光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤，耗时长、成本高；光刻机的技术水平决定了芯片的制程工艺，所以光刻机占据着极为重要地位。全球光刻机设备市场占有率高度集中，据芯思想研究院的统计，仅阿斯麦（ASML）一家就占据了全球近七成的市场，ASML 的技术水平代表了世界顶尖的技术水平。以阿斯麦（ASML）为例，智芯研报推出【光刻领域系列专题】，将对ASML进行深度解读，探究ASML 如何在不具备先发优势的情况下逐步占据市场统治地位，找寻国内光刻机领域产业的发展机会。

本文为本期专题的第二篇，从产品信息，财务情况，探究ASML如何造就市场护城河。

光刻历史：从 g-Line 到 EUV，历经五代实现 7nm 工艺节点

随着光源的改进和工艺的不断创新，光刻机经历了五代产品的发展，每一代在光源、波长、 设备、最小工艺节点上都实现了较大突破。

第一代光刻机光源是 g-Line，波长为 436nm，可以满足 0.8-0.35 微米制程芯片的生产，对 应设备有接触式和接近式光刻机。第二代光刻机光源是 i-Line，波长为 365nm，同样可以满 足 0.8-0.25 微米制程芯片的生产。第三代光刻机光源是 KrF，波长为 248nm，最小工艺节 点提升至 180-130nm 水平，在光刻工艺上也采用了扫描投影式光刻，即现在光刻机通用的，光源通过掩模，经光学镜头调整和补偿后以扫描的方式在硅片上实现曝光。第四代光刻机光 源是 ArF，波长为193nm，最小制程提升至 22nm的水平。第四代光刻机是目前使用最广的 光刻机，也是最具有代表性的一代光刻机。第五代光刻机光源是 EUV，波长为 13.5nm。

第一到四代光刻机使用的光源都属于深紫外光，第五代 EUV 光刻机使用的则是波长 13.5nm 的极紫外光。从第一代到第四代光刻机的波长不断减短，工艺节点不断提高，光刻机技术由 落后逐步迈向成熟，目前该技术已至炉火纯青。第一代光刻机（g-Line 光源）由于工艺较为 落后，目前已被市场淘汰；第二至第五代在市场上仍在销售，第五代是目前最为先进的一款 产品，目前制程节点可达 5 纳米。

1. 产品组合：以三种光刻机为核心，辅之以应用组合

ASML 致力于为客户提供整体光刻解决方案，主要有光刻机系统、应用组合两大产品，以光刻机系统为核心，辅之以应用组合。

ASML 提供的光刻机产品种类丰富，主要涉及三大类，分别是翻新的 PAS 5500 光刻机、DUV 光刻机、EUV 光刻机，同时涉及低、中、高、超高端市场。根据公司年报，ASML 的超紫外光 DUV 光刻系统占 6 成以上的营收。除了光刻机系统，ASML 还提供计量和检测系统、计 算光刻和软件解决方案等应用组合。

1.1. 核心产品：光刻机产品种类丰富，同时涉及低、中、高、超高端市场

ASML 提供的光刻机产品种类丰富，有三大类别分别是翻新的 PAS 5500 光刻机、DUV 光刻 机、EUV 光刻机，同时涉及低、中、高、超高端市场。

三大类代表的是光刻机的技术的不断演进、制程节点的不断提高，从 PAS 5500 到 DUV 再到 EUV，最高可实现的制成节点从 90nm到 10nm到 5nm。三类产品价格上也是不断提高， PAS5500 是最具价格优势的系列，到 EUV 光刻机的价格昂贵，单价到达 1.2 亿美元。

翻新的 PAS 5500 光刻机：价格较低，将逐步被市场淘汰

ASML 通过不断地技术更新，为客户提供了升级和翻新的系统 PAS5500，该产品的核心优势 在于价格，他帮助客户节约了成本、提高了资金使用效率；但是由于技术较为落后，目前ASML 已经停止生产 PAS 5500，该系列未来将逐步被市场淘汰。

DUV 光刻机：浸没式光刻机突破 193nm 波长，可实现10nm 制程节点

ASML 提供的 DUV 光刻机分为浸没式和干燥式；浸没式 DUV 光刻机的突破性在于将波长缩 短到 134nm，最高可以实现 10nm制程节点，规格主要有四种。

其中 TWINSCAN NXT：2000i是最先进的浸没式光刻系统，正在大规模制造 7 纳米逻辑和 高级DRAM 节点，该系统提高了投产时间，在 15 周内达到了>平均中断时间(MTBI) 150 小 时的性能水平，这比以前的 NXT1980i 快了近 40%。TWINSCAN NXT：1980Di于 2015 年 推出，具有高生产率和高可靠性，是一种高效的双级浸入式光刻工具，可用于在低于 10 纳 米的节点上批量生产 300 毫米硅片。TWINSCAN NXT：1970Ci 和 1965Ci 均采用双阶段概 念，有较高生产率和出色的图像分辨率。

