光刻机是半导体设备中最昂贵、最关键、国产化率最低的环节，其中光学系统是光刻机的核心，光刻机制程越小，对光学系统的精度要求越高，目前仅有 少数公司(德国蔡司、 日本佳能、尼康)具备光刻机超精密光学系统供应能力。国产的物镜系统已实现了工艺上的突破，但工艺指标差距仍大，未来国产化道路依旧任重道远。
1) 光刻机:千亿市场ASML、 佳能、尼康三分天下
2022年全球前三大光刻机厂商出货量达到551台，同增15%;市场规模达196亿美元，同增26%。从销售金额来看，ASML、佳能、尼康市占率为82%、10%、 8%。四种主流i-line、KrF、ArF、EUV光刻机中，EUV光刻机技术最先进、可用于10nm以下的先 进制程，ASML 在EUV光刻机市场为绝对垄断。
预计2022年中国光刻机市场规模达27 亿美元，伴随荷兰、日本、美国加大半导体设备出口限制，光刻机国产化意义重大。
国产光刻机的主要企业为，上海微电子，其自主研发的600系列光刻机突破了外国光刻机卡脖子，可批量生产90nm工艺的芯片。早于“十二五期间”国家启动02专项，重点进行45-22nm关键制造装备攻关等项目。
2)光刻机光学:全球市场达35亿美元，蔡司收入规模、研发投入、技术水平遥遥领先
光刻机光学系统的作用是通过光学透镜将芯片图案缩小并映射到硅片上，是整个光刻机的核心，光刻机光学部件的精度和性能决定了芯片的制造精度、性能、成本、效率。
蔡司为ASML的光学部件独家供应商，蔡司的光刻机光学部件约占ASML产品成本的26%。2022年蔡司半导体收入为28亿欧元，我们估算全球光刻机光学部件市场规模为35亿美元，中国光刻机光学部件市场规模为5亿美元。
蔡司自1846年创立，2022年蔡司收入、净利达88、12亿欧元，2015-2022年CAFR达10%、28%，毛利率超55%。2022年四大部门半导体、工业、医疗、消费光学收入占比为31%、24%、26%、18%。2022年蔡司研发费用达11.5亿欧元、研发费率达13%;2020年蔡司半导体制造业务研发投入达3.3亿欧元，研发费率达18%。
3.2 EUV反射系统之难:原子级平整度，仅蔡司有生产能力
不同于DUV光刻机的物镜系统, EUV光刻机采用的是带有镀膜的非球面镜组成的离轴反射 系统，难点主要在于: 1)原子级平整度要求。ASML 的EUV光刻技术采用了极紫外线作为光源。极紫外线又称为软x射线，其波长短、穿透性强，DUV所用的透射式系统无法使极紫外线偏折，故而物镜系统中只能使用全反射的投影系统。由于EUV能量很高,可以引起反射镜表面的化学反应和损伤。反射镜需要通过高度纯净的材料和表面镀层，同时也需要非常精确的表面形状和光学特性来最小化能量损失。镀膜方面，由钼和硅的交替纳米层制 作、最高达100层，且多层膜厚度误差在0. 025nm (原子级别)。平整度方面，非球面镜 面型精度误差低于0. 25nm。因此EUV反射镜被誉为“宇宙中最光滑的人造结构”、“世界上最精确的反射镜”。2)真空洁净度要求。由于绝对的平整度要求，任何环境中的微小颗粒都会对工艺质量造成极大破坏，所以整套系统要求极高的真空洁净度，蔡司位于Oberkochen的实验室能达到该要求。
