备崛起一定需要中国的“蔡司“。

光刻机:千亿市场ASML、佳能、尼康三分天下,国内厂商任重道远:2022年全球前三大光刻机厂商出货量达到551台,同增15％;市场规模达196亿美元,同增26％。从销售金额来看,ASML、佳能、尼康市占率为82％、10％、8％。四种主流i-line、KrF、ArF、EUV光刻机中,EUV光刻机技术最先进、可用于10nm以下的先进制程,ASML在EUV光刻机市场为绝对垄断。

我们预计2022年中国光刻机市场规模达27亿美元,伴随荷兰、日本、美国加大半导体设备出口限制,光刻机国产化意义重大。国产光刻机的主要企业为上海微电子,其自主研发的600系列光刻机突破了外国光刻机卡脖子,可批量生产90nm工艺的芯片。早于“十二五期间“国家启动02专项,重点进行45-22nm关键制造装备攻关等项目。

光刻机光学:全球市场达35亿美元,蔡司收入规模、研发投入、技术水平遥遥领先:光刻机光学系统的作用是通过光学透镜将芯片图案缩小并映射到硅片上,是整个光刻机的核心,光刻机光学部件的精度和性能决定了芯片的制造精度、性能、成本、效率。

蔡司为ASML的光学部件独家供应商,蔡司的光刻机光学部件约占ASML产品成本的26％。2022年蔡司半导体收入为28亿欧元,我们估算全球光刻机光学部件市场规模为35亿美元,中国光刻机光学部件市场规模为5亿美元。

蔡司自1846年创立,2022年蔡司收入、净利达88、12亿欧元,2015-2022年CAFR达10％、28％,毛利率超55％。2022年四大部门半导体、工业、医疗、消费光学收入占比为31％、24％、26％、18％。2022年蔡司研发费用达11.5亿欧元、研发费率达13％;2020年蔡司半导体制造业务研发投入达3.3亿欧元,研发费率达18％。

半导体物镜系统难度极高,设计、材料、工艺、组装缺一不可,EUV离轴反射系统中的反射镜需要原子级平整度要求。

国产的物镜系统已实现了工艺上的突破,如茂莱光学生产的超精密物镜系统用光学器件已实现搭载在i-line光刻机上,但其工艺相比蔡司供给ASML的EUV光学物镜系统在面型精度、表面光洁度指标等方便仍有较大差距(面型精度方面,蔡司PV<0.25nm,茂莱PV<30nm),超精密光学部件国产化任重道远。

投资建议建议积极关注茂莱光学、福晶科技、腾景科技、炬光科技、苏大维格等。

风险提示国产光刻机研发不达预期;光刻机光学部件研发不达预期;国际贸易摩擦加剧;汇率超预期变动。