1|请务必 仔细阅 读报告 尾部的 投 资评级说 明和声明 行业深度研究|光学光电子 以全球 光学 标杆蔡司为镜，看国内精密光学 发展趋势 精密 光学 行业深度报告 核心结论 行业评级 超配 前次评级 超配 评级变动 维持 近一年 行业 走势 相对表现 1 个月 3 个月 12 个月 光学光电 子 5.42 12.31 9.07 沪深 300 4.81 0.29-0.94 分析师 单慧伟 S0800522120001 相关研究 光学光电 子：禾 赛美 股 IPO 带来 短期催化，长期行业加速实现从 1-N 激光雷达行业点评 2023-02-08 光学光电 子：行 业实现 从 0-1，未 来重点关 注车型迭代 及 L3 自动驾 驶技术 突破 激光雷 达行业点评 2023-01-16 全球光学光电子行业 标杆。蔡司 成立 于 1846 年，至今已 有 177 年历 史。公司 以显 微镜 业务 起家，逐渐 形成 半导 体制 造、工业 质量与 研究、医 疗技 术和光学消 费品 市场 四大 业务 板块，22 年四 大业 务板 块 收入占 比 为 31%、24%、26%、18%。公司 业绩 持续 增长，22 年 营收、净利 润 为 87.5、11.6 亿欧 元，同比 16.3%、10.3%；2002-22 年 营收、净利 润 CAGR 分别 为 7.0%、15.8%。半 导 体 制 造：全 球 前 道 光刻 机 市 场 主要被 ASML、尼 康、佳 能 垄 断，2022年 三家 合计 出货 量 551 台。ASML 独 占鳌 头，系 EUV 唯 一制 造商。22 年光刻机出 货 345 台，其中 EUV 出货 40 台。高精 密光 学 镜片作 为“光刻 机之 眼”，是光刻 机 最 核心 部件。蔡 司凭借 自身 在光 学设 计、加工、检测 环节 的深 厚积累，全 球光 刻镜 头 市 占率 达 80%，是 EUV 极 紫外 光刻机 镜头 唯一 供应 商。医疗：1）眼 科手 术 器械：眼科 领域需 求刚性 且强烈，是具 有发展 潜力的 黄金赛道。据 蔡司 数据，2021 年 全球 眼科 手术 器械 市 场规模 为 132 亿 美元，同比增 长 19%，其 中蔡 司 21 年市 占率 约 为 11%，仅 次于爱 尔康 眼科；2）手术显微镜：伴随 着手 术 对于精 度更 高、更 清晰、更准确 的影 像需 求逐 步增长，手 术显 微镜 在手 术室 内实现 加速 渗透，推 动市 场规模 增长。蔡 司产 品矩阵丰富，不仅 具备 神经 外 科、眼科、耳 鼻喉 科、脊 柱外科、整形、牙 科、妇科手术 显微 镜，还推 出机 器人视 觉系 统，目前 公司 全球市 场份 额排 名第 一。工业量测：工业 量测 广泛 应用于 汽车 制造、航空 航 天、机械 等领域，市 场规模 稳 定 增 长。蔡 司 产品品类众多、技 术 先 进，新一代接触式扫描测量机SPECTRUM 让接 触式 扫 描测量 技术 成为 蔡司 全系 列测量 设备 标配，引 领三坐标测 量跨 入“全 扫描”时 代，同 时也 将触 脚延 伸 至更多 中小 用户。蔡司 收购 自动 化三 维坐 标测量 技 术及三 维测 试软 件、设 备 和系统 供应 商 GOM，产品组合 与 GOM 光学 3D 测 量技术 相结 合，进一 步开 拓工业 质量 与研 究市 场。显微镜：1）电子 显 微镜：目前，全球 电镜市 场竞争 格局基 本稳定，形成 了赛默飞（含 FEI）、日本 电 子、日立 高新、蔡司、TESCAN、COXEM 等几 大电镜巨 头。在中 国市 场，蔡司市 占率 为 22%，排 名 第一。2）光学显微镜：国内绝 大部 分实 验室 和科 研用高 端光 学显 微镜 主要 被 国外 厂商 徕卡、蔡 司、尼康、奥 林巴 斯垄 断。蔡 司在显 微镜 领域 积淀 深厚，具 备先 发优 势，其高端产品的 高性 能、高质 量、高 可靠性 和稳 定性 已得 到全 世界用 户的 信赖 与认 可。投资建议：近 年 来国 家战 略持续 向高 端制 造、自 主 可控倾 斜，高 端精 密光 学国产替 代趋 势确 定。看 好 国内厂 商不 断突 破核 心技术，加快 实现 高端 精密 光学国产 替代 进程。我们 给 予行业“超配”评级，重 点 推荐：永新 光学、茂莱光学、炬光 科技；建 议关 注：福 晶科 技、腾景 科技、福光 股份。风险提 示：高端 产品 推出 进度不 及预 期、境外 经营 风险等。