光刻是半導體晶片生產流程中最複雜、最關鍵的工藝步驟，耗時長、成本高；光刻機的技術水平決定了晶片的製程工藝，所以光刻機占據著極為重要地位。全球光刻機設備市場占有率高度集中，據芯思想研究院的統計，僅阿斯麥（ASML）一家就占據了全球近七成的市場，ASML 的技術水平代表了世界頂尖的技術水平。以阿斯麥（ASML）為例，智芯研報推出【光刻領域系列專題】，將對ASML進行深度解讀，探究ASML 如何在不具備先發優勢的情況下逐步占據市場統治地位，找尋國內光刻機領域產業的發展機會。

本文為本期專題的第二篇，從產品信息，財務情況，探究ASML如何造就市場護城河。

光刻歷史：從 g-Line 到 EUV，歷經五代實現 7nm 工藝節點

隨著光源的改進和工藝的不斷創新，光刻機經歷了五代產品的發展，每一代在光源、波長、 設備、最小工藝節點上都實現了較大突破。

第一代光刻機光源是 g-Line，波長為 436nm，可以滿足 0.8-0.35 微米製程晶片的生產，對 應設備有接觸式和接近式光刻機。第二代光刻機光源是 i-Line，波長為 365nm，同樣可以滿 足 0.8-0.25 微米製程晶片的生產。第三代光刻機光源是 KrF，波長為 248nm，最小工藝節 點提升至 180-130nm 水平，在光刻工藝上也採用了掃描投影式光刻，即現在光刻機通用的，光源通過掩模，經光學鏡頭調整和補償後以掃描的方式在矽片上實現曝光。第四代光刻機光 源是 ArF，波長為193nm，最小製程提升至 22nm的水平。第四代光刻機是目前使用最廣的 光刻機，也是最具有代表性的一代光刻機。第五代光刻機光源是 EUV，波長為 13.5nm。

第一到四代光刻機使用的光源都屬於深紫外光，第五代 EUV 光刻機使用的則是波長 13.5nm 的極紫外光。從第一代到第四代光刻機的波長不斷減短，工藝節點不斷提高，光刻機技術由 落後逐步邁向成熟，目前該技術已至爐火純青。第一代光刻機（g-Line 光源）由於工藝較為 落後，目前已被市場淘汰；第二至第五代在市場上仍在銷售，第五代是目前最為先進的一款 產品，目前製程節點可達 5 納米。

1. 產品組合：以三種光刻機為核心，輔之以應用組合

ASML 致力於為客戶提供整體光刻解決方案，主要有光刻機系統、應用組合兩大產品，以光刻機系統為核心，輔之以應用組合。

ASML 提供的光刻機產品種類豐富，主要涉及三大類，分別是翻新的 PAS 5500 光刻機、DUV 光刻機、EUV 光刻機，同時涉及低、中、高、超高端市場。根據公司年報，ASML 的超紫外光 DUV 光刻系統占 6 成以上的營收。除了光刻機系統，ASML 還提供計量和檢測系統、計 算光刻和軟體解決方案等應用組合。

1.1. 核心產品：光刻機產品種類豐富，同時涉及低、中、高、超高端市場

ASML 提供的光刻機產品種類豐富，有三大類別分別是翻新的 PAS 5500 光刻機、DUV 光刻 機、EUV 光刻機，同時涉及低、中、高、超高端市場。

三大類代表的是光刻機的技術的不斷演進、製程節點的不斷提高，從 PAS 5500 到 DUV 再到 EUV，最高可實現的製成節點從 90nm到 10nm到 5nm。三類產品價格上也是不斷提高， PAS5500 是最具價格優勢的系列，到 EUV 光刻機的價格昂貴，單價到達 1.2 億美元。

翻新的 PAS 5500 光刻機：價格較低，將逐步被市場淘汰

ASML 通過不斷地技術更新，為客戶提供了升級和翻新的系統 PAS5500，該產品的核心優勢 在於價格，他幫助客戶節約了成本、提高了資金使用效率；但是由於技術較為落後，目前ASML 已經停止生產 PAS 5500，該系列未來將逐步被市場淘汰。

DUV 光刻機：浸沒式光刻機突破 193nm 波長，可實現10nm 製程節點

ASML 提供的 DUV 光刻機分為浸沒式和乾燥式；浸沒式 DUV 光刻機的突破性在於將波長縮 短到 134nm，最高可以實現 10nm製程節點，規格主要有四種。

其中 TWINSCAN NXT：2000i是最先進的浸沒式光刻系統，正在大規模製造 7 納米邏輯和 高級DRAM 節點，該系統提高了投產時間，在 15 周內達到了>平均中斷時間(MTBI) 150 小 時的性能水平，這比以前的 NXT1980i 快了近 40%。TWINSCAN NXT：1980Di於 2015 年 推出，具有高生產率和高可靠性，是一種高效的雙級浸入式光刻工具，可用於在低於 10 納 米的節點上批量生產 300 毫米矽片。TWINSCAN NXT：1970Ci 和 1965Ci 均採用雙階段概 念，有較高生產率和出色的圖像解析度。