DUV 光刻机：干燥式光刻机技术位于落后水平

干燥式光刻机系统，一直无法突破 193nm 的波长，最高可到达 55nm 的制程节点，技术较 为落后。

主要有四类，分别是 TWINSCAN XT：1460K、1060K、860M、400L。TWINSCAN XT：1460K 是最新一代的双级 ArF “干式”光刻系统，与以前的型号相比，它提供了出色的覆盖和成像性能以及 30%的生产率提升。TWINSCAN XT：1060K 是 ASML 最先进的KrF 激光光刻系 统，有同类产品中最佳的分辨率和叠加效果。TWINSCAN XT：860M是双级 KrF 步进扫描 光刻系统，用于在 110nm 分辨率和低于 110nm 分辨率下生产 200mm 和 300mm 的芯片。TWINSCAN XT：400L 是 ASML 最新一代的 i-Line 双级光刻系统，可用于 200 和 300 mm 晶圆生产。

EUV 光刻机：高度技术垄断，价格昂贵，单价高达上亿美元

EUV 光刻机是最为先进的一代光刻机，EUV 光刻机采用波长为 13.5nm 的极外紫光做光源, 最高制程节点目前可达 5nm。TWINSCAN NXE：3400B是 ASML 最新一代的 EUV 光刻系 统，结合了高生产率、最高分辨率、最先进的覆盖和聚焦性能。目前全球只有 ASML 生产该 设备，在 EUV 光刻机领域 ASLM 掌握了独家垄断权。

EUV 光刻机使得流程得到简化，设备性能得到提高。EUV 光刻机拥有一流的叠加性能和聚 焦性能，与多模式方案相比，EUV 光刻机使成本降低 15%至 50%，周期时间缩短了 3 到 6 倍，并且 EUV 光刻机拥有极高的分辨率。

目前 ASML 正在开发下一代的EUV 光刻系统，据官网披露，2018 年4 月已收到了下一代系统的首批订单，三个客户订购了研究级的 High NA 系统，总共订购了 4 个工具，另外还有 8 个卷系统的选项；计划在 2021 年开始发货。有了这项技术，半导体行业将能够以更低的成本生产出性能更好的微芯片，并且更高的数值孔径光学将进一步降低光刻过程中的临界尺寸。 目前 EUV 系统的光学系统数值孔径为 0.33，而新光学系统的数值孔径为 0.55，可以实现几 代几何芯片缩放。

1.2. 其他产品：通过收购与整合，拓展电子光束解决方案等应用组合

ASML 不断走向整体光刻道路，通过收购与整合，ASML 拓展了计量和检测、计算光刻和软 件等产品组合，涵盖从研发到批量生产的每一步制造流程。

YieldStar 光学计量解决方案

YieldStar 光学计量解决方案可以快速准确地测量晶圆上图案的质量，ASML 主要提供三种规 格的 YieldStar 系统，分别是 YieldStar 375F、380G、1375F。2018 年，YieldStar375 在所 有主要内存制造商中被大规模采用，可实现 425-880 纳米范围内的连续波长、无间隙地进行测量，波长切换时间快，其多波长采集移动获取测量时间比 Yieldstar 350E 提高了 50%。在 采用 YieldStar 之后，内存制造商的覆盖性能得到显著改进。

电子束计量和检测解决方案

2016 年，ASML 通过收购领先的电子束测量工具 HMI公司，进一步拓展了 HMI电子光束解 决方案业务。自收购 HMI以来，ASML 提供了多个ePfm5 系统，这是一种模式保真度计量 工具，为客户提供了检测模式缺陷的增强功能。客户通过 HMI的计量技术和 Brion 的计量软 件和机器学习技术，能够大幅提高芯片图形的准确性。ePfm5 设备基于单光束技术，将根据计算光刻模型引导到关键区域（即感兴趣的区域）。2018 年，ASML 在多波束技术上也取得了重大突破，首次在概念验证系统上展示了 3x3 图像，这将进一步推动提高模式保真度计量 的发展。

2. 销售情况：ArF i、EUV 占据近八成销售收入，EUV 销售额追平 ArF i

从出货量上看，2019 年第二季度出货48 台光刻机，与第一季度持平。

从出货品种上看，2019 年前两季度出货量最高的仍然是 ArF i、KrF 光刻机；但是ArF i 光刻 机出货量出现减少趋势，其部分市场被 EUV 取代； EUV 光刻机出货量则出现高速增长趋势， 2019 年前两季度共出货 11 台，较去年同期增长 37.5%。

从净销售收入占比上看，占比最大的是 ArF i、EUV 光刻机，共占据近八成的销售收入额， 其中 ArF i 光刻机的净销售收入占比呈现波动下降的趋势，EUV 光刻机净销售收入占比则稳 中有升，2019 年第二季度 ArF i、EUV 光刻机的净销售收入基本持平。随 EUV 光刻技术逐 渐成熟，未来 EUV 光刻机对净销售收入的贡献率仍有望提高。

深剖财务数据，看公司业绩如何发展变化?

