EUV光刻機(jī)“忙瘋了”

據(jù)市場消息，目前，ASML High NA EUV光刻機(jī)僅有兩臺，如此限量版的EUV關(guān)鍵設(shè)備必然無法滿足市場對先進(jìn)制程芯片的需求，為此ASML布局步伐又邁一步。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月3日，全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商阿斯麥（ASML）宣布，攜手比利時(shí)微電子研究中心（IMEC），在荷蘭費(fèi)爾德霍芬（Veldhoven）開設(shè)聯(lián)合High-NA EUV光刻實(shí)驗(yàn)室（High NA EUV Lithography Lab），并由雙方共同運(yùn)營。

推動(dòng)摩爾定律關(guān)鍵因素：High NA EUV技術(shù)

據(jù)業(yè)界信息，High NA EUV技術(shù)是EUV技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。NA代表數(shù)值孔徑，表示光學(xué)系統(tǒng)收集和聚焦光線的能力。數(shù)值越高，聚光能力越好。通過升級將掩膜上的電路圖形反射到硅晶圓上的光學(xué)系統(tǒng)，High NA EUV光刻技術(shù)能夠大幅提高分辨率，從而有助于晶體管的進(jìn)一步微縮。

ASML的High NA EUV設(shè)備是芯片制造商制造2nm工藝節(jié)點(diǎn)芯片的必備設(shè)備，每臺設(shè)備的成本超過5000億韓元。據(jù)悉，ASML最先進(jìn)的高數(shù)值孔徑EUV設(shè)備的數(shù)值孔徑將從0.33提高到0.55，這意味著設(shè)備可以繪制更精細(xì)的電路圖案。

ASML官網(wǎng)消息指出，經(jīng)過多年的構(gòu)建和整合，該實(shí)驗(yàn)室已準(zhǔn)備好為領(lǐng)先的邏輯和存儲芯片制造商、以及先進(jìn)材料和設(shè)備供應(yīng)商，提供第一臺原型高數(shù)值孔徑EUV掃描儀（TWINSCAN EXE：5000）以及周圍的處理和計(jì)量工具。

據(jù)介紹，0.55NA EUV掃描儀和基礎(chǔ)設(shè)施的準(zhǔn)備工作始于2018年，在此之前，ASML和ZEISS（蔡司）已經(jīng)能夠開發(fā)High NA EUV掃描儀專用解決方案，涉及光源、光學(xué)元件、鏡頭變形、拼接、降低景深、邊緣位置誤差和疊加精度。與此同時(shí)，IMEC與其擴(kuò)展的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)緊密合作，準(zhǔn)備了圖案化生態(tài)系統(tǒng)，包括開發(fā)先進(jìn)的光刻膠和底層材料、光掩模、計(jì)量和檢測技術(shù)、（變形）成像策略、光學(xué)鄰近校正 (OPC) 以及集成圖案化和蝕刻技術(shù)。準(zhǔn)備工作最近取得了首次曝光，首次展示了使用0.55NA EUV原型掃描儀在Veldhoven的金屬氧化物光刻膠 (MOR) 上印刷的10納米密集線條（20納米間距）。

此次聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的開放，被視為High-NA EUV技術(shù)大批量生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中的重要里程碑。業(yè)界預(yù)計(jì)，隨著該技術(shù)的不斷成熟和普及，將在2025-2026年期間迎來大規(guī)模的量產(chǎn)應(yīng)用。

IMEC總裁兼首席執(zhí)行官Luc Van den hove表示，High-NA EUV是光學(xué)光刻領(lǐng)域的下一個(gè)里程碑，有望在一次曝光中對間距為20納米的金屬線/空間進(jìn)行圖案化，并支持下一代DRAM芯片。與現(xiàn)有的多圖案化0.33 NA EUV方案相比，這將提高產(chǎn)量并縮短周期時(shí)間，甚至減少二氧化碳排放量。因此，它將成為推動(dòng)摩爾定律進(jìn)入埃時(shí)代的關(guān)鍵推動(dòng)因素。

