一、光刻机行业定义及应用领域
光刻机应用广泛，包括IC前道光刻机、用于封装的后道光刻机以及用于于LED领域及面板领域的光刻机等等。封装光刻机对于光刻的精度要求低于前道光刻要求，面板光刻机与IC前道光刻机工艺相比技术精度也更低，一般为微米级。
IC前道光刻机技术最为复杂，光刻工艺是IC制造的核心环节，利用光刻技术可以将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上。光刻机是一种投影曝光系统，包括光源、光学镜片、对准系统等。在制造过程中，通过投射光束，穿过掩膜板和光学镜片照射涂敷在基底上的光敏性光刻胶，经过显影后可以将电路图最终转移到硅晶圆上。
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光刻机分为无掩模光刻机和有掩模光刻机。无掩模光刻机可分为电子束直写光刻机、离子束直写光刻机、激光直写光刻机。电子束直写光刻机可以用于高分辨率掩模版以及集成电路原型验证芯片等的制造，激光直写光刻机一般是用于小批量特定芯片的制造。有掩模光刻机分为接触/接近式光刻机和投影式光刻机。接触式光刻和接近式光刻机出现的时期较早，投影光刻机技术更加先进，图形比例不需要为1:1，减低了掩膜板制作成本，目前在先进制程中广泛使用。随着曝光光源的改进，光刻机工艺技术节点不断缩小。
二、光刻机的原理及优势分析
光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤 ，耗时长、成本高。半导体芯片生产的难点和关键点在于将电路图从掩模上转移至硅片上，这一过程通过光刻来实现，光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生产中需要进行 20-30 次的光刻，耗时占到 IC 生产环节的 50%左右，占芯片生产成本的 1/3。
光刻 的 原理是在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶，再用光线（一般是紫外光、深紫外光、极紫外光）透过掩模照射在硅片表面，被光线照射到的光刻胶会发生反应。此后用特定溶剂洗去被照射/未被照射的光刻胶，就实现了电路图从掩模到硅片的转移。
光刻完成后对没有光刻胶保护的硅片部分进行刻蚀，最后洗去剩余光刻胶，就实现了半导体器件在硅片表面的构建过程。光刻机的最小分辨率、生产效率、良率均在不断发展。光刻机的最小分辨率由公示 R=kλ/NA，其中 R 代表可分辨的最小尺寸，对于光刻技术来说，R 越小越好；k 是工艺常数；λ 是光刻机所用光源的波长；NA 代表物镜数值孔径，与光传播介质的折射率相关，折射率越大，NA 越大。光刻机制程工艺水平的发展均遵循以上公式。此外，光刻机的内部构造和工作模式也在发展，不断提升芯片的生产效率和良率。
根据所使用的光源的改进，光刻机经历了 5 代产品的发展，每次光源的改进都显著提升了光刻机所能实现的最小工艺节点。此外双工作台、沉浸式光刻等新型光刻技术的创新与发展也在不断提升光刻机的工艺制程水平，以及生产的效率和良率。
光刻机的发展历程
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相关报告：华经产业研究院发布的《2019-2025年中国光刻机行业发展趋势预测及投资战略咨询报告》
三、光刻机供给情况分析
2017年全球光刻机总出货294台，ASML出货198台，占有68%的市场份额。EUV光刻机方面，ASML占有率100%。在ArFi机台方面，全球销售82台，ASML以76台，占有率超过92%。ArF机台方面，全球销售22台，ASML占比64%。也就是说，在高端光刻机方面，ASML占有88%的市场。
2018年全球光刻机出货逾600台，较2017年的460台增幅达30%。2018年ASML、Nikon、Canon三巨头半导体用光刻机出货374台，较2017年的294台增加80台，增长27.21%。
2017年全球光刻机销售情况（台）
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目前全球半导体前道用光刻机的生产厂商有4家，分别是ASML、Nikon、Canon和上海微电子（SMEE），其中尤其以ASML为佳，一家独占7成的市场。国内光刻机处于技术领先的是上海微电子，其最先进的ArF光源光刻机节点为90nm，中国企业技术整体较为落后，在先进制程方面与国外厂商仍有较大差距。
四、光刻机行业需求前景展望
从光刻机结构来看，它由光源、光学镜片和对准系统等部件组成，其工艺中十分关键的两个元素是光刻胶和掩膜版。而光刻处理后的晶圆片再经刻蚀和沉积等过程制成芯片成品，用于电脑、手机等各种设备之中。下游旺盛的终端市场需求决定了光刻设备必然也面临巨大的需求。
半导体产线升级为光刻设备带来更大需求
晶圆尺寸变大和制程缩小将使产线所需的设备数量加大，性能要求变高。 12寸晶圆产线中所需的光刻机数量相较于8寸晶圆产线将进一步上升，先进制程的发展将进一步提升对于光刻机性能的要求。随着产业转移和建厂潮的推动和边际需求改善，光刻设备市场将不断增长。