-16%-12%-8%-4%0%4%8%12%2022-04 2022-08 2022-12光学光电子 沪深300证 券 研 究报 告 2023 年 04 月 18 日 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 2|请务必 仔细阅 读报告 尾部的 投 资评级说 明和声明 索引 内容目录 一、蔡司：全球光 学光电 子行业标 杆.5 1.1 历史 沿革：生产显 微镜 起家，逐 步拓展 产品矩 阵.5 1.2 主营 业务：立足光 学光 电子，布 局四大 业务板 块.5 1.3 财务 分析：业绩稳 定增 长，半导 体制造 占比提 升.6 二、全球光 学行业 标杆，开拓高端 光学蓝 海市场.7 2.1 半导 体制造：蔡司为 EUV 光学 镜片唯 一供应 商，地位显著.7 2.1.1 光 刻机：半导体 工业 皇冠上的 明珠.7 2.1.2 蔡 司：光 刻镜头 全球 龙头，EUV 光刻镜 头唯一 供应商.12 2.2 医疗：医疗 市场需 求稳 步提升，蔡司布 局眼科 器械 和术用显 微镜.12 2.2.1 眼 科手术 器械：全球 眼科器械 市场高 度集中，蔡 司排名第 二.12 2.2.2 手 术显微 镜：术 用显 微镜市场 空间广 阔，蔡 司为 第一大供 应商.13 2.3 工业 量测：高精度 测量 仪器发展 迅速，蔡司产 品技 术先进.14 2.3.1 工业 X 射 线检测：市 场增速稳 定，蔡 司产品 种类 繁多.14 2.3.2 三 坐标检 测：市 场空 间广阔，蔡司是 全球领 先的 三坐标 测 量生产 商.15 2.3.3 三 维测量 设备：收购 GOM 集团，巩 固自身 技术 领先地位.16 2.4 显微 镜：高 端显微 镜下 游需求旺 盛，蔡 司具备 深厚 的技术积 累.17 2.4.1 电 子显微 镜：市 场保 持稳步增 长，竞 争格局 相对 稳定.17 2.4.2 光 学显微 镜：发 展历 史悠久，蔡司布 局高端 光学 显微镜.18 三、重点标 的.20 3.1 永新 光学（603297.SH）：显微 镜业务 起家，横 向 拓展车载 光学、医 疗光学 及 半导体设备光学等 领域.21 3.2 茂莱 光学（688502.SH）：国内 领先的 工业级 精密 光学厂商，下游涵 盖半导 体 设备、生命医疗、AR/VR、航空航 天、激光雷 达等高 成长领 域.22 3.3 炬光 科技（688167.SH）：核 心底层 技术能 力“产生光 子+调控光子”全 球领先，持 续拓宽产品应用 领域.25 3.4 福晶 科技（002222.SZ）：全 球激光 晶体龙 头，持 续拓展激 光器件、光学 元件 产品.27 3.5 腾景 科技（688195.SH）：国 内精密 光学元 组件、光纤器件 领先厂 商.28 四、风险提 示.30 图表目录 图 1：蔡 司发展 历程.5 图 2：蔡 司业务 布局.6 图 3：蔡 司营业 收入及 同比.6 YWBYwPqNsRmNtNnOsPpQoPbRbPaQmOrRsQoNfQrRnRlOmNuNbRnMsOuOmOzRwMnOsN 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 3|请务必 仔细阅 读报告 尾部的 投 资评级说 明和声明 图 4：蔡 司净利 润及同 比.6 图 5：蔡 司分业 务收入.6 图 6：蔡 司分业 务收入 占比.6 图 7：芯 片晶圆 加工流 程.7 图 8：光 刻机简 易工作 原理 图.7 图 9：ASML 光刻 机发展 进 程.8 图 10：全球光 刻机出 货量（台）.8 图 11：全 球光刻 机市场 规 模.8 图 12：全球光 刻机市 场竞 争格局.8 图 13：2022 年全球 光刻机 市场份额（按出 货量计）.8 图 14：光刻机 五大核 心基 础硬件模 组.10 图 15：DUV 光 刻机光 学系 统.11 图 16：EUV 光刻机 示意图.11 图 17：眼科手 术下游 需求.12 图 18：眼科手 术器械 市场 竞争格局.12 图 19：中国眼 科器械 市场 规模及同 比增速.13 图 20：蔡司的 手术显 微镜 产品.14 图 21：全球工业 X 射 线检 测市场规 模及增 速.14 图 22：蔡司 METROTOM 测量连接 器.15 图 23：ZEISS SPECTRUM 产品图.16 图 24：测头可 实现水 平与 垂直方向 360 度 的自由 旋转.16 图 25：蔡司扫 描技术.16 图 26：蔡司收购 GOM.17 