日前,光刻巨頭ASML發(fā)布了最新一季度財報。季度營收錄得88億歐元,凈利潤攀升至28億歐元,毛利率穩(wěn)居53%的高位水平。驅(qū)動這份成績單的,是來自邏輯芯片與存儲芯片雙重賽道上持續(xù)高漲的設(shè)備需求。
ASML首席執(zhí)行官傅恪禮在財報會上強調(diào),人工智能依然是市場發(fā)展最核心的驅(qū)動力,2025年及2026年都將是增長年。
這句話意味著,半導(dǎo)體設(shè)備在短時間內(nèi)都會是一個供不應(yīng)求的局面。
當(dāng)英偉達、AMD、谷歌、亞馬遜爭相將數(shù)以百億美元的資本砸向AI芯片與數(shù)據(jù)中心時,整條半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈都在承受這股巨力,晶圓產(chǎn)能告急,先進封裝排隊等候,上游設(shè)備更是一機難求。
光刻機作為站在這條產(chǎn)業(yè)鏈的最前端的產(chǎn)品,它的供需狀況,某種程度上就是整個半導(dǎo)體行業(yè)景氣度的晴雨表。
光刻機,不只有EUV
在大眾認(rèn)知里,光刻機幾乎已經(jīng)成為EUV的代名詞。那臺造價逾1.5億歐元、重達數(shù)百噸、需要近一萬個精密零件協(xié)同工作的龐然大物,承載著7納米以下先進制程芯片的全部想象。臺積電、三星、英特爾爭相采購,ASML一機難求,這幅圖景被反復(fù)講述。
然而,芯片世界遠不止于這樣一臺EUV光刻機。
我們不妨先從光刻技術(shù)的演進說起。光刻的本質(zhì),是用特定波長的光將電路圖形從掩膜版"印"到晶圓上,光的波長越短,能刻畫的線條就越細,芯片的晶體管密度就越高。從20世紀(jì)70年代的g線(436納米),到i線(365納米),再到DUV深紫外(248納米的KrF和193納米的ArF),乃至今天ASML獨家壟斷的EUV極紫外(13.5納米),每一次波長跨越都伴隨著制程節(jié)點的重大躍遷。
EUV光刻技術(shù)主要應(yīng)用于7納米以下先進制程,如臺積電的5納米、3納米,以及三星、英特爾的最先進節(jié)點。這些節(jié)點專門服務(wù)于邏輯芯片中計算密度最高的部分——手機旗艦SoC、AI訓(xùn)練加速器、高性能CPU。但這并不意味著整個芯片世界都需要追到這里。
事實上,支撐當(dāng)代數(shù)字經(jīng)濟運行的絕大多數(shù)芯片,工作在遠比EUV寬松的制程節(jié)點上。汽車?yán)锏墓β士刂颇K、工廠里的電機驅(qū)動器、基站里的射頻前端、傳感器陣列、MEMS麥克風(fēng)——這些器件的特征尺寸往往在數(shù)百納米乃至微米量級,DUV甚至i線光刻機完全能夠勝任。
以功率半導(dǎo)體為例,受益于新能源汽車、光伏儲能、智能電網(wǎng)等下游應(yīng)用的多點爆發(fā),功率半導(dǎo)體市場迎來高景氣周期,第三代半導(dǎo)體SiC/GaN功率市場規(guī)模2025年預(yù)計合計達47.1億美元,相比2020年的7.3億美元,年復(fù)合增長率高達45%。這背后蘊藏的,是龐大的光刻產(chǎn)能需求。
更具戰(zhàn)略意義的是AI對封裝行業(yè)的影響。隨著摩爾定律在物理層面遭遇邊界,單純靠縮小晶體管來提升算力的路徑越走越窄,產(chǎn)業(yè)界找到了另一條出路:把不同功能的芯粒在三維空間里堆疊互聯(lián),用先進封裝技術(shù)在封裝層面實現(xiàn)“等效縮小”。
隨著ChatGPT等大模型迭代加速,全球云端AI芯片需求呈爆發(fā)式增長,全球CoWoS總需求將從2024年的37萬片,增長至2025年的67萬片,并在2026年達到100萬片。Yole數(shù)據(jù)預(yù)計,2025年全球先進封裝市場規(guī)模占比將首次超過傳統(tǒng)封裝,達到51%,并持續(xù)以10.6%的復(fù)合增長率增長至2028年的786億美元。
