8月26日，日本尼康突然官宣研发3D光刻机，目的是打破荷兰ASML的垄断地位，这着实让市场震惊了一下。
要知道ASML一直是光刻机市场的龙头老大，占据了出货量的60%，销售额的80%，并且垄断了高端光刻机。
那么为什么尼康如此高调，一定要打破ASML的垄断呢？原因只有一个：“光刻机太赚钱了”。
据悉，光刻机的毛利率普遍在50~60%之间，高端光刻机的利润则更高。这令长期处于垄断地位的ASML赚的盆满钵满，昔日的龙头尼康只能喝口汤，这滋味实在不好受。
为了美美的“吃块肉”，更为了一雪前耻，尼康决定押宝3D光刻机，利用弯道超车的方法打破ASML的垄断。
那么尼康的这个愿望能实现吗？我们一起来看看。
先来看一看2021年的光刻机市场
2021年，全球光刻机共出货478台，较2020年增长65台，涨幅为15%。总销售额达到了1076亿元，同比增长8.9%。
排在前三名的依然是：ASML、尼康、佳能。
ASML：
2021年出货309台，同比增长6%，占据了64.6%的市场份额，销售额达到了854亿，占比79%。
其中，高端机型（EUV光刻机）出货42台，占据100%的市场份额。
中端市场（DUV光刻机）出货103台，占据93.6%的市场份额。
低端市场（KrF机型）出货131台，占据75%的市场份额。
i Line机型出货33台，占据21.7%的市场份额。
从相关数据可以看出，ASML牢牢掌控着中高端市场，EUV光刻机丝毫不给对手机会。在收入方面更是形成了“二八”格局，说垄断绝不过分。
尼康：
2021年出货29台，同比减少4台（12%），占据了6%的市场份额，销售额达到了112亿，占比10%。
其中，高端机型（EUV光刻机）出货量为0。
中端市场（DUV光刻机）出货7台，占据6.4%的市场份额。
低端市场（KrF机型）出货5台，占据2.9%的市场份额。
i Line机型出货17台，占据11%的市场份额。
从数据上看，尼康惨不忍睹。
尼康唯一的亮点就是面板光刻机，2021年出货量达到了49台，其中10.5代线用光刻机出货17台。
佳能：
2021年出货140台，同比增长15%，占据了29%的市场份额，销售额达到了110亿，占比10%。
其中，高端机型（EUV光刻机）、中端市场（ArFi、ArF机型）出货量均为0。
低端市场（KrF机型）出货38台，占据22%的市场份额。
i Line机型出货102台，占据67%的市场份额。
佳能一样惨不忍睹。
佳能的亮点也是面板光刻机，2021年出货量达到了67台，较2020年大幅增加35台。
总之，ASML太强大了，将市场排名的尼康、佳能（第二、第三）都远远的甩在了身后，至于上海微电子、苏大维格、、德国Raith、英国DMO等真的看都没法看。
难怪尼康要“搏一把”，因为再这样继续发展下去，整个市场都是ASML的了。
3D光刻机真的能代替EUV光刻机吗
简单来说，光刻就是照相，光罩板就相当于图像，硅片相当于底片，曝光就相当于按快门。
普通2D光刻方法：
硅片涂满光刻胶后，经过甩胶机甩均匀，然后放入光刻台，再放入指定的掩膜板，校准之后，按下开关进行第一次曝光。
曝光后，取出硅片滴上显影液，溶解被曝光区域的光刻胶。同时避免光刻胶线条的倒塌，
为了防止过度显影，很多时候都要用纯净水冲洗显影液，起到定影的作用。定影之后，就可以进行刻蚀了。
没胶的地方直接刻蚀硅片，有胶的地方有胶先顶着。完毕后酒精一清洗，胶都没了，就剩下刻蚀留下的图形啦
这只是一个简单的步骤，真正的7nm、5nm芯片需要重复几百次、上千次。
这种重复动作总会产生误差，比如：对准误差、曝光不足、过度曝光等等，最终影响了良品率和漏电率。
3D光刻机方法：
3D光刻采用全息光刻方法，利用光的干涉原理成像，可以更精确地控制光的行为，光罩制作成3D模型后，厚度增加，曝光后定影后的光刻胶形状就可以更垂直，从而实现更好的品质。