先進(jìn)制程競爭開戰(zhàn)：光刻機(jī)“挺忙的”

在芯片制造中，先進(jìn)制程技術(shù)是當(dāng)前行業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)，掌握研發(fā)最新制程技術(shù)的大廠主要是臺積電、三星、英特爾，從三大廠的動(dòng)態(tài)來看，先進(jìn)制程研發(fā)之爭已開啟。而光刻設(shè)備是芯片制造過程中的核心步驟，目前ASML是全球唯一掌握High-NA EUV技術(shù)的設(shè)備廠商，隨著先進(jìn)制程芯片競爭日益升溫，各大廠瞄準(zhǔn)EUV先進(jìn)設(shè)備開始搶購。

從訂單情況來看，ASML財(cái)報(bào)顯示，今年第一季度公司新增訂單金額為36億歐元，其中6.56億歐元為EUV光刻機(jī)訂單。

這一局，英特爾率先搶下了ASML大部分的High NA EUV光刻機(jī)。據(jù)此前外媒消息，ASML截至2025上半年的高數(shù)值孔徑EUV（High-NA EUV）設(shè)備訂單由英特爾全部包攬。并在前不久英特爾宣布完成了ASML High-NA EUV光刻機(jī)設(shè)備組裝。這是ASML生產(chǎn)的首臺High NA EUV光刻機(jī)，價(jià)值高達(dá)3.5億歐元，英特爾計(jì)劃用該款設(shè)備生產(chǎn)1.8nm以下的先進(jìn)制程芯片。據(jù)了解，ASML還對外交付了第二臺High NA EUV光刻機(jī)，但未透露買家信息。

值得一提的是，ASML的訂單已超過了十幾臺，但EUV設(shè)備的最大客戶臺積電卻表示“不搶ASML新設(shè)備”。臺積電業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總經(jīng)理張曉強(qiáng)此前表示，臺積電A16制程不一定要用阿斯麥（ASML）High-NA EUV?，F(xiàn)有EUV能力支持芯片生產(chǎn)到2026年底，屆時(shí)A16制程將根據(jù)目前藍(lán)圖推出。

三星電子方面，該公司聯(lián)合ASML共同投資1萬億韓元在韓國建立新研發(fā)中心。該中心位于京畿道華城市ASML新園區(qū)前，將配備能夠?qū)嵤﹣?nm工藝的先進(jìn)高數(shù)值孔徑EUV光刻設(shè)備，并將成為ASML和三星電子工程師使用EUV設(shè)備進(jìn)行先進(jìn)半導(dǎo)體研發(fā)合作的場所。據(jù)此前動(dòng)態(tài)，三星電子已在ASML韓國華城新園區(qū)附近新獲得了一塊場地，將于明年開始建設(shè)，計(jì)劃在竣工時(shí)引進(jìn)[高數(shù)值孔徑]設(shè)備，預(yù)計(jì)最晚會在2027年完成。

三星電子還與ASML EUV光刻機(jī)組件供應(yīng)商蔡司聯(lián)手，在EUV領(lǐng)域深化合作。公開資料顯示，蔡司集團(tuán)是全球唯一的極紫外（EUV）光系統(tǒng)供應(yīng)商ASML Holding NV的光學(xué)系統(tǒng)唯一供應(yīng)商。據(jù)透露，每臺EUV光刻機(jī)中包含了三萬多個(gè)由蔡司提供的組件。

三星電子此前指出，其目標(biāo)是引領(lǐng)3nm以下的微制造工藝技術(shù)，今年計(jì)劃采用EUV光刻技術(shù)量產(chǎn)第六代10納米DRAM芯片。未來，三星電子積極尋求到2025年實(shí)現(xiàn)2nm芯片商業(yè)化，到2027年實(shí)現(xiàn)1.4nm芯片商業(yè)化。