1. 业绩情况：季度业绩呈现周期性波动，1993-2018 年复合增速达 24%

年度情况：二十五年来营收实现近71 倍的增长，净利润实现了近 208 倍的增长

从年度指标上看，自 1993 年以来ASML 的净销售收入和净利润虽有波动，但总体呈明显的 上升趋势。

从销售净收入上看，可以分为六个阶段，第一阶段：1993-2003 年，是缓慢增长期，净销售收入在十年内几乎没有大幅度的增长。

第二阶段：2003-2007 年，是两倍增长期，这一阶段净销售收入急速增长，从 2003 年的 17 亿增长到2007 年的 52 亿美元，实现了近两倍的增长。

第三阶段：2007-2009 年，急速下滑期，经历了五年的急速增长后，ASML 进入急速下滑的 两年，到 2009 年净销售收入几乎回到了 2003年的水平，只有 20亿美元左右。

第四阶段：跨越两连增，2009-2011，这两年是具有跨越意义的两年，2010 年净销售收入到 达近 60 亿美元，2011 年到达近 80亿美元，从此ASML的营业收入进入一个新的体量。

第五阶段：2011-2016，缓慢增长期，在这五年内净销售收入基本维持在80 亿元左右，有缓 慢增长趋势。

第六阶段：2016-2018，百亿新阶段，这两年内 ASML 又实现了快速增长，且在 2017 年净 销售收入首次突破一百亿美元，进入一个新的体量。

经历了六个阶段，2018 年 ASML实现年净销售收入 129.26 亿美元，同比增长 22.1%， 1993-2018 年复合增速 19%。2018 年实现净利润 31.94 亿美元，同比增长 36.21%， 1993-2018 年复合增速 24%。

净销售收入中，有 70%左右来源于光刻机系统的销售，30%左右来源于服务和现场期权的销 售。2018 年，系统净销售额同比增长 28.6%，服务和现场期权净销售额同比增长 5.8%。系 统净销售额的增长主要是由于所有产品中销售的系统数量的增加，特别是高端系统销售额的增加。内存部门是最大的终端用户增长驱动力，增长超过 50%，而逻辑部门是ASML EUV 系统的最大消费者。从销售市场来看，净销售收入三大来源地是台湾、韩国、美国，共占比 70%左右。

从年度利润率上看，ASML 的毛利率和净利率较为稳定。除了 2001 年、2009 年前后出现较 大波动外，毛利率和净利率总体呈现小幅上升趋势，从 1993 年到 2018 年毛利率由25.8% 上涨到 46%，净利率由 8.5%上涨到24.7%。从 2017 年的44.9%上升到 2018 年的46.0%， 主要是受高端系统利润率提高的推动。

季度情况：净销售收入和净利润呈现周期性波动

从季度指标上看，净销售收入和净利润规律性地呈现周期性波动，在 2011 年第二季度、2014 年第一季度、2018 年第四季度前后出现峰值，峰值前后变动趋势相反。从2019 的情况来看， 2019 年第一、二季度实现净销售收入分别为 25.31、28.85 亿美元，实现净利润分别为 4.06、 5.36 亿美元。

从季度利润率上看，ASML 的毛利率和净利率相对较为稳定，毛利率在 40%的水平上下波 动，净利率在 20%的水平上下波动。

2. 研发情况：研发投入高达17.46 亿美元，专利和专利申请数量高达 1.2万项

ASML 的研发投入数额巨大，呈稳定增长趋势。2018 年 ASML 的研发费高达17.46 亿美元， 占净销售收入的比重为 14.4%；从公司财报数据上看，截至 2018 年 12 月 31 日，ASML 在 全球主要设备和芯片制造国拥有约 12000 项专利和专利申请，新专利申请大约有 300 项。

3. 费用情况：费用支出占比呈下降趋势，2018 年占比降至 4.46%

ASML 的销售成本、综合开销及行政管理费用及占销售收入的比例较低，并且占比呈现下降趋势，从 2014 财年的 5.48%下降到 2018 财年的 4.46%。2018年销售成本、综合开销 及行政管理费用仅 5.41 亿美元，占净销售收入的比例只有 4.46%。

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