科技突破的关键之战

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近期,日本光刻机行业的领军企业尼康发布了一份自其1917年成立以来最为严重的亏损报告:
预计在2025财年,尼康的亏损额将达到850亿日元,约合36.7亿人民币。
回顾1980至1990年代,尼康曾是全球光刻机行业的无可争议的领导者。
然而,在过去半年里,这家昔日的霸主仅售出9台设备,且均为技术落后的成熟制程老款机型,这对比之下凸显了日本国运的衰退。
与此同时,荷兰的ASML在2025年售出了327台光刻机,其中售价超过2亿美元的高端EUV设备出货量达到48台,稳固地掌握了全球高端市场,市值高达1300亿美元。
在过去十年(2016-2026),ASML的股价从50美元攀升至1500美元,涨幅高达30倍。
短短二十多年间,全球光刻机行业的这一巨大转变背后,反映了日本与欧美科技产业之间的一场关乎国运的较量。
而现在,中国的力量也在悄然崛起。
根据产业链的消息,截至2025年,上海微电子交付的28nm浸没式DUV光刻机已超过20台。
2026年1月17日,上海微电子在长三角半导体产业峰会上宣布,今年DUV光刻机的产能有望增至200台。
这将是我国国运发展史上的一个重要里程碑,我们期待着未来能够站在这一浪潮的顶端。
一、尼康的衰落之路。
许多人或许不知道,现在的尼康曾一度是光刻机领域的王者。
在20世纪70年代,尼康凭借其在相机镜头领域的卓越光学技术,成功进入半导体光刻设备市场,抓住了全球半导体产业的机遇,迅速崛起。
在80至90年代,尼康迎来了自己的黄金时代。
其推出的193nm干式光刻机凭借卓越的分辨率和稳定性,在全球市场上所向披靡,到1990年代中期,尼康在全球市场的份额一度超过50%。
当时,其竞争对手佳能也占据了40%的市场份额,两家日本企业共同垄断了全球光刻机市场的90%,形成了“日企双雄”的局面。
那时,美国光刻机行业的先驱GCA被迫走向破产,而ASML还只是欧洲的一个小型企业,市场份额不足5%,几乎无人问津。
作为行业的佼佼者,尼康是芯片巨头们争相合作的对象。
英特尔、AMD、IBM等美国大型企业为了获得尼康光刻机的供应,甚至派驻团队常驻尼康,旺季时,公司CEO们还需亲自前往尼康工厂,预付全款以确保能抢到设备名额。
尼康为英特尔定制的设备是其在1990年代始终领先AMD的关键。
这也是那个时代日本“技术立国”的象征。
然而,谁也没有料到,进入21世纪后,仅仅五年时间,尼康就被ASML超越,从此一蹶不振。尼康的连续溃败,根源在于其接踵而至的致命错误,最终导致了其陷入绝境。
首次致命错误。
2002年,成为尼康命运的转折点。当时,尼康所使用的193nm干式光刻机遭遇了技术瓶颈,而下一代157nm光源的研发陷入了困境。
台积电的专家林本坚提出了一项革命性的构想:在镜头与晶圆之间注入水,利用水的折射率来缩短等效波长,以此突破工艺的限制。
这一技术,即改变了半导体历史的浸没式光刻技术。林本坚带着这一创新的想法,立即联系尼康,寻求合作研发。
然而,那时的尼康正沉醉于干式光刻技术的先进性,对他的建议并未给予足够的重视。高管们在会议上直接质疑:
“若水污染了镜头,责任由谁承担?若气泡导致设备损坏,责任又由谁负责?”
