1. 引言
光刻機（Lithography Machine）是半導體制造的核心設備，其技術水平和市場供應能力直接影響全球芯片產業的發展。隨著人工智能（AI）、5G、高性能計算（HPC）和自動駕駛等技術的興起，對先進制程芯片的需求激增，光刻機的重要性愈發凸顯。目前，全球光刻機市場由荷蘭ASML（阿斯麥）主導，日本尼康（Nikon）和佳能（Canon）占據部分市場，而中國、韓國等國家正加速自主研發，以降低對進口設備的依賴。
本報告將從技術發展、市場格局、地緣政治影響、國產化進展及未來趨勢五個方面，深入分析光刻機產業的現狀與未來。

2. 光刻機技術發展現狀
2.1 主流光刻技術分類
光刻機按照光源波長和工藝節點可分為以下幾類：
(1) DUV（深紫外光刻）
? ArF 浸沒式（193nm）
? 目前7nm~28nm成熟工藝的主流技術，ASML的TWINSCAN NXT系列占據主要市場。
? 采用“浸沒式”技術（鏡頭與光刻膠之間填充水介質），提升分辨率。
? 主要型號：ASML NXT:2000i（可用于5nm多重曝光）、NXT:2050i（更高產能）。
? KrF（248nm）
? 主要用于90nm~180nm成熟制程，尼康和佳能仍有一定市場份額。
? 適用于CIS（圖像傳感器）、功率半導體、存儲芯片（如NAND Flash）。
(2) EUV（極紫外光刻，13.5nm）
? 目前僅ASML能商業化生產，用于5nm及以下先進制程（如臺積電、三星、英特爾）。
? 2023年ASML推出新一代High-NA EUV（0.55 NA），進一步提升分辨率和產能。
? 主要型號：NXE:3600D（2022年量產，每小時160片晶圓）、NXE:3800E（2024年推出，更高效率）。
(3) 其他光刻技術
? i-line（365nm）：用于微米級芯片，如MEMS、模擬芯片。
? 電子束光刻（EBL）：主要用于科研和掩模版制造，速度慢，無法量產。
? 納米壓印（NIL）：佳能推動的替代技術，成本較低，但量產能力尚未驗證。
2.2 下一代光刻技術探索
(1) High-NA EUV（高數值孔徑EUV）
? ASML的EXE:5200預計2025年量產，面向2nm及以下工藝。
? 采用更高NA（0.55）鏡頭，分辨率提升70%，但成本更高（單臺超3億歐元）。
(2) 超紫外光刻（Beyond EUV）
? 研究波長更短（如6.7nm）的光源，但技術難度極大，尚在實驗室階段。
(3) 自組裝光刻（DSA） & 直接自組裝（DSA）
? 利用分子自組裝技術降低成本，但仍面臨材料科學挑戰。

3. 全球光刻機市場格局
3.1 主要廠商及市場份額（2023）
廠商
技術優勢
市場份額
主要客戶
ASML（荷蘭）
EUV壟斷，DUV領先
~90%（EUV 100%）
臺積電、三星、英特爾
Nikon（日本）
DUV（ArF、KrF）
~6%
索尼、鎧俠、部分中國廠商
Canon（日本）
低端DUV、納米壓印
~4%
成熟制程、存儲芯片廠商
? ASML幾乎壟斷EUV市場，2023年EUV出貨量約50臺，單價超1.5億歐元。
? 尼康和佳能主要在成熟制程競爭，但ASML仍占據大部分DUV市場。
3.2 市場需求分析
(1) 先進制程需求（EUV）
? 臺積電：2024年量產2nm，預計采購超20臺High-NA EUV。
? 三星：加速追趕臺積電，計劃2025年量產2nm GAA工藝。
? 英特爾：IDM 2.0戰略下，加大EUV采購以重奪制程領先地位。
(2) 成熟制程需求（DUV）
? 中國半導體擴產：中芯國際、華虹等加大28nm~90nm產能，推動DUV需求。
? 存儲芯片市場復蘇：2024年DRAM/NAND需求增長，鎧俠、美光增加KrF光刻機采購。

4. 地緣政治對光刻機市場的影響
4.1 美國出口管制
? 2023年荷蘭政府跟進美國政策，限制ASML對中國出口部分高端DUV（如NXT:2000i）。
? 但成熟制程設備（如NXT:1980Di）仍可供應，中國廠商通過多重曝光（SAQP）實現7nm。
4.2 中國國產化應對策略
? 上海微電子（SMEE）：已推出28nm DUV光刻機（SSA800），正在攻關更先進技術。
? 華為/中芯國際：通過SAQP（自對準四重曝光）在DUV上實現7nm，但良率、成本仍不如EUV。

5. 中國光刻機發展現狀與挑戰
5.1 國產化進展
? 上海微電子（SMEE）：
? 2023年交付首臺28nm DUV光刻機，但仍落后ASML 5~10年。
? 正在研發更高精度光刻機，目標14nm工藝。
? 中科院/清華大學：
? 研究EUV光源（LPP激光等離子體）、物鏡系統，但尚未商業化。
5.2 關鍵瓶頸
? 光學鏡頭：ASML依賴德國蔡司，中國尚無同等水平供應商。
? 激光光源：美國Cymer壟斷EUV光源，中國需自主突破。
? 精密控制系統：運動平臺、對準系統仍依賴進口。

6. 未來市場趨勢（2024-2030）
6.1 技術趨勢
? High-NA EUV將成為2nm以下制程標配（ASML EXE:5200）。
? 納米壓印（NIL）可能成為低成本替代方案，但短期內難以替代EUV。
6.2 市場格局預測
? ASML繼續主導高端市場，EUV收入占比將超60%。
? 中國成熟制程國產化加速，但EUV突破仍需5~10年。

7. 結論
光刻機市場仍由ASML壟斷，EUV是先進制程的關鍵，而中國等國家正努力突破技術封鎖。未來5年，全球半導體行業仍將依賴ASML的高端光刻機，但地緣政治和國產化替代可能重塑市場格局。