中国12吋晶圆项目光刻机采购统计与光刻材料市场

光刻是晶圆制造的核心工艺。半导体用光刻机、光刻胶、光掩膜等的市场分别被国外龙头企业如ASML、Canon、信越化学、JSR、住友化学、Fujifilm等企业所主导。目前中国半导体光刻产业链基础薄弱，市场潜力巨大，发展空间广阔。

——光刻机，半导体制造的核心设备

光刻是集成电路制造的最关键、最复杂、耗时占比最大的核心工艺，约占晶圆制造总耗时的40%-50%。公开数据显示，2019年光刻设备占半导体晶圆处理设备市场的23%左右。

近十几年来，ASML处于全球半导体前道光刻机绝对龙头地位，市场份额常年在60%以上，市场地位极其稳固。而在高端机型方面（ArF、ArFi、EUV），如今ASML更是占据接近90%的市场，在最先进EUV光刻机这块，更是ASML独一家！相比之下，日本双巨头——尼康和佳能逐渐式微，2019年尼康市场份额仅为7%，佳能更是放弃了高端光刻机市场。

近年来，中国芯片制造行业飞速发展，多个12英寸生产线建成或扩产，带来巨大的光刻机采购需求，亚化咨询整理了近几年国内部分12吋晶圆产线的光刻机采购情况。

——光刻胶，半导体制造的核心材料

光刻胶是半导体制造的核心工艺材料之一。全球能够生产光刻胶的企业比较少，主要由美国Shipley（已被陶氏收购）、Futurrex；德国Microresist Technology、Allresist；日本东京应化、JSR、信越化学、住友化学；瑞士GES；韩国东进化学、东友精细化学；台湾长春集团、亚洲化学等，这些企业占据全球超过95%的市场份额。

来源：野村国际

目前半导体先进制造工艺使用做多的还是ArF光刻胶和KrF光刻胶。JSR是ArF光刻胶市场龙头，其ArF光刻胶市占率约为24%；东京应化（TOK）是全球KrF光刻胶市场龙头，其KrF光刻胶市占率约为27%。

亚化咨询预计，2020年全球半导体光刻胶市场规模预计超过21亿美元，光刻过程中用到的材料（光刻胶、光刻胶辅材、光罩）约为晶圆制造材料市场的26%。

目前，国内90-14nm半导体制程的高端半导体芯片制造所用的ArF光刻胶100%需要进口，其中超过90%为日本制造，ArF高端光刻胶产品在国内一直是空白。到目前为止，欧美及日本等国家仍对中国禁止输入ArF光刻胶技术。

而在下游行业3D NAND的光刻技术发展中，KrF光刻技术占主要地位，但目前该种类的光刻胶多为日韩、欧美等国家提供，代表现阶段及未来5年内处于主流地位的3D NAND制造用的厚膜光刻胶仍难觅国内光刻胶供应商踪影。因此，中国想要掌握ArF和KrF厚膜等高端光刻胶技术，国产化替代势在必行。

——光掩膜，芯片制造中不可忽视的硬件成本

光罩，也称光掩膜版，是用于半导体光刻过程中的母版。芯片的制造需要经过反复的光刻与刻蚀过程，其中用到的光罩也不止一张，14nm工艺制程大约需要60张光罩，而到了7nm工艺制程至少需要80张光罩。

光罩的费用及其昂贵，主要是因为光罩制造过程中所用到的Mask Writer（光罩写入机）的价格非常之高。Mask Writer是将已经设计好的电路图案呈现到光罩上。一台Mask Writer的价格一般需要上千万美金，5-7nm的Mask Writer价格甚至接近一亿美金！全球可以工艺Mask Writer的供应商不多，日本厂商Nuflare几乎处于垄断地位。

采用不同的制程工艺，其需要的光罩成本也不相同，例如40/28nm制程工艺现如今已是非常成熟，其对应的光罩成本也比较低。

芯片硬件成本=（光罩成本+晶圆数量×单位晶圆成本+测试成本+封装成本）/最终成品率

可以看出，在流片或芯片线产能不高时由于晶圆数量较少，流片成本主要在于光罩成本。当产量足够大，极高的光罩成本就能被巨大的晶圆数量所分摊，芯片的成本就可以大幅降低。

台积电、英特尔、三星所用的光罩绝大部分都是由自己专业的工厂生产，其他的半导体光罩市场主要被美国Photronics、日本DNP以及日本Toppan三家所垄断。亚化咨询预计，2020全球半导体光罩市场约为41亿美元。

——光刻气，国产化先行者

光刻气是用来产生光刻机光源的电子气体。光刻气大多为稀有气体，或稀有气体和氟气的混合物，常见的DUV光刻气包含Ar/F/Ne混合气、Ar/Ne混合气、Kr/F/Ne混合气、Kr/Ne混合气等。

由于台积电、三星等厂商逐渐将部分产能转向EUV部分，预计未来全球DUV光刻气市场的增量大部分在中国大陆。目前林德旗下NOVAGAS是全球最大的DUV光刻气供应商。

根据中国电子材料协会数据显示2015年，中国半导体DUV光刻气需求约为7000立方，完全依赖进口，主要供应商为林德集团、液化空气集团、普莱克斯集团等。2016年起，华特光刻气产品进入市场，2017年华特Ar/F/Ne混合气、Kr/Ne混合气、Ar/Ne混合气、Kr/F/Ne四种光刻混合气产品通过了ASML认证。

预计从2021年起，中国光刻气市场会随着国内12吋芯片厂产能的增加而快速增加，增量主要在长江存储、中芯国际、华虹及其他外资厂。预计2025年中国DUV光刻气市场将破亿元人民币。光刻气市场面临国产化的机遇。

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