图 27：全球电 子显微 镜市 场规 模及 同比增 速.17 图 28：全球电 子显微 镜行 业细分市 场规模.17 图 29：中国扫 描电子 显微 镜市场规 模及同 比增速.18 图 30：中国扫 描电子 显微 镜市场竞 争格局.18 图 31：蔡司扫 描电子 显微 镜.18 图 32：全球光 学显微 镜市 场规模及 同比增 速.19 图 33：中国光 学 显微 镜市 场规模及 同比增 速.19 图 34：国内共 聚焦显 微镜 市场份额.19 图 35：蔡司光 学显微 镜.20 图 36：永新光 学营业 收入 及同比.21 图 37：永新光 学分业 务收 入占比.21 图 38：茂莱光 学营业 收入 及同比.22 图 39：茂莱光 学归母 净利 润及同比.22 图 40：茂莱光 学分业 务收 入占比.22 图 41：茂莱光 学分下 游收 入占比.22 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 4|请务必 仔细阅 读报告 尾部的 投 资评级说 明和声明 图 42：炬光科 技营业 收入 及同比.26 图 43：炬光科 技分业 务收 入占比.26 图 44：福晶科 技营业 收入 及同比.27 图 45：福晶科 技分业 务收 入占比.27 图 46：腾景科 技营业 收入 及同比.28 图 47：腾景科 技分业 务收 入.28 表 1：光 刻机发 展历程.7 表 2：全 球主要 光刻机 厂商 产品型号 及核心 参数.9 表 3：蔡 司在光 刻机镜 头的 布局.12 表 4：高 端精密 光学重 点标 的 Wind 一 致预测.20 表 5：茂 莱光学 业务布 局.23 表 6：茂 莱光学 主要下 游客 户收入占 比（收 入单位：百 万元）.25 表 7：炬 光科技 产品布 局.26 表 8：福 晶科技 产品布 局.27 表 9：腾 景科技 产品布 局.28 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 5|请务必 仔细阅 读报告 尾部的 投 资评级说 明和声明 一、蔡司：全球光学 光电子行业标杆 1.1 历 史沿 革：生 产显 微镜起 家，逐步拓 展产 品矩阵 蔡司是 全球光学行业 标杆 企业。蔡司 成立 于 1846 年，至 今已 有 177 年历 史。蔡司 以 生产显微镜 起家，逐渐 形成 半 导体制 造技 术、工 业质 量 与研究、医疗 技术 和光 学 消费品 市场 四大业务 板块，业 务遍 及全 球近 50 个 国家 和地 区，拥 有约 30 个 生产 工厂、60 家销售 和服务公司 以 及 27 个研 发基 地，是光 学和 光电 子领 域的 全球 标 杆企 业。生产显微镜起家，逐 步拓 展产品矩阵。1847 年，公司 开始 生产 显微 镜；1890 年，发 布第一款相机 光学镜 头，切 入 光学消费 品领域；1908 年，开始 转向眼 科测量 仪 器的研发，进入医疗 光学 领域；1931 年，开 始研 制电 子显 微镜，丰 富了工 业领 域的 产品 矩阵；1968 年，为 Telefunken 生产 用于 光 刻的新 型光 学器 件，标志 着公 司 进入 半导 体制 造领 域。图 1：蔡司发展历程 资料来源：公司 官网，西部证 券研发 中 心 1.2 主 营业 务：立 足光 学光电 子，布局四 大业 务板块 布局四大业务板块，产品 矩阵丰富。公司 业务可 划分 为 四个 部分，共 九个 战略 业 务单 元：半导体制造技术（Semiconductor Manufacturing Technology）：包括 光刻 光学、光掩膜 系统 和过 程控 制解 决方案，覆 盖了 微芯 片生 产的各 种关 键工 艺。工业质量与研究（Industrial Quality&Research）：1）工 业质量 检测：例 如坐 标测量机、三维 X 射线 检测 设 备等，被广 泛用 于汽 车、工 业、飞 机建 造、塑 料工 业等 领域，提供生 产质 量检 测；2）科 学研究 显微 镜：包含 光学、电子、离 子、X 射 线显 微镜，被广泛 用于 生命 科学、材 料研究、以 及制 药等 行业。医疗技术（Medical Technology）：包 含眼 科手术器 械 和手 术显 微镜 及可 视化 系 统。消费市场（Consumer Markets）：包 含视 觉护 理、摄影、运动 光学 等。