3D光刻机采用堆砌的方法来提高芯片性能，曝光面积可以扩大4倍。
具体方法是在放置芯片的板状零部件上，以很高的密度形成以电气方式连接各个芯片的多层微细布线。
同时，采用新型的高性能材料，让光线更容易穿透微小的孔隙。
此外，3D光刻机通过在原基础上改进透镜和镜台等光学零部件，来提高曝光精度；通过提高分辨率来增加布线密度。
理论上看起来3D光刻机优点很多，但真的能够超越EUV光刻机吗？似乎只有设备制造出来才能清楚。
但无论如何这是一个方向，万一成功呢？就像当年谁也想不到一滴水就改变了整个光刻精度。
上海微电子3D光刻机如何
有网友说：上海微电子已经生产出了3D光刻机。为什么无法突破7nm工艺呢？这里有必要解释一下。
光刻机按照用途分为三种：前道光刻机、后道光刻机以及面板光刻机。
前道光刻机主要用于晶圆制造，我们常说的麒麟芯片、高通芯片、苹果A系列芯片就是采用前道光刻机制造的。
前道光刻机被荷兰ASML、日本尼康、佳能 三家公司垄断，市场份额占到99%。
前道光刻机又分为EUV（极紫外光）和DUV（深紫外光）光刻机。EUV光刻机是7nm以下晶圆制造的必须设备；DUV光刻机只能做到25nm。
上海微电子的3D光刻机已经世界领先，但属于后道光刻机。
后道光刻机主要用于封装，精度在0.6μm（微米）左右。明显和前道光刻机不是一个级别的。
面板光刻机，用于生产屏幕，最高制程只能达到55-32微米，因为屏幕的集成度要求不高，自然对于分辨率要求也不高。
据悉，尼康此次研发的3D光刻机就属于前道光刻机，直接和ASML的EUV光刻机展开竞争。
尼康进军3D光刻机颇具看点
我们谈到光刻机，第一时间就想到了EUV光刻机，紧接着就是ASML。但是你不知道的是在上世纪80年代至本世纪初，尼康才是光刻机市场的老大。
当时尼康的市场占有率达到了50%，ASML只是小角色。
1999年是尼康的顶峰，当年共出售了6000台光刻机。包括分辨率≤110nm、≤150nm、≤180 nm、≤400nm四个型号。
随后在进军157nm时出现了阻力，尼康砸了几十亿美元，消耗了大量的人力、物力依然没有结果。此时，出现了一个人名叫“林本坚”。
林本坚当时就职于台积电，他一语就道破了其中的关键，他说：“不就是把光变细吗？通过水折射一下不就细了吗？为什么一定要在空气里传播？”
为了说服尼康、佳能等大厂，他写了多篇论文，表示采用水折射的方法可以得到132nm的光线，比157nm更具优势，而且成本更低、难度低、节约资金。如果后续继续打磨，低于100nm也是可以做到的。
但是，尼康花费了大量的财力、人力、物力，都没有攻克，现在只需一滴水就可以实现，这不是打脸吗？于是，尼康、佳能都拒绝了这个方案。
到最后只有ASML听进去了，决定试一试。当时的ASML只是一个小角色，要想超越尼康，就必须采取新方式、新技术，而此次就是最好的机会。
随后，台积电和ASML展开了合作，结果ASML异军突起，新产品研发成功，一举击败了尼康，最后成为了光刻机的代言人。
可以说当年的台积电成就了今日的ASML，如今台积电每年从ASML买走一半的EUV光刻机，这就能解释通了吧！
昔日的龙头，如今的世界第二卷土重来，这不是最大的看点吗？
写到最后
尼康的DUV光刻机光源波长为193nm，因此无法实现更高的分辨率，只能止步于14nm工艺，而ASML的EUV光刻机波长为13.5nm，可以制造3nm工艺的芯片。
尽管尼康和ASML差距很大，但尼康毕竟在光刻领域打拼了几十年，技术和底蕴还是有的。
倒是我国，自从台积电不再为华为代工后，华为的日子真的很难过，手机无芯可用，5G业务受到影响，却无可奈何。
而早期传闻的上海微电子将交付首台国产28纳米工艺浸没式光刻机，如今也未见进度？
先进光刻机制造难度极大，闭门造车的方法也不可取，那么此次尼康研发3D光刻机，我们要不要合作呢？
我是科技铭程，欢迎共同讨论！