芯片自主制造的关键闭环，国产光刻产业梳理（下）· 国产制造设备的合纵连横

8月24日科技区角专题，在专题上篇，我们大概介绍了关于ASML的光刻帝国及庞大的产业合作伙伴，尤其是目前其最先进的高数值孔径极紫外光刻机的核心部件供应商。而在本次专题的下篇，科技区角将根据公开数据梳理汇总国产光刻产业链的现状。

美联合全球供应链对中国的技术封锁，已使在中国这个全球半导体关键市场涌现出了众多ASML及其供应链的竞争对手，尽管目前挑战之路还稍显漫长，但一都在路上。

以中国上海微电子装备（SMEE）为例，目前开发出的光刻设备可以满足生产90纳米芯片，适用于家电、部分消费电子产品及对算力需求较低的汽车电子领域。根据公开信息，上海微电计划推出65纳米和28纳米级生产工艺的光刻系统，但目前国产设备在国内芯片制造商的采用率仍然有限。

作为受美国制裁的代表企业，华为已成为中国芯片制造设备领域的关键技术支撑。巨量的研发预算投入以及全球化高精尖团队的组建为国内高端芯片制造提供了有利支撑，同时，在产业链培育方面，今年爆火的国产半导体制造新贵新凯来即是在华为支持下开发出多种芯片制造设备及工具，以降低对外国供应商的依赖。据知情人士透露，华为还在德国聘请了光学和仿真领域的专家。

另外据悉，华为、新凯来以及上海宇量昇科技正合作研发中国首台浸没式深紫外（DUV）光刻机，目标直指ASML和尼康（Nikon）等全球行业领导者。三方最终计划是开发国产极紫外（EUV）光刻机，并构建不受美国限制的独立技术生态体系。

中芯国际目前仍依赖出口管制前获取的国外设备生产7纳米级先进芯片，这些设备目前产能一直处在饱和状态。光刻技术和其他设备的突破将助力中国逐步提升高制程尖端芯片的产能。

为推进这一进程，国家于2024年5月启动国家集成电路产业投资基金三期（俗称“大基金三期”），政府注资3440亿元人民币，预计将撬动1.38万亿元社会资本投入。北京、上海、深圳等地政府亦出台专项政策，扶持本土极紫外（EUV）光刻胶、光刻机、镜片、透镜、激光器及光源等核心部件供应商。

台积电前资深高管、现任台湾国立清华大学半导体研究学院院长、光刻技术专家林本坚此前表示，要在光刻领域具备竞争力，需要的不仅是资金支持。"这需要芯片制造厂商及产业链的支撑，同时产业技术经验的积累也至关重要，尤其是要打造具有全球竞争力的光刻机，这一纳米级的精密工程，并非每个国家都有能力制造。"林本坚强调。

耐人寻味的是，美国的出口管制反而为中国半导体设备供应商创造了黄金发展期。几乎所有中国头部芯片制造商都在尽可能将产线切换至国产设备，虽然大多数国产设备目前仍无法达到国际领先解决方案的性能水平，但现阶段他们别无选择，必须以这些设备为基准持续使用，即便可能影响生产质量也要给予机会，因为实践才能出真理，只有投入才能有迭代产出。

据悉，中芯国际与长鑫存储等中国头部芯片制造商在使用国产设备时均遭遇显著良率损失，按照全球芯片行业惯例理应尽量规避，然而，供应链知情人士透露，作为国内产业链链主企业，两家公司仍未停止技术验证进程。

做为业界肯定，美国前特朗普政府高级官员、半导体专家梅根·哈里斯指出，美国政策制定者低估了中国半导体设备自主化能力，她认为中国已培育出与应用材料、东京电子、泛林集团对标的本土企业，并将持续加码自主设备研发。

工艺领域

国内代表企业

全球代表企业

光刻

深圳新凯来
上海宇量昇
上海微电子装备

ASML（阿斯麦）
Nikon（尼康）
Canon（佳能）

涂布显影机

沈阳芯源微电子设备

Tokyo Electron（东京电子）

离子注入机

凯世通半导体

Applied Materials（应用材料）
Axcelis

炉管

盛美半导体

Kokusai Electric（国际电气）
Tokyo Electron（东京电子）

快速热处理

Mattson（屹唐股份全资子公司）

Applied Materials（应用材料）

原子层沉积

北方华创
深圳新凯来

ASM International

刻蚀

中微半导体

北方华创
深圳新凯来

Lam Research（泛林半导体）
Hitachi（日立）
Applied Materials（应用材料）
Tokyo Electron（东京电子）

化学气相沉积（CVD）

物理气相沉积（PVD）

北方华创
深圳新凯来

Applied Materials（应用材料）
Tokyo Electron（东京电子）
Lam Research（泛林半导体）

化学机械抛光

华海清科

拓荆科技
深圳新凯来

Applied Materials（应用材料）
Ebara（荏原制作所）

晶圆清洗、湿法设备

北方华创

盛美半导体
至纯科技

Screen Semiconductor

Lam Research（泛林半导体）
Tokyo Electron（东京电子）

测量

上海精测
中科飞测
御微半导体

KLA（科磊）
Hitachi（日立）
Applied Materials（应用材料）

测试

长川科技

华峰测控

Advantest（爱德万测试）
Teradyne（泰瑞达）

材料分析

胜科纳米

华测检测

MA-tek（美特克）
Eurofins

Freiberg Instruments

芯片设计工具

华大九天

概伦电子
广立微

Synopsys（新思科技）
Cadence（楷登电子）
Siemens EDA（西门子EDA）

事实上，自2019年中美摩擦升级以来，中国前五大芯片制造设备厂商已实现爆发式增长。根据产业分析汇总，这些企业2019-2024年营收总额增长达473%，其中四家在2024年创下利润纪录。目前中国在除光刻技术外的所有芯片制造环节均拥有可挑战全球领导者的本土企业。北方华创常被称为中国版的应用材料公司，现已成为全球第六大半导体设备供应商。

国产光刻技术的短期战略仍是在积累突破经验的过程。为对冲进一步出口管制风险，中国企业在2024年从ASML采购了价值89.2亿欧元（约合104.5亿美元）的设备。这波订单热潮使中国占据了ASML当年系统销售额的41%，成为其最大单一市场，不过受出口限制影响，该公司预计这一市场比例将在2025年降至约20%。从目前市场看，国产设备替代已有起风之势，只是时间问题。

ASML在最新年度报告中承认，公司正面临来自巨量资本投入及地缘政治驱动下的国产半导体设备竞争对手的双重挑战。由于摩尔定律放缓，中国厂商获得了一定的追赶时间，尽管光刻技术仍是核心技术门槛，但先进封装技术通过多层堆叠等技术更新已成为提升制造工艺的替代路径。

随着光刻技术不再是提升制造工艺的唯一途径，且仅有少数顶级芯片制造商能负担高数值孔径极紫外（High-NA EUV）等超高端设备，中国崛起的竞争力量将对现有国际半导体设备巨头构成直接挑战。