蔡司 是世界上最大 的眼 镜镜 片制 造商 之一，除此 之外，还 为客 户提供 相机 和电 影镜 头、望远镜 等高端产 品。行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 6|请务必 仔细阅 读报告 尾部的 投 资评级说 明和声明 图 2：蔡司业务布局 资料来 源：公司 公告，西 部证 券研 发 中心 1.3 财 务分 析：业 绩稳 定增长，半 导体制 造占 比提升 业绩实现稳定增长，持 续投 入高研发。蔡司 过去20 年 业绩稳步 增 长，2002-22 年 营收CAGR 7.0%、净 利润 CAGR 15.8%。近几 年随 着半 导体 光刻 需求快 速增 加，公司 业绩 加速增 长。22 财年 收入 突 破 80 亿 欧 元，达 到 87.54 亿 欧元，同比 16.28%，归母 净利 润 11.55 亿欧元，同 比 10.34%。22 财 年公司 研发 费用 率 达 13%，研发 上保 持高 投入 保证 竞争优 势。图 3：蔡司营业收入及同比 图 4：蔡司净利润及同比 资料来 源：公司 公告，西 部证 券研 发 中心 资料来 源：公司 公告，西 部证 券研 发 中心 半导体 制造技术占比持 续提升。22 财 年，受益于 下 游旺盛需求，四 大板块业 务收入均实现二位 数增 长，分别 同比 增长 20.0%、14.7%、15.4%、12.6%。其中，半 导 体制造 技术业务 由 于下 游光 刻需 求快 速增加，近 两年 增长 加速，收入 占比 超 过 30%。图 5：蔡司分业务收入 图 6：蔡司分业务收入占比 资料来 源：公司 公告，西 部证 券研 发 中心 资料来 源：公司 公告，西 部证 券研 发 中心 半导体制 造 工业质量 与研究 医疗技术 光学 消费 品 半导体制造光学器件 半导体掩模解决方案 过程控制解决方案 工业质量解决方案 研究显微镜解决方案 眼科手术器械（眼科）显微手术 视觉护理 消费类光学产品（照相机镜头、望远镜等）-5%0%5%10%15%20%25%02,0004,0006,0008,00010,00020122013201420152016201720182019202020212022收入（百 万欧元）yoy（右 轴）-50%0%50%100%150%02004006008001,0001,2001,40020122013201420152016201720182019202020212022净利润（百万欧 元）yoy（右 轴）02000400060008000100002012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022(百 万 欧元)半导体制 造 工业质量 与研究 医疗 光学 消费 品23%22%24%20%20%23%26%25%29%31%31%28%28%28%30%30%29%27%27%26%24%24%24%25%24%27%26%27%27%27%26%26%26%25%25%22%22%22%21%19%19%17%19%18%0%20%40%60%80%100%2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022半导体制 造 工业质量 与研究 医疗 光学消费 品 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 7|请务必 仔细阅 读报告 尾部的 投 资评级说 明和声明 二、全 球 光 学 行 业 标杆，开 拓 高 端 光学 蓝 海 市 场 2.1 半 导体 制造：蔡司 为EUV 光 学镜 片唯一 供应商，地 位显著 2.1.1 光刻机：半导体工业 皇冠 上的明珠 光刻机是半导体工业 皇冠 上的明珠。芯 片前 道工 艺 七大设 备包 括光 刻机、刻 蚀机、镀膜 设备、量 测设 备、清 洗机、离子注 入机 和其 他设 备。光刻机 主要 作用 就是 将掩 膜板上 的芯 片电路转 移到 硅片，是 IC 制造中 最为 核心 的环 节。作为芯 片制 造过 程中 必不 可少的 精密 设备，光 刻机 性能 决定 了芯 片的制 程和 性能，因 此光 刻机被 誉为 半导 体工 业皇 冠的明 珠。工作原理：在 IC 制作 过 程中，激光 器作 为光 源发 射光束 穿透 掩膜 板及 镜片，经物 镜补 偿光学误 差，将 线路 图曝 光 在带有 光感 涂层 的硅 晶圆 上，然后 显影 在硅 片上，理论上 相当 于与照相 机加 投影 仪组 合。