先進封裝的核心工藝,如TSV硅通孔、RDL重布線層、Micro Bump微凸塊等,對光刻技術(shù)的依賴極深。這些工藝的線寬雖然不需要去到7納米以下,但幾微米乃至亞微米級別的精度要求、超厚光刻膠的均勻曝光、多層疊加時嚴(yán)苛的套刻精度,都是極具技術(shù)含量的挑戰(zhàn)。這片需求,恰恰落在i線步進光刻機與DUV光刻機的優(yōu)勢區(qū)間。
換句話說,AI算力競賽帶來的需求是全產(chǎn)業(yè)鏈級別的,頂端由EUV承接7納米以下邏輯芯片的制造,腰部由DUV覆蓋主流制程與存儲器,底座則由i線設(shè)備支撐功率半導(dǎo)體、MEMS、化合物半導(dǎo)體以及先進封裝的海量工藝需求。
ASML的財報也印證了這一點,在其最新季度業(yè)績中,非EUV系統(tǒng)銷售額超過21億歐元,管理層將此明確描述為一個積極的超預(yù)期表現(xiàn)。
這片市場,長期以來在聚光燈之外默默運轉(zhuǎn),卻是整個產(chǎn)業(yè)基石所在。
巨頭環(huán)伺下,國產(chǎn)突圍
講完了技術(shù),我們再來看看全球的光刻機市場。
光刻機是半導(dǎo)體制造中門檻最高的核心裝備。全球范圍內(nèi),真正具備整機交付能力的企業(yè),屈指可數(shù)——ASML、尼康、佳能三家日歐巨頭,加上中國的上海微電子、芯上微裝、宇量昇、ABM,以及德國SUSS、奧地利EVG,合計不足十家。
在這寥寥數(shù)家之中,格局同樣高度分化。EUV領(lǐng)域,ASML獨步天下,無人企及;高端DUV領(lǐng)域,ASML、尼康、佳能三足鼎立,ASML憑借浸沒式ArF系統(tǒng)牢牢把持最高端份額;即便是技術(shù)門檻相對較低的成熟制程i線與KrF領(lǐng)域,設(shè)備精度、工藝穩(wěn)定性與全套配套能力,同樣構(gòu)成難以逾越的壁壘。入場券本就稀少,而每一張的含金量,都遠超外界想象。
當(dāng)我們視線切回國內(nèi)就會發(fā)現(xiàn),真正具備整機能力、能夠?qū)嵸|(zhì)性承接這一使命的國產(chǎn)企業(yè),唯有上海微電子、芯上微裝、宇量昇、ABM這四強。
值得關(guān)注的是,這四家企業(yè)定位各有側(cè)重。上海微電子與宇量昇聚焦IC前道先進制程,代表著國產(chǎn)光刻向高端制程發(fā)起沖擊的方向;芯上微裝與ABM則深耕成熟制程與先進封裝,在特色工藝場景中積累了扎實的技術(shù)壁壘。
ABM公司自2003年起掌握自有光刻技術(shù),深耕光刻領(lǐng)域至今逾二十年。據(jù)了解,目前ABM的核心產(chǎn)品覆蓋G/H/I線及DUV全譜系紫外光刻系統(tǒng),支持最高300毫米晶圓。產(chǎn)品在光源、光學(xué)物鏡、精密對準(zhǔn)等核心模塊均有自研積累,兩款主力機型均兼容客戶已有的掩膜版與工藝配方,這意味著客戶切換設(shè)備時無需重新驗證工藝,遷移門檻大幅降低。其產(chǎn)品線也不局限于光刻機本體,向上延伸至涂膠/烘烤/顯影一體化Track系統(tǒng)與晶圓鍵合解決方案,具備半導(dǎo)體黃光區(qū)一站式解決方案整合能力。
此外,ABM迄今已向全球逾300家客戶累計交付數(shù)百臺套設(shè)備,約七成來自中國大陸,應(yīng)用場景涵蓋MEMS、GaN/SiC化合物半導(dǎo)體、功率器件,以及3D IC堆疊、扇出封裝等先進封裝工藝,基本對應(yīng)著當(dāng)前中國半導(dǎo)體制造擴產(chǎn)最密集的若干細分方向。隨著國產(chǎn)替代需求持續(xù)釋放,這一市場落點構(gòu)成了ABM較為穩(wěn)定的需求基礎(chǔ)。
