2021年全球集成電路、面板、LED用光刻機出貨約650臺,較2020年增加70臺。其中集成電路制造用光刻機出貨約500臺;面板、LED用光刻機出貨約150臺。
一、前三大出貨情況
2021年,前三大ASML、Nikon、Canon的集成電路用光刻機出貨達478臺,較2020年的413臺增加65臺,漲幅為15%+。
從EUV、ArFi、ArF三個高端機型的出貨來看,2020年共出貨152臺,較2020年的143臺增長6%+。其中ASML出貨145臺,占有95.4%的市場,較2019年增加10.4個百分點;Nikon出貨7臺,占有4.6%的市場,較2020年15%減少10.4個百分點。
EUV方面還是ASML獨占鰲頭,市占率100%;ArFi方面ASML市占率高達96%,較2020年增加10個百分占;ArF方面ASML占有88%的市場份額,較2020年增加21個百分點;KrF方面ASML也是占據(jù)75%的市場份額,較2020年增加4個百分點;在i線方面ASML也有21%+的市場份額。
從總營收來看,2021年前三大ASML、Nikon、Canon的光刻機總營收達1076億元人民幣,較2020年小幅增長8.9%。從營收占比來看,ASML占據(jù)80%的份額。
ASML
2020年ASML光刻機營收約854億元人民幣,較2020年成長32%。
2021年ASML共出貨309臺光刻機,較2020年258年增加51臺,增長20%。其中EUV光刻機出貨42臺,較2020年增加11臺;ArFi光刻機出貨81臺,較2020增加13臺;ArF光刻機出貨22臺,和2018年持平;KrF光刻機出貨131臺,較2020年增加23臺;i-line光刻機出貨33臺,和2020年33臺基本持平。
2021年ASML的EUV光刻機營收占光刻機整體收入的48%,2021年單臺EUV平均售價超過9.5億元人民幣,較2020年單臺平均售價增長3%。
從2011年出售第一臺EUV機臺以來,截止2021年第四季出貨達143臺。2021年EUV光刻機共加工晶圓超過3300萬片,超過2011-2020年的總和。
2021年第二季,第一臺全新TWINSCAN NXE:3600D EUV光刻機已經(jīng)交付給客戶,相比之前的NXE:3400C生產(chǎn)力提高了15-20%,套刻精度提高約30%。
2020年來自中國的光刻機收入約140億元,和2020年持平,與中國大陸晶圓廠擴產(chǎn)的步驟基本一致。
Nikon
2021年度,Nikon光刻機業(yè)務(wù)營收約112億元人民幣。
2021年度,Nikon集成電路用光刻機出貨29臺,較2020年減少4臺。其中ArFi光刻機出貨4臺,較2020年減少7臺 ;ArF光刻機出貨3臺,較2020年度減少8臺;KrF光刻機出貨5臺,較2020年度增加3臺;i-line光刻機出貨17臺,較2020年度增加8臺。
2021年度,Nikon全新機臺出貨9臺,翻新機臺出貨20臺。
2021年,Nikon面板(FPD)用光刻機出貨49臺,較2020年大幅增漲145%。其中10.5代線用光刻機出貨,共出貨17臺。
Canon
2021年,Canon光刻機營收約為110億元人民幣。
2021年,Canon的半導(dǎo)體用光刻機是i-line、KrF兩類機臺出貨,光刻機出貨量達140臺,較2020年出貨增加18臺,增幅15%;其中i-line機臺是出貨的主力,出貨102臺。
佳能在2021年3月出貨新式i線步進式光刻機“FPA-3030i5a”,可以對硅基以及SiC(碳化硅)和GaN(氮化鎵)等化合物半導(dǎo)體晶圓,從而實現(xiàn)多種半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)制造。。
2021年,Canon面板(FPD)用光刻機出貨67臺,較2020年出貨量增加35臺。
二、其他公司情況
其他光刻機、電子束曝光機、激光直寫設(shè)備廠商還包括上海微電子、蘇大維格、芯碁微裝、影速,德國Elionix、德國Heidelberg Instruments、德國Raith、德國SUSS、美國ABM、美國EVG、美國VEECO、英國DMO、英國NanoBean(NBL)、日本JEOL、以色列Orbotech(屬于美國KLA)等。
這些公司有的主要針對集成電路先進封裝、MEMS、LED、面板,有的針對PCB領(lǐng)域,有的針對掩模領(lǐng)域,有的主要是針對高??蒲袡C構(gòu)。
上海微電子SMEE
上海微電子裝備(集團)股份有限公司光刻機主要用于廣泛應(yīng)用于集成電路前道、先進封裝、FPD、MEMS、LED、功率器件等制造領(lǐng)域出貨主要集中在先進封裝、LED和FPD領(lǐng)域。
2021年9月18日,宣布推出新一代大視場高分辨率先進封裝光刻機,主要應(yīng)用于高密度異構(gòu)集成領(lǐng)域,具有高分辨率、高套刻精度和超大曝光視場等特點,可幫助晶圓級先進封裝企業(yè)實現(xiàn)多芯片高密度互連封裝技術(shù)的應(yīng)用,滿足異構(gòu)集成超大芯片封裝尺寸的應(yīng)用需求,同時將助力封裝測試廠商提升工藝水平、開拓新的工藝,在封裝測試領(lǐng)域共同為中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出更多的貢獻。據(jù)悉2022年2月7日中國首臺2.5D/3D先進封裝光刻機發(fā)運。2022年2月,美國商務(wù)部工業(yè)與安全局宣布上海微電子裝備(集團)股份有限公司列入“未經(jīng)核實清單”。
三、納米壓印技術(shù)發(fā)展
1995年,華人科學(xué)家周郁(Stephen Chou)教授首次提出納米壓?。∟anoimprint Lithography,NIL)概念,從此揭開了納米壓印制造技術(shù)的研究序幕。
納米壓印技術(shù)首先通過接觸式壓印完成圖形的轉(zhuǎn)移,相當(dāng)于光學(xué)曝光技術(shù)中的曝光和顯影工藝過程,然后利用刻蝕傳遞工藝將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到其他任何材料上。納米壓印技術(shù)將現(xiàn)代微電子加工工藝融合于印刷技術(shù)中,克服了光學(xué)曝光技術(shù)中光衍射現(xiàn)象造成的分辨率極限問題,展示了超高分辨率、高效率、低成本、適合工業(yè)化生產(chǎn)的獨特優(yōu)勢,從發(fā)明至今,一直受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度重視。
佳能(Canon)從2004年開始一直秘密研發(fā)納米壓印技術(shù);直到2014年收購美國從事納米壓印基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)的Molecular Imprints公司(現(xiàn)Canon Nanotechnologies公司)才公開。
最新的納米壓?。∟IL)的參數(shù)指標(biāo)不錯,套刻精度為2.4nm/3.2nm,每小時可曝光超過100片晶圓。
據(jù)悉,納米壓?。∟IL)已經(jīng)達到3D NAND的要求,2017年7月日本3D NAND大廠鎧俠(Kioxia,原東芝存儲部門)已經(jīng)開始使用此設(shè)備。在3D NAND之外 也可以滿足1Anm DRAM的生產(chǎn)需求。
佳能和大日本印刷(DNP)、鎧俠合作,在技術(shù)研發(fā)中NIL已經(jīng)可以處理高達5nm的電路線寬。大日本印刷通過模擬測試發(fā)現(xiàn),在形成電路過程中每個晶圓的功耗僅為使用EUV光刻的十分之一左右。