一家隱遁多年的昔日光刻機巨頭，正用顛覆性技術撕開ASML壟斷光刻機的鐵幕。

01

尼康光刻機雙線突圍

當ASML沉浸于EUV光刻機的絕對壟斷時，尼康的工程師正在東京實驗室調試一臺沒有掩模的光刻設備，這臺機器或將改變半導體行業的力量平衡。

2025年7月，日本東京，尼康宣布推出其首款面向半導體后道工藝的光刻系統DSP-100，支持最大600mm×600mm的大型基板，采用無掩模技術，每小時可處理50片基板。

這一創新設備瞄準了先進封裝領域，避開了ASML牢牢掌控的前道光刻機市場。

更早之前，尼康已悄然布局另一條戰線：2025年初宣布將在2028財年推出與ASML浸沒式ArF光刻生態兼容的新型光刻機。這家曾因技術路線選擇失誤而失去光刻機王座的公司，正從成熟制程和先進封裝兩個維度發起戰略反攻。

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后摩爾定律戰場

封裝技術成新賽點

芯片制造業的戰場正在轉移。當晶體管微縮逐漸逼近物理極限，半導體巨頭們紛紛將目光轉向了封裝技術這片新戰場。生成式AI催生出千億參數大模型，數據中心里的芯片封裝成本已占芯片總成本的三成。

傳統300毫米晶圓的生產模式在AI時代顯得捉襟見肘。臺積電、英特爾和三星緊急推進面板級封裝（PLP）技術，將基板尺寸提升到510×515毫米，但這僅僅是開始。

封裝技術已成為半導體行業的新賽點。2024年全球半導體設備銷售額達1090億美元，其中光刻機占比24%，位居第一大品類。在這個規模超260億美元的市場中，ASML以61.2%的絕對份額稱王，尼康僅占6%的銷售額份額。

然而在先進封裝領域，游戲規則正在被尼康重新書寫。

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后道工藝突破

重塑先進封裝游戲規則

半導體制造領域，光刻技術分為前道和后道兩大陣營。前道光刻追求極致精度，用于芯片制造；后道光刻則專注于封裝環節的微細線路整合。當ASML在前道市場構筑壟斷壁壘時，尼康選擇在后道工藝開辟新戰場。

DSP-100光刻機代表了尼康的技術融合戰略。這款設備結合了半導體光刻機的高分辨率技術與平板顯示曝光設備的多鏡組技術，實現了1.0μm L/S的高分辨率和≤±0.3μm的重合精度。

無掩模技術是顛覆傳統的核心創新。傳統光刻機依賴印有電路圖案的光掩膜，而DSP-100通過空間光調制器（SLM）將電路圖案直接投射至基板。這一突破消除了光掩膜尺寸的限制，使設備能夠靈活應對大型先進封裝需求，同時顯著降低開發成本并縮短交付周期。

生產效率的飛躍同樣令人矚目。以100mm見方的大型封裝為例，DSP-100處理600×600mm方形基板的生產效率是傳統300mm晶圓的9倍。尼康工程師還解決了先進封裝中常見的基板翹曲和形變問題，通過高精度補正技術保障了產品質量。

這款設備的誕生恰逢其時。隨著生成式AI爆發，對高性能芯片的需求激增，芯粒（Chiplet）技術和面板級封裝（FOPLP）正在推動半導體封裝技術革新。尼康DSP-100正是瞄準了這一快速增長的市場空白。

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巨板革命，尼康的降維打擊

尼康DSP-100系統的技術突破堪稱一場“巨板革命”。這塊600×600毫米的超大基板在半導體封裝領域前所未見。尼康工程師將平板顯示器部門的“多鏡頭陣列”專利巧妙移植到半導體光刻領域。

16組鏡頭同步雕刻，將誤差壓制在±0.3微米以內——如同用一支由16位畫家同步工作的筆，在一枚郵票上精準刻出《清明上河圖》。

尼康的革命性創新在于徹底摒棄了傳統光掩模。DSP-100使用空間光調制器（SLM） 作為數字畫筆，i-line光源直接在基板上“打印”電路。這一變革將設計迭代周期從月級壓縮到周級，ChatGPT訓練新模型再無需苦等光罩廠排期。