DUV 光刻機：乾燥式光刻機技術位於落後水平

乾燥式光刻機系統，一直無法突破 193nm 的波長，最高可到達 55nm 的製程節點，技術較 為落後。

主要有四類，分別是 TWINSCAN XT：1460K、1060K、860M、400L。TWINSCAN XT：1460K 是最新一代的雙級 ArF 「乾式」光刻系統，與以前的型號相比，它提供了出色的覆蓋和成像性能以及 30%的生產率提升。TWINSCAN XT：1060K 是 ASML 最先進的KrF 雷射光刻系 統，有同類產品中最佳的解析度和疊加效果。TWINSCAN XT：860M是雙級 KrF 步進掃描 光刻系統，用於在 110nm 解析度和低於 110nm 解析度下生產 200mm 和 300mm 的晶片。TWINSCAN XT：400L 是 ASML 最新一代的 i-Line 雙級光刻系統，可用於 200 和 300 mm 晶圓生產。

EUV 光刻機：高度技術壟斷，價格昂貴，單價高達上億美元

EUV 光刻機是最為先進的一代光刻機，EUV 光刻機採用波長為 13.5nm 的極外紫光做光源, 最高製程節點目前可達 5nm。TWINSCAN NXE：3400B是 ASML 最新一代的 EUV 光刻系 統，結合了高生產率、最高解析度、最先進的覆蓋和聚焦性能。目前全球只有 ASML 生產該 設備，在 EUV 光刻機領域 ASLM 掌握了獨家壟斷權。

EUV 光刻機使得流程得到簡化，設備性能得到提高。EUV 光刻機擁有一流的疊加性能和聚 焦性能，與多模式方案相比，EUV 光刻機使成本降低 15%至 50%，周期時間縮短了 3 到 6 倍，並且 EUV 光刻機擁有極高的解析度。

目前 ASML 正在開發下一代的EUV 光刻系統，據官網披露，2018 年4 月已收到了下一代系統的首批訂單，三個客戶訂購了研究級的 High NA 系統，總共訂購了 4 個工具，另外還有 8 個卷系統的選項；計劃在 2021 年開始發貨。有了這項技術，半導體行業將能夠以更低的成本生產出性能更好的微晶片，並且更高的數值孔徑光學將進一步降低光刻過程中的臨界尺寸。 目前 EUV 系統的光學系統數值孔徑為 0.33，而新光學系統的數值孔徑為 0.55，可以實現幾 代幾何晶片縮放。

1.2. 其他產品：通過收購與整合，拓展電子光束解決方案等應用組合

ASML 不斷走向整體光刻道路，通過收購與整合，ASML 拓展了計量和檢測、計算光刻和軟 件等產品組合，涵蓋從研發到批量生產的每一步製造流程。

YieldStar 光學計量解決方案

YieldStar 光學計量解決方案可以快速準確地測量晶圓上圖案的質量，ASML 主要提供三種規 格的 YieldStar 系統，分別是 YieldStar 375F、380G、1375F。2018 年，YieldStar375 在所 有主要內存製造商中被大規模採用，可實現 425-880 納米範圍內的連續波長、無間隙地進行測量，波長切換時間快，其多波長採集移動獲取測量時間比 Yieldstar 350E 提高了 50%。在 採用 YieldStar 之後，內存製造商的覆蓋性能得到顯著改進。

電子束計量和檢測解決方案

2016 年，ASML 通過收購領先的電子束測量工具 HMI公司，進一步拓展了 HMI電子光束解 決方案業務。自收購 HMI以來，ASML 提供了多個ePfm5 系統，這是一種模式保真度計量 工具，為客戶提供了檢測模式缺陷的增強功能。客戶通過 HMI的計量技術和 Brion 的計量軟 件和機器學習技術，能夠大幅提高晶片圖形的準確性。ePfm5 設備基於單光束技術，將根據計算光刻模型引導到關鍵區域（即感興趣的區域）。2018 年，ASML 在多波束技術上也取得了重大突破，首次在概念驗證系統上展示了 3x3 圖像，這將進一步推動提高模式保真度計量 的發展。

2. 銷售情況：ArF i、EUV 占據近八成銷售收入，EUV 銷售額追平 ArF i

從出貨量上看，2019 年第二季度出貨48 台光刻機，與第一季度持平。

從出貨品種上看，2019 年前兩季度出貨量最高的仍然是 ArF i、KrF 光刻機；但是ArF i 光刻 機出貨量出現減少趨勢，其部分市場被 EUV 取代； EUV 光刻機出貨量則出現高速增長趨勢， 2019 年前兩季度共出貨 11 台，較去年同期增長 37.5%。

從凈銷售收入占比上看，占比最大的是 ArF i、EUV 光刻機，共占據近八成的銷售收入額， 其中 ArF i 光刻機的凈銷售收入占比呈現波動下降的趨勢，EUV 光刻機凈銷售收入占比則穩 中有升，2019 年第二季度 ArF i、EUV 光刻機的凈銷售收入基本持平。隨 EUV 光刻技術逐 漸成熟，未來 EUV 光刻機對凈銷售收入的貢獻率仍有望提高。

深剖財務數據，看公司業績如何發展變化?