尽管并非所有高管都如此傲慢,但更深层次的原因在于尼康已经在157nm干式技术路线上投入了数亿美元的研发资金。
若突然转向浸没式技术,意味着前期所有投资都将付诸东流,这种强烈的路径依赖使得尼康拒绝了创新的道路。
正如俗话所说,“光脚的不怕穿鞋的”。当时处于困境中的ASML,由于急需突破,反而愿意全力投入这条全新的技术路线。
ASML的技术主管马丁·范登布林克力排众议,积极推动与台积电的合作研发,终于在2004年推出了全球首台浸没式光刻机。
这款产品凭借其高精度和低成本,立刻在市场上引起了轰动。到了2005年,ASML的市场份额大幅上升至53.3%,超过了尼康的31.3%,成为光刻机行业的新领军者。
到了2006年,ASML的市场占有率更是突破了60%,而尼康则进一步下滑至24.5%。两者之间的差距扩大至2.5倍,格局发生了根本性的转变。
第二次致命错误。
此时的尼康虽然技术实力尚存,但正如俗语所说,“瘦死的骆驼比马大”,仍有扳回局面的机会。尼康决定赌上下一代EUV极紫外光刻技术,希望借此重返巅峰。
日本政府也认识到,这关乎国家命运的竞争。因此,他们积极牵头,组织尼康、佳能、东京电子等半导体设备龙头企业,共同投入数百亿日元进行研发,试图重现往日的技术辉煌。
然而,此时的光刻机行业,技术和生态系统已经变得极为复杂。一款高端光刻机通常需要10万个零部件,精度要求极高,且下游客户生态系统也变得更加复杂,韩国的三星、台湾的台积电等巨头正在快速发展。
2012年,精明的ASML与英特尔、三星、台积电三大芯片巨头达成协议,邀请他们共同投资ASML,形成利益共同体。
根据协议,这三家巨头将为ASML提供巨额研发资金,以换取未来EUV光刻机的优先订单和潜在的投资回报。随后,ASML在全球范围内拓展上游供应链,携手德国蔡司、美国Cymer等众多欧美国家细分领域的领军企业,打造了全球最强大的EUV研发联盟。
这相当于:欧美韩台最顶尖的研发资源和产业生态联合对抗日本一国的研发力量。
结果显而易见。
2017年,ASML率先实现EUV光刻机的量产并交付,成为支撑7nm及以下先进制程的核心设备,其领先优势持续增强。
而尼康,截至2018年,在EUV项目上投入超过千亿日元后,终于研制出一台原型机。
然而,由于技术指标落后,未能获得任何意向订单,最终只能无奈地宣布终止EUV的商业化开发,失去了翻盘的最后机会。
第三个致命失误。
尼康在市场策略上表现出了令人难以置信的愚蠢。
在2010年代,它就暴露出过度依赖英特尔这一单一客户的危险。
随着2024年英特尔巨亏,大幅削减资本开支,尼康的订单量直接降至个位数。
实际上,在2020年前后,尼康还有过一次重生的机会。
在2020-2024年,其光刻机对华销量占比一度超过40%,得益于大陆晶圆厂的扩产,需求巨大,这原本是尼康扭转业绩的绝佳机会。
然而,随着美国推动半导体设备出口管制,尼康选择跟随美国步伐,主动放弃中国市场,这个机会也随之化为泡影。
2025年,随着中国市场的丢失,英特尔停止芯片制造投入,尼康的光刻机业务大幅缩减。
2025年9月,尼康关闭了运营了58年的横滨工厂,曾经的光刻机霸主,彻底跌入谷底。
二、ASML的崛起之路。
许多人认为ASML的成功在于EUV技术的强大。
但实际上,EUV只是结果,其真正的核心在于它从一开始就选择了与尼康截然不同的道路。
尼康思想保守,而ASML积极拥抱创新;
尼康体制僵化,上游仅与日本供应商绑定,下游仅与英特尔这一大客户合作;
而ASML则选择了开放的全球协作之路,在全球范围内挖掘顶尖供应商,下游联合尽可能多的客户,通过资本入股的方式建立利益共同体,将合作伙伴尽可能多地纳入其中。
在浸没式光刻技术的路线选择上,ASML的创新意识表现得淋漓尽致;
在EUV光刻机的研发上,它整合全球、各行业供应链和生态的眼光,也是世界顶尖。
这种创新意识和整合全球资源所构建的闭环生态,才是它最强大的护城河。
如今,ASML垄断了100%的EUV市场,高端DUV市场份额超过90%,全球先进制程芯片都离不开ASML的设备。