效率數據令人震撼：510×515毫米基板每小時處理量達50片；當600毫米全尺寸基板火力全開時，產能比300mm晶圓高出9倍。尼康內部測算顯示，單顆AI加速器封裝成本可降低50%。

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成熟制程市場

中國戰略的精準卡位

尼康的雙線戰略中，中國市場成為成熟制程布局的關鍵棋子。

在美國對華實施先進光刻機出口管制的背景下，尼康做出了一個精明決策：向中國出口不受管制限制的成熟設備。

2024年，尼康投放了采用i-Line光源技術的新產品，這是該公司時隔24年再次推出采用成熟技術的光刻機。這些設備可用于制造要求耐久性的功率半導體等產品，價格比佳能同類產品便宜20%-30%。

尼康精機業務負責人濱谷正人明確表示：“正與日本經濟產業省討論，認為新款光刻機沒有問題，將在中國市場積極銷售。”這一表態凸顯了尼康在中國市場的戰略決心。

尼康的成熟制程光刻機定位精準。據2024年數據，ASML在全球IC光刻機市場占據88%的份額，在EUV領域更是實現完全壟斷。而尼康僅占全球光刻機市場的7%，明顯落后于ASML的62%和佳能的31%。

成熟制程成為中國半導體產業發展的現實選擇。在美國出口管制下，中國無法獲取EUV等先進光刻設備，但物聯網、汽車電子等領域對成熟制程芯片的需求持續增長。尼康的i-Line光刻機正好填補了這一市場空缺。

尼康的財務數據也反映了這一戰略的必要性，公司預計2023財年合并利潤將同比減少22%，降至350億日元，精機業務表現低迷。開拓中國市場成為尼康扭轉業務頹勢的關鍵舉措。

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生態兼容策略

浸沒式市場的正面交鋒

尼康的野心不止于后道工藝和成熟制程。在2025財年第三季度財報會議上，尼康透露正在開發一款與ASML主導的浸沒式ArF（ArFi）光刻生態兼容的新型光刻機，預計2028財年推向市場。

這一策略直擊客戶痛點。尼康預見，隨著DRAM內存和邏輯半導體技術向三維化發展，浸沒式ArF光刻技術的需求將持續上升。新設備將兼容ASML的設備生態，便于用戶從ASML平臺轉向尼康平臺。

歷史教訓塑造了尼康的務實策略。在193nm干式光刻機時代，尼康和佳能曾占據領先地位。但在下一代光源的選擇上，尼康錯誤地選擇了開發154nm波長光源，而臺積電提出的浸潤式方案則采用了不同的技術路徑。

這一決策失誤導致尼康在光刻機領域的領先地位喪失。2004年，ASML與臺積電合作推出了世界第一臺浸潤式光刻機ArFi，此后ASML在市場上獨占鰲頭。尼康被迫放棄154nm光源研究，轉而開發浸潤式光刻機，但已落后于ASML。

尼康在浸沒式光刻領域已有技術積累。2024年，該公司推出了NSR-S636E浸潤式ArF光刻機，這是尼康生產率最高的光刻機產品，生產效率提升了10-15％。但要在高端市場挑戰ASML，尼康仍需突破。

ASML在高端市場的壟斷地位依然穩固。2024年，ASML的EUV光刻機出貨量為44臺，價值量占其總銷售額的38%；ArFi光刻機銷量129臺，銷售額占比約44%。更令人生畏的是，ASML正在研發下一代Hyper NA EUV光刻機，其數值孔徑將達到0.75，支持0.2nm以下的制程節點。

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中國市場的戰略支點

地緣政治中的商業智慧

尼康的雙線戰略中，中國市場扮演著多重角色。它既是成熟制程設備的出口目的地，也是全球半導體產業鏈重構的關鍵變量。

美國對華實施出口管制后，EUV等先進光刻機、材料被禁止對華出口。這導致2024年第四季度，美國取代中國大陸成為ASML的最大客戶，占比28%，而中國大陸市場占比降至27%。

這一市場變化為尼康創造了戰略機遇。尼康積極與日本經濟產業省溝通，確保其成熟制程設備可以合法出口中國。與此同時，中國本土半導體設備企業也在快速成長，上海微電子等公司正致力于高端光刻設備的研發。

