从ASML年收入140亿欧元，看光刻机市场格局

电子发烧友网报道（文/程文智）1月20日，ASML发布了其第四季度的财报，销售额达到了43亿欧元，全年净销售额140亿欧元，毛利率48.6%，净利润金额36亿欧元。

据ASML的CFO Roger Dassen介绍，2020年，ASML共售出了258台光刻系统，包括236台新系统和22台二手系统，其中去年出货了31台EUV设备，比前年多了5台。在该公司100多亿欧元的设备销售收入中，EUV设备的收入占了43%。不过没有一台EUV产品进入中国，因为荷兰政府在美国的压力下拒绝了ASML在中国的销售许可。  

图：ASML的CFO Roger Dassen在介绍该公司Q4及2020年全年的财务概况。（来源：ASML）  

ASML一家独大

ASML 总裁兼首席执行官Peter Wennink认为，从销售和利润来看，ASML在2020年实现了强劲增长。他预计2021年在强劲的逻辑市场需求和存储业务持续复苏的推动下，光刻机市场还将继续保持增长势头。ASML预期2021年第一季度的销售额在39亿欧元和41亿欧元之间，毛利率在50%和51%之间，研发投入约6.2亿欧元，销售及管理费用约1.65亿欧元。
 

图：ASML出售的光刻机种类及数量。（数据来源：ASML）  

虽然ASML没有把最先进的EUV光刻机出售给中国，但可以购买其他DUV的设备，比如晶瑞股份近期顺利购得了ASML XT 1900Gi型光刻机一台，且该设备已经于2021年1月19日运抵苏州并成功搬入公司高端光刻机胶研发实验室，用于28nm光刻胶的研究。此前武汉弘芯也曾购买了一台1980Di光刻机，虽然没有进行生产，但设备是买回来了。  

因此，ASML仍然在中国获得了业绩的增长，中国市场占其2020年销售额的18%，高于2019年同期的12%，帮助ASML在第四季度超过了盈利预期。有分析师预测2021年该公司的利润也将超过预期。
 

 

图：2016年至2020年ASML的财务情况。（数据来源：ASML）  

据统计，ASML是全球唯一EUV光刻机的供应商，而且在DUV领域也拥有绝对的优势。当然使用EUV设备的企业也需要有较高的技术才行，目前台积电、三星电子和英特尔都已经采购了该设备，几年前曾经传言中芯国际有下单，不过由于近年来中美关系的恶化，美国对中国科技产业的打压，限制了该设备的交货。
   

据关牮维护的半导体产业链共享数据库统计，目前ASML的光刻机产品最为全面，有EUV、ArFi、KrF及i-line四种类型的产品。
 

 

图：ASML主要产品参数。（数据来源：关牮维护的半导体产业链共享数据库）  

ASML之外的光刻机企业

在光刻机领域虽然ASML一家独大，但是除了它之外，还有其他几家企业也做得还不错，比如日本的尼康和佳能，以及开始成长的中国光刻机企业，比如上海微电子装备（集团）股份有限公司等。  

曾经的王者---尼康

其实在光刻设备领域，尼康和佳能此前曾经席卷世界市场，但是在与ASML的竞争中败下阵来，在EUV开发方面全面掉队。而在半导体领域，随着制造流程变得越来越困难，赢家通吃的倾向不断加强，以EUV为契机的代际更迭还将加速设备企业的优胜劣汰。  

据国际半导体设备与材料协会（SEMI）和日本半导体制造装置协会（SEAJ）的统计，日本造的半导体制造设备的市场份额2019年为31.3％，在过去约20年内徘徊在3成左右。   尼康的光刻机曾占据全球第一的份额，现今的光刻机巨头ASML有十多年时间一直被尼康压着打，但势易时移，尼康光刻机目前在全球的份额已经降到大约7%。   2002年尼康陷入经营困境之际，因为它与英特尔关系比较密切，英特尔以购买尼康可转债的形式承担了100亿日元开发费，帮助尼康挺过了困难时期。  

但在EUV光刻技术应用的前夜，也就是整个光刻机领域碰壁于157nm波长时，ASML凭借台积电的“浸入式光刻技术”方案，率先破壁，将光源波长一举从193nm缩短到132nm，战胜仍沿用“干式”微影技术方案的尼康，抢夺了尼康大部分市场份额。2009年，ASML占据70%的市场份额，尼康则从全球第一退居第二。  

据日媒报道，尼康已经停止了EUV光刻机的研发。这背后其实有尼康挥之不去的无奈。   EUV光刻技术的研发由英特尔和美国能源部共同发起成立的EUV LLC组织主导，汇聚了美国顶级的研究资源。英特尔最初曾邀请尼康和ASML加入，但美国政府担心高端技术落入外国公司手中，反对这两家公司加入。ASML许下一大堆承诺后，得以留在EUV LLC组织里，尼康则直接被拒绝。  

尼康失去了未来的门票，从此再无翻身机会，留下ASML独霸EUV光刻机市场。  

由于尼康和英特尔的亲密合作关系，其70%到90%的光刻机都是英特尔买单，但英特尔目前也是事事不顺心，芯片工艺制程迭代进展缓慢，已经考虑将制造业务打包卖给台积电，不过之前遭到了激进投资者的反对。   现在英特尔CEO即将走马上任，技术出身的新CEO对英特尔的工艺技术可能会有新的规划，倒是尼康或许还能得以继续与英特尔紧密合作，不过由于5nm等更加先进的工艺，必须用要EUV光刻机，尼康要想持续维持与英特尔的合作，还是需要研发更加先进的设备才行。
 

