光刻机行业报告（127页）

光刻工艺是芯片生产流程中最复杂、最关键的步骤，而光刻机是光 刻工艺的核心设备，其重要性源于三个方面：第一，光刻机价值量 位列IC制造设备的榜首；第二，光刻机凝聚众多顶尖技术，壁垒极 高；第三，光刻机定义集成电路尺寸，推动摩尔定律前进。 从成本上看，在整个集成电路的制造过程中，往往需要进行20~30 次光刻工序，所以光刻一般会耗费总成本的30%，耗费时间约占整 个硅片工艺的40%-60%。而光刻机在所有IC制造设备中同样位居价 值量榜首，据Utmel Electronic数据显示，光刻机投资额占全部IC 制造设备的25%。 从技术上看，光刻机是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备 ，是现代工业的集大成者。光刻机集合了数学、光学、流体力学、 高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、 软件、图像识别领域等多项顶尖技术，其制造和研发需要高度的技 术积累和持续的投入。光刻机具备极高的技术含量和单台价值量。光刻技术实质上是IC芯片制造的图形转移技术，该图像转移的过程包括把设计图纸上的图形转移到掩膜基板上，再把掩膜版上的图形转移 到晶圆表面光刻胶上，最后再把晶圆表面光刻胶图形转移到晶片上，整个图形转移过程涉及到的光刻机类别众多。 根据工作原理进行分类，按照光刻时是否使用掩膜，将光刻机分为掩膜光刻以及无掩膜光刻。其中，掩膜光刻包含接触式光刻机、接近式 光刻机和投影式光刻机；无掩膜光刻包含激光直写光刻机、纳米压印光刻机等，具体分类如下图所示。光刻机经历五代发展。随着光源、曝光方式不断改 进，光刻机经历了5代产品发 展，每次改进和创新都显著 提升了光刻机所能实现的最 小工艺节点。按照使用光源 依次从g-line、i-line发展到 KrF、ArF和EUV；按照工作 原理依次从接触接近式光刻 机发展到浸没步进式投影光 刻机和极紫外式光刻机。