值得關(guān)注的是,面向客戶的定制化設(shè)備需求,ABM還提供了覆蓋多類型光刻機與曝光機的定制化開發(fā)、聯(lián)合研發(fā)及量產(chǎn)落地全流程技術(shù)服務(wù)。從工藝驗證、工藝優(yōu)化到大規(guī)模批量交付的全周期項目推進,均可基于客戶具體需求提供一站式解決方案,助力項目高效落地。
在巨頭環(huán)伺的光刻市場中,國產(chǎn)光刻機四強之一的ABM正以差異化賽道突破與規(guī)模化產(chǎn)能落地,走出一條屬于國際化與國產(chǎn)化融合的特色突圍之路。
光刻機國產(chǎn)化的敘事,常常陷入一個誤區(qū),將全部目光集中在EUV,將所有成果對標(biāo)ASML最頂端的產(chǎn)品線。這一視角有其道理,畢竟先進制程代表著半導(dǎo)體制造的最高邊疆,誰掌握了這里,誰就在全球芯片競爭中握有主動權(quán)。但這個視角也容易遮蔽另一片同樣不可缺少的戰(zhàn)場。
在成熟制程光刻機與先進封裝光刻設(shè)備這片廣闊賽道上,真實的需求不需要等待EUV突破才能被滿足。功率半導(dǎo)體的國產(chǎn)化擴產(chǎn)、MEMS器件的品類爆發(fā)、化合物半導(dǎo)體的產(chǎn)能建設(shè)、以及AI算力競賽直接推動的先進封裝產(chǎn)能狂飆——這些需求就在眼前,缺口在當(dāng)下,而不是在未來的某個技術(shù)節(jié)點上。與此同時,在出口管制的背景下,具有國際化品牌的中國企業(yè)在這一區(qū)間最有條件率先實現(xiàn)真正意義上的技術(shù)自立。
ABM的路徑,在于用二十年的技術(shù)積累與全球化的商業(yè)驗證,在這個區(qū)間建立了可信的競爭力。有意思的是,這種競爭力并非建立在取代某一類進口設(shè)備的邏輯上,而是建立在對特定應(yīng)用場景的深度理解上,包括功率器件的大景深曝光需求、先進封裝厚膠工藝對均勻性的極致要求、翹曲晶圓的穩(wěn)定對準(zhǔn)等等,這些都是需要長期工程實踐才能積累的工藝數(shù)據(jù)與設(shè)備調(diào)優(yōu)能力。
當(dāng)前,隨著光電共封裝、先進封裝、成熟制程等關(guān)鍵技術(shù)路徑的持續(xù)演進,中國光刻機領(lǐng)域已形成“四強并進”的格局——上海微、宇量昇、芯上微裝、ABM,各擅其長,在各自深耕的賽道上展現(xiàn)出鮮明的技術(shù)特色與戰(zhàn)略定位。
其中,ABM走出了一條獨具特色的國產(chǎn)光刻機突圍之路,主要體現(xiàn)在兩個方面:
一是定制化的產(chǎn)品策略。不追求“大一統(tǒng)”方案,而是深入客戶工藝需求,提供量身定制的系統(tǒng)級解決方案,在細分應(yīng)用賽道中構(gòu)建起不可替代的工藝優(yōu)勢。
二是國際資源與本土能力的協(xié)同整合。ABM兼具全球視野與本土深耕能力,既積極引入國際先進技術(shù)與成熟供應(yīng)鏈資源,又深度融于國產(chǎn)半導(dǎo)體生態(tài),推動“引進來”與“自主可控”協(xié)同發(fā)力。
從更宏觀的角度來看,光刻技術(shù)作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“精密之源”,在后摩爾時代的戰(zhàn)略重要性正持續(xù)躍升。我們有理由相信,中國光刻機企業(yè),其市場空間不僅不會受限,反而將隨著本土產(chǎn)業(yè)鏈的成熟與技術(shù)迭代的加速,迎來愈發(fā)廣闊的增長前景。
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