图 7：芯片晶圆加工流程 图 8：光刻机简易工作原理图 资料来 源：头豹 研究 院，西部 证券 研 发中心 资料来 源：头豹 研究 院，西部 证券 研 发中心 发展 历程：由 于光 刻机 直 接决定 了晶 体管 尺寸，而 晶体管 尺寸 对于 芯片 的性 能起决 定性 作用。因此 在半 导体 产业 不 断追求 芯片 尺寸 更小、性 能更强 的背 景之 下，光 刻 机也不 断创 新迭代。从最 早的 普通 光源 到使用 193nm 波长的 DUV 激光，再到 13.5nm 的 EUV 激 光，制程节 点已 提升 到 7-3nm。据 ASML，下 一代 EUV 0.55NA 光 刻系 统（将数 值 孔径 从 0.33提升 至 0.55）预 计 2025 年投产，进 一步 提高 芯片 生产效 率。表 1：光刻机发展历程 光源类型 波长 制程节点（nm）对应光刻机 代数 EUV 光源（Extreme Ultraviolet Lithography）13.5nm 7-3nm 极紫外式 光刻机 第五代 DUV 光源（Deep Ultraviolet Lithography）ArF+immersion 193nm（等效 134nm）45-7nm/130-65nm 浸入步进 式/步 进投影 式光刻机 第四代 F2 157nm ArF 193nm KrF 248nm 180.13nm 扫描投影 光刻机 第三代 汞灯光源 i-Line 365nm 800-250nm 接触式/接近式 光刻机 第二代 h-Line 405nm 第一代 g-Line 436nm 资料来 源：头豹 研究 院，西部 证券 研 发中心 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 8|请务必 仔细阅 读报告 尾部的 投 资评级说 明和声明 图 9：ASML 光刻机发展进程 资料来源：ASML 公 司公告，西 部证券 研发中心 市场格局：全 球光 刻机 市 场三足 鼎立，AMSL 龙 头 地位凸 显。全球 前道 设备 光刻机 市场 已基本 被 ASML、尼 康、佳 能所垄 断，2022 年三 家光 刻机 厂 商合 计 出 货量 达 551 台。按平均售价 测算，2022 年 全球 市场规 模 达 189 亿 美元。其中，ASML 独占 鳌头，22 年实 现光刻机出 货 345 台，其 中 EUV 光 刻机 出货 40 台，系 EUV 唯一 供应 商。据 ASML，公 司未来将大 幅提 升产 能，预 计 2025-26 年 将实 现年 产 90 台 EUV 光刻 机 和 600 台 DUV 光 刻机，并且 在 2027-28 年 增产 20 台 High NA EUV 光 刻机，未来 市场 潜力 巨大。图 10：全球光刻机出货量（台）图 11：全球光刻机市场规模 资料来 源：各公 司公 告，西部 证券 研 发中心 资料来 源：各公 司公 告，西部 证券 研 发中心 图 12：全球光刻机市场竞争格 局 图 13：2022 年全球光刻机市 场份额（按出货量计）资料来 源：头豹 研究 院，西部 证券 研 发中心 资料来 源：各公 司公 告，西部 证券 研 发中心 01002003004005006002017 2018 2019 2020 2021 2022尼康 佳能 ASML-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%024681012141618202017 2018 2019 2020 2021 2022市场规模（十亿 美元）yoy63%32%5%ASML佳能尼康 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 9|请务必 仔细阅 读报告 尾部的 投 资评级说 明和声明 表 2：全 球主要 光刻机 厂商 产品型号 及核心 参数 公司 型号 曝光方式 工艺节点（nm）激光光源 NA 产率（片/h）ASML XE:3600D 步进扫描 曝光（step-and-scan exposure）3/5 13.5nm EUV 0.33 160 NXE:3400C 5/7 13.5nm EUV 0.33 170 NXT:2050i 双重浸润 式步进 扫描曝 光（Double immersion step-and-scan exposure）38 193nm ArF 1.35 295 NXT:2000i 38 193nm ArF 1.35 