近日,工信部公布了《首臺(套)重大技術(shù)裝備推廣應用指導目錄(2024年版)》,包含氟化氪光刻機和氟化氬光刻機。其中,氟化氬光刻機光源193納米,分辨率≤65nm,套刻精度≤8nm。
近年來,國產(chǎn)替代突破一直是半導體芯片行業(yè)的重要主線。此前2023年,荷蘭政府就已頒布先進半導體設備的出口管制條例,限制ASML最先進的幾款浸潤式DUV光刻機,需要政府許可證才能發(fā)運。
近期荷蘭政府公布了新的浸潤式DUV光刻機出口新規(guī),自9月7日起生效,生效后ASML需要向荷蘭政府申請出口許可證才能出口發(fā)運型號為TWINSCAN NXT:1970i和1980i DUV光刻機。本次新規(guī)實際上將光刻機出口管制范圍,擴大到了更加低級別的一些型號。
但國產(chǎn)替代方面的消息更振奮人心,工信部于9月9日印發(fā)《首臺(套)重大技術(shù)裝備推廣應用指導目錄(2024年版)》,其中電子專用裝備目錄下,集成電路生產(chǎn)設備包括氟化氪(KrF)光刻機,光源248nm,分辨率≤110nm,套刻精度≤25nm;氟化氬(ArF)光刻機,光源193nm,分辨率≤65nm,套刻精度≤8nm。
光刻機領域存在一個經(jīng)典公式,即瑞利判據(jù):CD=k1×λ/NA。CD代表線寬,即可以實現(xiàn)的最小特征尺寸;λ是光刻機光源的波長;NA是物鏡的數(shù)值孔徑,代表鏡頭收集光的角度范圍;k1是一個與芯片制造工藝相關(guān)的系數(shù)。
目前的工藝可以將k1推進至0.25,因此本次披露的氟化氬(ArF)光刻機,其物鏡的數(shù)值孔徑約為0.75,而ASML主流氟化氬(ArF)光刻機NA值已提升到0.93,因此物鏡本身仍有較大差距。
不過未來還可以多條路徑并行,以改善國產(chǎn)光刻機分辨率。除了攻關(guān)更高數(shù)值孔徑的物鏡,還可以研發(fā)浸沒式光刻機,將物鏡與晶圓之間的空氣介質(zhì)替換為水,等效縮短波長λ。另外,也可以通過防震動、雙光束成像、多重曝光等技術(shù)降低k1。
總體來說,國產(chǎn)光刻機追趕海外先進水平的道路并不平坦,但不可否認已經(jīng)取得了國產(chǎn)替代的重要突破。并且光刻機零部件、整機廠商也在持續(xù)加碼研發(fā)投入,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展空間廣闊。
隨著國內(nèi)晶圓廠持續(xù)擴產(chǎn),我國半導體設備市場保持領先。SEMI預測2024年全球半導體設備市場規(guī)模將達到1090億美元,中國大陸市場半導體設備出貨金額超過350億美元,占全球市場份額的32%。與此同時,半導體設備的整體國產(chǎn)化率仍然不高,面臨卡脖子難題。根據(jù)中國國際招標網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2023年國內(nèi)半導體設備整體國產(chǎn)化率僅為20%左右,包括光刻機在內(nèi)的部分關(guān)鍵環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率更是不足5%。
但設備的國產(chǎn)替代持續(xù)推進,如刻蝕、薄膜沉積等的龍頭公司訂單和業(yè)績延續(xù)高增長。半導體設備ETF跟蹤的中證半導體材料設備主題指數(shù),今年上半年歸母凈利潤同比增長14.66%。另外指數(shù)成分股截至二季度末,合同負債合計206.5億元,相較2023年底增長17.12%,或反映下游需求和訂單的高景氣。
行業(yè)整體來看,根據(jù)SIA數(shù)據(jù),2024年7月全球半導體銷售額為513.2億美元,同比增長18.7%,連續(xù)9個月同比增長;其中中國半導體銷售額為152.3億美元,同比增長19.5%。晶圓廠中芯國際二季度產(chǎn)能利用率提升到85%,環(huán)比增加約4個百分點。綜合各方面數(shù)據(jù)來看,半導體芯片產(chǎn)業(yè)鏈景氣周期仍處上行階段。
2024年以來,智能手機、PC等消費電子出貨復蘇,而AI服務器依然是半導體下游中增長最快的細分領域。WSTS、Gartner近期上調(diào)全年半導體市場預測水平,2024年增速預期分別提升至19.2%和16.0%,基本面支撐下芯片ETF、集成電路ETF等標的依然具備較好的投資機會。
國產(chǎn)替代方面,上半年大基金三期正式成立,注冊資本3440億元,有望撬動超過1萬億的投資額,為國內(nèi)集成電路資本開支繼續(xù)增長提供高確定性。未來半導體設備、材料等卡脖子領域或?qū)⑹艿礁噘Y金和政策支持,半導體設備ETF作為國產(chǎn)替代核心標的有望充分受益。
(作者系某公募指數(shù)投資總監(jiān)。文中基金僅為舉例分析,不作買賣推薦。)