1. 業績情況：季度業績呈現周期性波動，1993-2018 年復合增速達 24%

年度情況：二十五年來營收實現近71 倍的增長，凈利潤實現了近 208 倍的增長

從年度指標上看，自 1993 年以來ASML 的凈銷售收入和凈利潤雖有波動，但總體呈明顯的 上升趨勢。

從銷售凈收入上看，可以分為六個階段，第一階段：1993-2003 年，是緩慢增長期，凈銷售收入在十年內幾乎沒有大幅度的增長。

第二階段：2003-2007 年，是兩倍增長期，這一階段凈銷售收入急速增長，從 2003 年的 17 億增長到2007 年的 52 億美元，實現了近兩倍的增長。

第三階段：2007-2009 年，急速下滑期，經歷了五年的急速增長後，ASML 進入急速下滑的 兩年，到 2009 年凈銷售收入幾乎回到了 2003年的水平，只有 20億美元左右。

第四階段：跨越兩連增，2009-2011，這兩年是具有跨越意義的兩年，2010 年凈銷售收入到 達近 60 億美元，2011 年到達近 80億美元，從此ASML的營業收入進入一個新的體量。

第五階段：2011-2016，緩慢增長期，在這五年內凈銷售收入基本維持在80 億元左右，有緩 慢增長趨勢。

第六階段：2016-2018，百億新階段，這兩年內 ASML 又實現了快速增長，且在 2017 年凈 銷售收入首次突破一百億美元，進入一個新的體量。

經歷了六個階段，2018 年 ASML實現年凈銷售收入 129.26 億美元，同比增長 22.1%， 1993-2018 年復合增速 19%。2018 年實現凈利潤 31.94 億美元，同比增長 36.21%， 1993-2018 年復合增速 24%。

凈銷售收入中，有 70%左右來源於光刻機系統的銷售，30%左右來源於服務和現場期權的銷 售。2018 年，系統凈銷售額同比增長 28.6%，服務和現場期權凈銷售額同比增長 5.8%。系 統凈銷售額的增長主要是由於所有產品中銷售的系統數量的增加，特別是高端系統銷售額的增加。內存部門是最大的終端用戶增長驅動力，增長超過 50%，而邏輯部門是ASML EUV 系統的最大消費者。從銷售市場來看，凈銷售收入三大來源地是台灣、韓國、美國，共占比 70%左右。

從年度利潤率上看，ASML 的毛利率和凈利率較為穩定。除了 2001 年、2009 年前後出現較 大波動外，毛利率和凈利率總體呈現小幅上升趨勢，從 1993 年到 2018 年毛利率由25.8% 上漲到 46%，凈利率由 8.5%上漲到24.7%。從 2017 年的44.9%上升到 2018 年的46.0%， 主要是受高端系統利潤率提高的推動。

季度情況：凈銷售收入和凈利潤呈現周期性波動

從季度指標上看，凈銷售收入和凈利潤規律性地呈現周期性波動，在 2011 年第二季度、2014 年第一季度、2018 年第四季度前後出現峰值，峰值前後變動趨勢相反。從2019 的情況來看， 2019 年第一、二季度實現凈銷售收入分別為 25.31、28.85 億美元，實現凈利潤分別為 4.06、 5.36 億美元。

從季度利潤率上看，ASML 的毛利率和凈利率相對較為穩定，毛利率在 40%的水平上下波 動，凈利率在 20%的水平上下波動。

2. 研發情況：研發投入高達17.46 億美元，專利和專利申請數量高達 1.2萬項

ASML 的研發投入數額巨大，呈穩定增長趨勢。2018 年 ASML 的研發費高達17.46 億美元， 占凈銷售收入的比重為 14.4%；從公司財報數據上看，截至 2018 年 12 月 31 日，ASML 在 全球主要設備和晶片製造國擁有約 12000 項專利和專利申請，新專利申請大約有 300 項。

3. 費用情況：費用支出占比呈下降趨勢，2018 年占比降至 4.46%

ASML 的銷售成本、綜合開銷及行政管理費用及占銷售收入的比例較低，並且占比呈現下降趨勢，從 2014 財年的 5.48%下降到 2018 財年的 4.46%。2018年銷售成本、綜合開銷 及行政管理費用僅 5.41 億美元，占凈銷售收入的比例只有 4.46%。

……未完待續……

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