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EUV光刻机的路越走越窄了

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光刻机巨头最早是美企GCA,后来变成了日企尼康和佳能,然后才是荷兰ASML。正是和台积电共同突破了浸没式DUV光刻机,才奠定了ASML在光刻机领域的地位。

后来,ASML又推出了更高端的EUV光刻机,且是独家垄断生产,更加稳固了光刻机行业巨头地位。然后,随着技术的不断向前发展,EUV光刻机的路越走越窄了!

EUV技术即将走到尽头

ASML能够成为全球唯一一家生产EUV光刻机的厂商,这背后当然少不了美方的私下操作。EUV光刻机技术非常先进,由英特尔牵头成立组织花6年时间才研发出来。

当时,美方光刻机企业早已没落,有能力参与EUV光刻技术研发的光刻机企业只有尼康和ASML两家,他们也都积极申请加入这个组织,但最后只允许ASML加入了。

因为美方不希望日企崛起,之前日本半导体崛起,存储芯片上就把英特尔压了下去。

所以ASML独享了美方的EUV技术成果,但ASML也因此和美方签订了技术保护性条款,以后55%的光刻机配件必须从美购买,这也是为什么美方能够阻挠EUV出货。

当然,把EUV技术转化成可以应用的EUV光刻机,ASML为此花了17年时间持续研发,投入了超过60亿欧元(约合450亿人民币),这才独家垄断了EUV光刻机。

近几年,EUV产量才不断扩大,从2018年的22台到去年42台,今年将超50台。

ASML还计划到2025年实现年出货90台EUV,如今新一代Hign-NA EUV即将上市。

ASML因此尝到了EUV带来的红利,不过ASML首席技术官却透露,EUV技术即将走到尽头,EUV 之后是High-NA EUV技术,再往后Hyper-NA可能根本实现不了。

其实,不光是EUV技术很难再突破,成本也高到快不合适了。如今,EUV 约1.2亿美元一台,3nm晶圆成本已经达到2万美元,接下来2nm、1nm需要用下一代EUV。

EUV替代技术陆续出现

然而,High-NA EUV的价格更高,将接近4亿美元,用它制造的2nm、1nm晶圆的成本将会更高。如今,随着制程不断地缩小,能够用得起的客户已经开始越来越少了。

只有少量大客户才能用得起,这将导致订单量不断缩小,EUV光刻机用量也会减少。

其实,随着摩尔定律即将走到尽头,当前的芯片材料也接近了物理极限,EUV光刻机在1nm制程之后很难再有新的突破。因此,替代EUV光刻的技术开始不断出现。

首先是日企研发的NIL纳米压印技术。日本曾经的光刻机巨头佳能不甘心落后,于是早就和铠侠研发替代EUV的纳米压印技术,寄希望于用这个技术能够追赶ASML。

据日媒消息,2017年开始就在铠侠工厂启动纳米压印的试制设备测试运行,如今已经能够支持15nm制程,预计2025年将能够推出与ASML的EUV一较长短的设备。

其次是美企研发的EBL电子束光刻技术。10月份美企推出全球最高分辨率光刻系统。

美企利用该光刻技术造出了0.768nm芯片,要知道即使ASML新一代High-NA EUV也难以实现1nm以下制程。不过,目前该技术还有缺陷,只适合小批量的量子芯片。

再者是先进封装开始迅速崛起。先进封装技术就是利用较低制程,能够实现高制程芯片的性能,比如2.5D/3D封装技术,前段时间台积电就积极建立3D Fabric联盟。

还有美企存储巨头美光绕开EUV,采用全球最先进1β制造工艺做出先进的DRAM。

还有Chiplet 小芯片技术,英特尔、三星、台积电、高通等十大行业巨头成立联盟,制定小芯片标准,打造小芯片生态。近日,我国也正式通过了中国小芯片技术标准。

这些技术的推进都在绕开EUV,所以才有外媒表示,EUV光刻机的路越走越窄了。为此,ASML才不愿意按美方要求断供DUV,因为DUV还是未来光刻机的主流需求!

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