275 NXT1980Di 38 193nm ArF 1.35 275 NXT:1470 步进扫描 曝光（step-and-scan exposure）57 193nm ArF 0.93 300 XT:1460K 65 193nm ArF 0.93 205 XT:1060K 80 248nm KrF 0.93 205 NXT:870 110 0.8 330 XT860N 110 0.8 260 XT:860M 110 0.8 240 XT:400L NA 350 365nm 高压放 电汞灯 0.65 230 尼康 NSR-S635E 浸润式步 进扫描 曝光（immersion step-and-scan exposure）38 193nm ArF 1.35 275 NSR-S622D 200 NSR-S322F 步进扫描 曝光（step-and-scan exposure）65 248nm KrF 0.92 230 NSR-S220D 110 0.82 230 NSR-SF155 NA 280 365nm 高压放 电汞灯 0.62 200 佳能 FPA-6300ES6a 步进扫描 曝光（step-and-scan exposure）90 248nm KrF 0.86 200 FPA-6300ESW 130 0.7 NA FPA-3030EX6 150 0.65 NA FPA-5550iZ2 NA 350 365nm 高压放 电汞灯 0.57 NA FPA-5550iX 500 0.37 FPA-3030i5a 350 NA FPA-3030iWa 800 上海微 SSA600/20 步进扫描 曝光（step-and-scan exposure）90 193nm ArF NA NA SSC600/10 110 248nm KrF NA NA SSB600/10 280 365nm 高压放 电汞灯 NA NA 资料来 源：各公 司官 网，西部 证券 研 发重心 光刻机主要包含 五大 核心 基础硬件模组：1）光学系统：包含 光源 模 组(Source)、照 明模 组(illumination module)和物 镜模 组(Optics)。紫外光 从光 源模 组生 成之 后，被 导入 到照 明模 组，该系统 要对 光的 能量、均 匀度、形状 进行检测 和控 制)，光穿 过光 罩后，物镜 模组 将影 像聚 焦成像 在晶 圆表 面的 光阻 层上；2）光罩模组：分 为 光罩 传 送模组(Reticle Handler)及 光罩平 台模 组(Reticle Stage)。光罩传送模 组负 责将 光罩 由光 罩盒一 路传 送到 光罩 平台 模组，而 光罩 平台 模组 负 责承载 及快 速来回移 动光 罩。3）晶圆模组：分 为 晶圆 传 送模组(Wafer Handler)及 晶圆平 台模 组(Wafer Stage)。晶 圆传送模组 负责 将晶 圆由 光阻 涂布机 一路 传送 到晶 圆平 台模组，而晶 圆平 台模 组（一 般是 双平台）负 责承 载晶 圆及 精准 定位晶 圆来 曝光。行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 10|请 务必仔 细阅读 报告尾 部的 投资评级 说明和 声明 图 14：光刻机五大核心基础硬 件模组 资料来源：ASML，西 部证券 研发中 心 光学系统是光刻机最 核心 的模块，决定光刻机 的工 艺能力：1）光源：光刻机的工艺能 力首先取决于光源的波长。在摩尔定律驱动下，光刻设备由 从最早的 普通 光源 到使 用 193nm 波长的 DUV 激光，再到 13.5nm 的 EUV 激光，制程 节点已提升 到 7-3nm。2）照明系 统：照明系统位 于光源和物镜系统之间，通过调制，为掩膜提供成像曝光所需的照明 模式 和照 明光 场。照明系 统 主 要包 括 扩 束单 元、光束 整形 单元、匀 光 单元以 及照 明物镜四 个关 键部 分，其 主 要作用 是提 供高 均匀 性照 明、控制 曝光 剂量 和实 现 离轴照 明,以提高光刻 分辨 率和 增大 焦深。3）物镜系 统：物 镜系 统作 为“光 刻机 之眼”，决定 了 光刻机 分辨 率以 及套 值误 差能力。通过大直 径物 镜可 提升 数值 孔径从 而提 高光 刻机 分辨 率，通过 多镜 片组 合可 修 正图像 的形 变从而提 高成 像质 量。目 前 ASML DUV 光刻 机中 先进 机种投 影物 镜的 高度 超 过 1 米，直径大于 40 厘 米，物镜 内各 种 镜片的 数量 超 过 15 片。