它成为了芯片行业的“卡脖子”王者,享受着每年百亿美元级别的超额利润。ASML并未满足于现有的成就,而是持续在为未来的竞争布局。面对摩尔定律的临近极限,先进封装技术已成为提升芯片性能的关键途径,ASML将其视为未来十年的重大机遇。2025年10月,ASML推出了其首款先进封装光刻机TWINSCAN XT:260,这一产品在套刻精度和生产效率上实现了显著提升,迅速赢得了台积电、三星等关键客户的青睐,正式宣告其进军先进封装市场的决心。目前,ASML还在研发混合键合机台,旨在将光刻技术的精密控制应用于后道封装环节,努力成为覆盖整个半导体设备流程的平台型公司。
三、佳能的生存之道。
作为日本“光刻机双雄”之一的佳能,在过去20年中并未与ASML在高端市场正面竞争,而是选择了差异化竞争策略,并逐渐找到了自己的新市场。这种清醒的认识远胜于尼康。在2000-2010年代,佳能与尼康一样,错过了浸没式和EUV时代,一度陷入迷茫。但佳能很快调整了策略,明确认识到在波长竞赛上无法超越ASML。因此,佳能果断退出高端市场,并推进了两个重要战略。
首先,佳能专注于成熟制程的基础市场,专注于i-line、KrF等中低端光刻机,强化性价比,在二三线晶圆厂、功率器件、传感器等领域稳固了市场地位,并获得了稳定的客户和利润。
其次,佳能押注纳米压印(NIL)技术。这种技术与光学光刻完全不同,类似于盖章,将模板图案直接压印在晶圆上。其理论分辨率可媲美EUV,但成本仅为EUV的十分之一,能耗降低九成以上,有可能是颠覆EUV的重要技术方向。
2023年,佳能发布了其纳米压印系统,声称该系统能够生产5nm的芯片,并预计未来能够达到2nm的极限。目前,SK海力士已将该技术引入其闪存生产流程中。尽管这项技术目前仍面临模板寿命有限、缺陷控制困难等挑战,佳能并未放弃,持续进行研发和创新。2026年,公司又推出了晶圆平坦化技术。随着技术的不断进步,缺陷问题逐渐得到解决,佳能的市场前景再次变得乐观。
佳能的生存策略为所有二线企业提供了宝贵的启示:当主流市场被大型企业垄断时,正面竞争并非唯一选择。相反,企业应寻找差异化的市场路径,专注于细分领域,这样同样能够生存下来。生存是希望的基础,不断研发新技术,或许有一天就能抓住弯道超车的机遇。懂得进退和取舍是企业长期繁荣的关键。
四、中国光刻机的突破之路。
1. 上海微电子
尼康的衰落并不意味着ASML能在高端市场高枕无忧。中国的新兴力量正在悄然实现技术突破,其中上海微电子便是代表之一。
上海微电子成立于2002年,位于上海张江,自创立之初就承担着攻克国产光刻机的重任。然而,公司并未盲目追求高端技术。在面临西方技术封锁和零经验起步的困境下,上海微电子选择了“先易后难、循序渐进”的实际战略。公司首先从低端的封装光刻机入手,逐步向显示光刻和前道光刻机领域拓展。
2009年,上海微电子交付了首台封装光刻机,打破了国外的垄断;2016年,国内首台前道扫描光刻机交付,标志着公司正式进入晶圆制造生产线;2018年,90nm前道光刻机通过验收,实现了国产高端前道光刻机的零突破。这20年间,公司低调发展,积累人才,终于在2025年迎来了爆发。
首先,浸没式DUV光刻机进入量产阶段。2026年1月17日,在上海长三角半导体产业峰会上,上海微电子宣布其SSA800系列28nm浸没式DUV光刻机已交付中芯国际,并进入批量量产。目前产线良率已超过90%,单次曝光可实现28nm,多重曝光可达14nm和10nm,打破了国外在中高端DUV光刻机的垄断。今年的DUV光刻机产能预计将从去年的20余台扩大到50-200台。
其次,完成EUV原理验证。2025年9月24日,在第25届中国国际工业博览会上,上海微电子首次公开展示了极紫外(EUV)两镜投影微场曝光装置。这是一台EUV原理验证机,标志着国产EUV从原理研究进入了工程样机概念验证阶段。根据展示装置的核心参数,波长为13.5nm,分辨率接近7nm,验证了EUV光路、反射成像、真空环境的可行性技术。该设备最显著的特点是采用了双镜反射式投影系统,与ASML的多镜方案采用了不同的技术路径。