 

图：尼康2020年11月5日发布的财报中关于光刻机的销售量。（数据来源：尼康）  

从尼康在2020年11月5日发布的财报中，可以看到虽然尼康很久没有推出新的光刻机产品了，但其销量其实有在逐年增长，比如2018年Q3季度的半导体光刻设备的销量为30台；2019年是41台；到2020年增长到了45台。  

 

图：尼康目前在售的光刻机型号及参数。（数据来源：关牮维护的半导体产业链共享数据库）  

间隔7年后，佳能更新其半导体光刻机设备

与尼康的坚持不同，佳能其实早早地就放弃了高端光刻设备的研发。不过最近中美关系越来越紧张，之前有媒体报道说中国欲联手尼康和佳能研发新的不包含美国技术的先进光刻设备，具体不知道有没有真的实施。但是最近佳能在光刻设备的动作确实变得频繁了。  

时隔7年之后，佳能更新了其面向小型基板的半导体光刻机，提高了生产效率。据日经中文网报道，佳能将于2021年3月发售新型光刻机“FPA-3030i5a”，该设备使用波长为365纳米的“i线”光源，支持直径从2英寸（约5厘米）到8英寸（约20厘米）的小型基板。分辨率为0.35微米，更新了测量晶圆位置的构件和软件。与以往机型相比，生产效率提高约17％。  

除了目前主流的硅晶圆之外，新机型还可以提高小型晶圆较多的化合物半导体的生产效率。包括功率器件耐压性等出色的碳化硅（SiC），以及作为5G相关半导体材料而受到期待的氮化镓（GaN）等。随着纯电动汽车和物联网的普及，高性能半导体的需求有望增加。

 

图：佳能最近的财报显示器半导体光刻机销量在大幅增长。（数据来源：佳能）  

佳能还致力于研发“后期工序”（制作半导体芯片之后的封装加工等）中使用的光刻机。2020年7月推出了用于515毫米×510毫米大型基板的光刻机。以此来获取把制成的多个芯片排列在一起、一次性进行精细布线和封装的需求。  

从佳能最近的财报可以看到，其半导体光刻机设备2020年第三季度的销量是31台，预计2020年全年的销售量是124台，与2019年的84台相比，增长了47.6%。

 

 

图：佳能在售的光刻机型号及参数。（数据来源：关牮维护的半导体产业链共享数据库）  

中国光刻机企业异军突起

中国政府已经将培育半导体产业作为其1.4万亿美元的五年经济计划的支柱，此前已经向该行业投资了1500亿美元。尽管中国工厂生产了世界上很多电子设备，但它们主要负责总装，而包括半导体在内的许多高科技部件仍来自国外。去年，中国从国外进口了大约3000亿美元的半导体。   由于美国的限制，中国现在很难购买了含有美国技术的先进半导体设备，因此中国目前在大力投资半导体，及半导体设备产业链。在光刻机领域，上海微电子装备（集团）股份有限公司就是一个典型的代表，它目前能实现的工艺节点为90nm。  

据DIGITIMES报道，上海微电子有望在2021年四季度交付第二代深紫外光（DEV）光刻机，该设备可使用28纳米工艺生产芯片，并使用国产和日本组件，为国内半导体产业摆脱对美国依赖迈出的重要一步。
 

 

图：上海微电子装备（集团）股份有限公司可以提供的光刻机产品型号及参数。（数据来源：关牮维护的半导体产业链共享数据库）  

上海微电子装备（集团）股份有限公司成立于2002年，致力于半导体装备、泛半导体装备、高端智能装备的开发、设计、制造、销售及技术服务，公司设备广泛应用于集成电路前道、先进封装、FPD面板、MEMS、LED等制造领域。  

根据科塔学术的资料，上海微电子是集成电路装备专项（02专项）参与单位之一，“十一五”至今，承担国家02重大科技任务专项“90nm光刻机样机研制”、“浸没光刻机关键技术预研”等项目，经过十几年的原始创新和集成创新，在光刻机核心领域与关键技术方面取得了重大突破。   2017年10月，上海微电子承担的02重大科技专项“90nm光刻机样机研制”任务通过了专家组现场测试，2018年3月，90nm光刻机项目通过正式验收。  

“十三五”期间，上海微电子装备正在承担国家科技重大专项的标志性项目“28nm节点浸没式分布重复投影光刻机研发成功并实现产业化”等。   也就是说，上海微电子的28nm光刻机项目，早在5年前就已经定为研发目标，预计2021年能够交货。  

结语

在半导体光刻机领域，荷兰ASML和日本的佳能、尼康3家企业占据了全球9成以上的份额。在促进提升半导体性能的精细化领域，可使用短波长的“EUV”光源的ASML目前处于优势地位。但由于中美关系的不确定性因素和中国的大力投入，尼康和佳能的参与积极性好像又开始被激发了，加上中国企业的参与，未来的半导体光刻机市场或许将会有新的故事发生，格局也可能发生新的变化。  

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