光罩模组照明模组+物镜模组晶圆模组光源模组 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 11|请 务必仔细 阅读报 告尾部 的 投资评级 说明和 声明 图 15：DUV 光刻机光学系统 资料来源：华中 科技大 学，西 部证券 研 发中心 图 16：EUV 光刻机示意图 资料来源：ASML，西 部证券 研发中 心 激光光源扩束器光束传导 光束引导 单元光束整形能量探测 单元匀光系统照明镜片光束采样 单元物镜系统 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 12|请 务必仔 细阅读 报告尾 部的 投资评级 说明和 声明 2.1.2 蔡司：光刻镜头全球 龙头，EUV 光刻镜头唯一供应 商 高 精密光学 镜 头作 为“光刻 机之眼”，是光 刻机 最核心 部件。高数值孔径的镜 头决定光刻机分辨 率以 及套 值误 差能 力。蔡司 凭借 着自 身在 光 学设计、加工、检 测环 节 的深厚 技术 积累，是 ASML EUV 极 紫外 光刻机 镜头 唯一 供应 商。目前，由 蔡司 生产 的最 新 一代 EUV 光刻机反 射镜 最大 直 径 1.2 米，面形 精度 峰谷 值 0.12 纳米，表 面粗 糙度 20 皮 米（=0.02 纳米=0.2 埃），比 很多 原子 的直径 都要 小，也 就是 说 达到了 原子 级别 的平 坦。凭借自 身的 先发优势 和技 术优 势，蔡司 在光刻 机镜 头市 场地 位显 著，市 占率 达 到 80%。表 3：蔡司在光刻机镜头的布局 时间 里程碑 1977 年 蔡司推出 分辨率 为 10um 的 S-planar 0/28.1 透 镜用于 美国公 司 David Mann（后来 的 GCA）制造 的全球第一台 晶圆步 进机 1982 年 蔡司生产 了第一 个工作 波长 为 365nm（i 线）的 光学系 统 1998 年 蔡司 Starlith 900 是 世界上 第一款 批量生产 的 193nm 波长光 刻光学 器件，分 辨率低 于 100nm 2005 年 蔡司推出 第一款 光刻系 统 Starlith 1700i 蔡司第一 个大功 率 EUV 系统交 付 2007 年 蔡司 Starlith 1900i 是 世界上 第一个 达到 38nm 分辨 率的浸 入式光学 器 件 2012 年 蔡司推出 的第一 个 EUV 光学系 统 投入批量 生产 资料来 源：公司 官网，西 部证 券研 发 中心 2.2 医 疗：医疗市 场需 求稳步 提升，蔡司 布局 眼科器 械和 术用显 微镜 2.2.1 眼科手术器械：全球 眼科 器械市场高度集中，蔡司 排名第二 眼科赛道患者基数庞 大，呈现需求蓝海。眼 科 领域 拥有庞 大的 患者 群体，且 患病率 在逐 渐提升，需求 刚性 且强 烈，是具有 发展 潜力 的黄 金赛 道。随 着人 口老 龄化 加剧，以及 手机 等电子 产品普及，年 龄相关性眼 病、代谢相关 性眼病、以 及高度近视引 发的眼底病 变凸显。据 WTO 数据 显示，全 球至 少有 22 亿 人视 力受 损或 失 明，其 中至 少 10 亿 人的 视 力损伤 问题本可 预防 或尚 待解 决。随着经 济条 件的 改善，居 民健康 意识 逐渐 增强，医 疗保健 支出 的占比逐 渐 提 升，带来 巨大 的需求 蓝海。全球市场竞争格局高 度集 中，蔡司排名第二。眼科手术器 械包 括用 于诊 断和 治疗眼 科疾 病的眼科设备及相关仪器、辅助器械和植入耗材等。据蔡司数据，21 年全球眼 科手术器械市场规 模 为 132 亿 美元，同比增 长 19%。其中，蔡司 21 年市 占率 约 11%，仅 次于爱 尔康。图 17：眼科手术下游需求 图 18：眼科手术器械市场竞争 格局 资料来 源：WTO，ALKON，西 部证 券研发 中心 资料来 源：ALKON，西部 证券 研发 中心 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 13|请 务必仔 细阅读 报告尾 部的 投资评级 说明和 声明 国内眼科器械市场需 求大，市场呈现进口垄断。伴 随着青 少年 屈光 不正 患病 率提高，中老年白内障 手术量 增加，我 国眼科器 械市场 增长迅 速，据贝壳 研究院，2021 年市场规 模达375 亿 元，2017-21 年 CAGR 为 18.5%。