根据9月10日公布的专利《极紫外辐射发生装置及光刻设备(CN202310226636.7)》,该方案的核心优势在于能够实现带电粒子约束和氢自由基净化,有效降低镜组污染并延长使用寿命。
在今年1月17日的长三角半导体产业峰会上,上海微电子透露,基于LDP(激光诱导放电等离子体)技术的EUV原型机Hyperion-1已进入试产阶段,预计将在2026年第三季度完成量产验证。
第三,先进封装技术布局。
与ASML相似,上海微电子也在积极推动先进封装设备的研发布局。
去年,上海微电子将芯上微装(AMIES)分拆,专注于先进封装光刻机的研发。
今年1月,公司完成新一轮融资,估值达到280亿元,目标是为独立IPO做准备。
第四,供应链与生态建设。
作为光刻机国产化的代表,上海微电子的产品在业内估计比进口同类设备便宜约40%,性价比高,且交付周期更短。
上海微电子高端光刻机的量产,也将推动一批国产供应链企业的成长。
例如南大光电(ArF光刻胶)、奥普光电/茂莱光学(光学镜头)、华卓精科(双工件台)等。
上海微电子20多年来的成就,与其自身的努力和时代机遇密不可分。
从自身角度看,上海微电子采取了先易后难的现实战略,逐步向上突破,不盲目追求高端。
在某种程度上,这与佳能的发展路径有相似之处。
但更重要的是,时代机遇的把握。
近年来,上海微电子之所以能取得快速发展,与国家大战略紧密相关。
自2020年起,集成电路大基金加大资金投入,国家牵头中科院、复旦、交大等科研机构集体攻关,并统筹中芯、HW等下游企业反向投资,形成“产线即实验室”,边用边改、快速迭代等方法,最终实现了5年量产DUV,7年预计可量产EUV的目标。
当年,尼康的举国体制之所以失败,是因为日本单一市场的规模太小,无法获得海外市场客户,从而陷入加拉帕戈斯化的孤岛效应。
而中国则不同。
中国目前的工业规模世界第一,市场巨大,研发工程师数量也是全球罕见的。
这决定了在上海微电子的国运之战中,其道路比尼康容易得多。
2,芯碁微装
实际上,在中国光刻机市场上,上海微电子并非唯一的企业。
在其他细分领域,还有一些后来者居上。
例如这家A股企业:芯碁微装。
2015年,芯碁微装在合肥成立,先从PCB激光直写设备切入,迅速占领国内市场,并很快获得了60%的市场份额。公司逐步扩大业务范围至泛半导体领域,并于2021年成功登陆科创板,成为“直写光刻第一股”;2022年,公司推出晶圆级封装直写设备,正式进入先进封装领域,精准定位AI芯片及Chiplet技术的关键环节。到了2025年,芯碁微装业绩显著增长,实现营收14.08亿元,同比增长47.61%,净利润2.89亿元,同比增长80.42%。这一成绩主要得益于AI热潮下,PCB直写光刻设备需求激增,全球十大PCB龙头企业中有七家成为其重要客户。此外,公司的直写光刻设备已覆盖先进封装从面板到晶圆的各个阶段,开始收获订单。据机构信息,2025年公司的光刻设备已进入长电、通富的国产GPU、AI芯片先进封装生产线。2025年,公司先进封装业务设备订单占比16.58%,预计2026年将大幅提升至35%,成为新的增长动力。尽管公司规模不大,但其发展势头迅猛,具有黑马潜质。这主要得益于公司选择了差异化发展道路,并且从诞生之初就受益于中国半导体产业的飞速发展和AI需求的爆发。
回顾全球光刻行业三十年的发展历程,从尼康的衰落、ASML的崛起、佳能的稳健发展,再到中国企业的集体崛起,我们可以看到,科技行业没有永恒的霸主。只有那些不断进行创新、走差异化道路、善于整合资源、顺应时代潮流的企业,才能在浪潮之巅立足。
中国光刻机企业最大的幸运在于,他们拥有世界上最大的工业国市场、丰富的人才资源和资金支持,再加上西方封锁的推动力,他们天然地站在了风口上。只要企业保持清醒,在成熟制程、先进制程、先进封装的道路上攻坚克难,走出一条差异化的技术路线,未来必定充满希望。
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