尼康的成熟制程設備正好滿足了中國半導體產業的發展需求。隨著中芯國際、華虹半導體、長江存儲等本土晶圓廠擴產，中國市場對成熟制程設備的需求持續增長。尼康的i-Line光刻機以比佳能便宜20%-30%的價格優勢，成為極具競爭力的選擇。

中國在半導體材料領域的進步也為尼康創造了協同機會。國內電子特氣企業金宏氣體、華特氣體、南大光電等紛紛取得突破，產品已進入臺積電、美光、中芯國際等國際頭部晶圓廠供應鏈。這些材料企業的發展將降低尼康設備在中國市場的運營成本。

尼康的DSP-100后端光刻機同樣瞄準了中國市場。隨著中國芯片設計公司大力發展AI芯片，對先進封裝的需求激增。尼康的大尺寸基板處理能力和高生產效率，正好契合中國半導體產業在先進封裝領域的發展需求。

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技術路線之爭

納米壓印與光刻的未來

在光刻技術發展的重要轉折點，納米壓印技術（NIL）正成為新的競爭焦點。這種無需EUV即可制造5納米芯片的技術，具有低成本和高能效的優勢，可能改變光刻技術格局。

佳能已率先行動，其納米壓印光刻系統可用于生產5nm芯片。尼康也宣布正在研發后端工藝用光刻機，結合了高分辨率技術和多透鏡組技術，無需掩膜，使用SLM生成電路圖案。

中國科研機構也在探索顛覆性技術路徑。中國科學院成功研發固態DUV（深紫外）激光技術，可支持3nm半導體工藝，技術路徑與ASML、尼康、佳能的氟化氙準分子激光技術不同。華為聯合國內產業鏈自主研發的EUV光刻機已進入試生產階段，采用哈工大放電等離子體極紫外光源技術。

這些技術探索可能重塑全球光刻機競爭格局。尼康的DSP-100后端光刻機代表了另一種創新方向——不追求最尖端制程，而是通過提升生產效率和降低成本來贏得市場。

尼康的技術路線選擇反映了其對半導體產業發展的深刻洞察。隨著摩爾定律逼近物理極限，先進封裝和芯粒技術成為提升芯片性能的重要路徑。尼康DSP-100支持的大尺寸面板級封裝，正是這一趨勢的體現。

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三強爭霸

ASML的護城河受考驗

面對尼康的突襲，光刻機三強爭霸戰火重燃。就在尼康發布DSP-100前兩周，ASML于7月初緊急推出了自己的面板級封裝方案；應用材料則押注混合鍵合技術。但尼康的物理尺寸壓制堪稱降維打擊——600毫米基板能容納的計算芯粒和HBM4存儲堆棧數量碾壓所有對手。

當然，ASML的護城河依然深厚。在價值264億美元的光刻機市場，這家荷蘭巨頭掌握著全球唯一的EUV光刻技術，7納米以下工藝由其獨家壟斷，其NXE：3800E EUV光刻機單臺售價已超1.9億歐元，構筑了難以逾越的技術壁壘。

不過尼康的側翼進攻已顯現成效，隨著美國、日本、荷蘭聯合實施出口管制，中國等關鍵市場正在加速國產替代。2024年中國貢獻了ASML 90億歐元收入的41%，但2025年一季度占比驟降至27%。

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中國變量，國產替代的加速器

中國市場的變動為光刻機格局增添了新變量。中國已啟動 國家集成電路產業投資基金第三期，投入3440億元人民幣重點扶持光刻機產業鏈。上海微電子負責整機集成，長春光機所攻關物鏡，北京科益虹源研發激光光源，華卓精科突破雙工件臺技術。

“本地光刻工具仍是空白點，中國遠未實現自給自足，”一位供應鏈高管坦言，“多數中國生產線仍使用ASML或尼康的老款設備”。但變化正在發生——中國90納米光刻機已量產，28納米浸沒式技術正在攻關。

總的來說，光刻機的權力游戲從未停歇。ASML的危機并非源于技術落后，而是壟斷生態下的創新惰性與地緣枷鎖。尼康的卷土重來，恰似當年ASML以“開放式創新”逆襲的復刻——歷史總在證明：金飯碗最脆弱的裂縫，往往來自輕視對手的傲慢。

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編輯｜張毅

主編｜黎坤

總編輯｜吳新

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