而 眼科 医 疗设备 行业 技术 壁垒 高，呈现极 高的进口垄 断率，蔡 司、爱尔 康、拓 普康 等海 外公 司占 据绝大 部分 市场 份额。图 19：中国眼科器械市场规模 及同比增速 资料来 源：贝壳 研究 院，西部 证券 研 发中心 2.2.2 手术显微镜：术用显 微镜 市场空间广阔，蔡司 为第 一大供应商 术用显微镜市场加速 发展，潜力巨大。手 术显 微镜 是专 门设计 用于 手术 环境 的光 学显微 镜，通常用 于执 行显 微手 术，广泛应 用于 神经 外科，眼 科，牙 科，肿 瘤学 和泌 尿 科等领 域。由于手术 对于 精度 更高、更 清晰、更 准确 的影 像需 求 逐步增 长，而 手术 显微 镜 能够调 节放 大率、照明 卓越 且能 够提 供 清晰的 术野，因而 在手 术 室内实 现加 速渗 透，推 动 全球手 术显 微镜市场 增长。据 QYResearch，2019 年 全球 手术 显 微镜市 场规 模为 13.64 亿 美元，预计2026 年将 达 到 28.86 亿 美 元，2020-26 年 CAGR 为 11.18。从 数量 上看，2019 年 全球手术显 微镜 销售 量 为 2.2 万台台，预 计 2026 年 将 达到 5.2 万 台。蔡司手术显微镜产品 丰富，市场份额排 名第一。蔡 司目前 不仅 具备 神经 外科、眼 科、耳 鼻喉科、脊柱 外科、整形、牙 科、妇 科手 术显 微镜，还推 出机器 人视 觉系 统，产品 矩阵丰 富。其中蔡 司 机 器人 手术 显微 系统的 推出，可以 帮助 神经 外科医 生 更 好获 得同 步 的 4K 3D 手术视野，灵 活应对 颅脑 及脊 柱 脊髓手 术过 程中 的不 确定 性和复 杂性，实 现效 率与 精 准性并 存，帮助更 多患 者。17%18%18%19%19%20%20%21%0501001502002503003504002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021中国眼科 器械市 场规模（亿元）yoy 行业深度研究|光学光电子 西部证券 2023 年 04 月 17 日 14|请 务必仔 细阅读 报告尾 部的 投资评级 说明和 声明 图 20：蔡司的手术显微 镜产品 资料来 源：公司 官网，西 部证 券研 发 中心 2.3 工 业量 测：高 精度 测量仪 器发 展迅速，蔡 司产品 技术 先进 2.3.1 工业X 射线检测：市场增 速稳定，蔡司产品种 类繁 多 工业 X 射线检测市场保持 平稳增长。如 果零 部件 利 用传统 测量 机测 量，隐藏 性的结 构信 息只有将 零件 通过 费时 的层 层破坏 才能 获得。而无 损 检测 能 在对 检测 物体 无损 伤条件 下，以二维 断层图像或三 维立体图像 的形式，清晰、准确、直 观地展示被检 测物体的内 部结构、组成、材 质及 缺损 状况。在 无损检 测领 域，五 大常 规 的检测 方法 有：射 线检 测、超声检 测、磁粉检 测、涡流 检测、渗 透检测 及一 些非 常规 如激 光、电 磁波、红外 线等 的 检测方 法，其中 X 射线 可视 性最 好，可 见可测，精 度最 高，可 达 纳米级，是 最重 要的 一种 检测手 段，被广泛应 用于 汽车 制造、航 空航天 等领 域。据 QYResearch，2021 年全 球工 业 X 射 线检 测系统市 场规 模 为 12.32 亿 美元，预 计 2028 年达 16.58 亿 美元，2022-28 年 CAGR 为 4.86%。图 21：全球工业 X 射线检测市 场规模及增速 资料来 源：QYResearch，西部 证券 研发中 心 蔡司 X 射线扫描检测设备 产品品类众多，技术先进。蔡司旗 下拥 有 BOSELLO 2D、VoluMax 3D 以及 METROTOM 3D 系列 X 射 线测 量设 备。其中 第三代 计算 机断 层扫 描 METROTOM 1500 不仅 采用 新 的 3k 检 测器可 生成 更高 分辨 率 的 3D 体数 据 集，即更 多体 素 可以检 测到更小的 缺陷；同 时还 可以 一次扫 描海 量的 零部 件特 征，扫 描速 度更 快，时间 可减 少 75%。神 经外科 手术显微 镜 眼 科手术 显微镜 耳 鼻喉科 手术显微 镜脊 柱外科 手术显微 镜 整 形与重 建手术显 微镜 牙 科手术 显微镜 妇 科手术 显微镜机 器人视 觉系统-4%-2%0%2%4%6%8