前沿导读
台积电副运营长张晓强表示,为节省开支,台积电目前没有采用第二代高数值孔径EUV光刻机的计划。台积电的研发部门正在利用现有的第一代EUV设备制造先进芯片,并且还因此制定了未来技术方向,整体进度良好。第二代EUV的价格非常昂贵,台积电因此正在积极探索不使用该设备继续提升芯片性能的方法。
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价格因素
据报道显示,ASML制造的第二代高数值孔径EUV光刻机的售价在3.5亿至4亿美元左右,相当于两台第一代EUV的价格。
第一代EUV光刻机的数值孔径(NA)为0.33,其单次曝光分辨率约为13.5nm,可以高效率制造7nm及以下工艺的芯片。并且当下绝大部分的先进逻辑芯片和ai算力芯片,都是基于该设备制造完成。
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为了继续制造更微小的晶体管,芯片厂商还会采用技术复杂的“多重图案化”技术。该技术将会对同一层电路进行多次的曝光、刻蚀及沉积工艺,这不仅大幅增加了工艺步骤、时间和成本,同时也会对制造效率产生影响。
而ASML制造的第二代EUV,将数值孔径提升至0.55,其单次曝光分辨率可达到8nm级别。该设备可以制造18A(1.8nm)、14A(1.4nm)以及更先进的制程工艺芯片,可以大幅度减少多重图案化带来的复杂步骤和较低的制造效率。
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第二代EUV的优点明显,缺点也很明显,那就是造价高昂,单台售价相比第一代设备翻了一倍多。
如果将第二代EUV的价格以更加实体化的方式进行表现,那么基本相当于6架波音737或者4架歼-35的价格。较高的售价就注定这台设备只是少数企业所能采购的产品,目前有能力承担的企业就是台积电、三星、英特尔。
此前ASML的大客户是中国大陆地区,但是受出口管制的影响,大陆地区无法获得ASML先进设备,这让ASML损失了一个潜力巨大的用户市场。
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然后就是中国台湾地区的台积电,台积电一直都是先进制程的领军企业,也是ASML浸润式和EUV的核心客户。
但是ASML对第二代EUV的态度很明显,价格太高暂不采购,而且现有的第一代EUV可以通过多重图案化制造更先进的芯片,台积电的商业利润也可以在资金上撑得住这种技术,没必要多花钱买更贵的产品。
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三星则表示有购买倾向,并且已经在2025年订购了一台第二代EUV用于逻辑芯片和存储芯片的制造。
最有购买欲望的企业,就是英特尔。本身英特尔的制造技术在国际层面已经落后了,而且还被台积电抢走了大量客户,急需要顶尖的设备来弥补这个技术差距。英特尔在政府的扶持下采购了多台第二代EUV,并且已经率先实现了18A芯片的量产。
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用户市场
如今的全球芯片市场,90%的芯片并不需要EUV光刻机。
28nm及以上工艺的平面晶体管结构的芯片,用干式或者浸润式DUV光刻机可以制造。而14nm至7nm的Fin FET立体晶体管结构的芯片也可以通过浸润式光刻机完成制造,只有极少部分的先进逻辑芯片、存储芯片和算力芯片需要EUV的技术支持。
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而这些先进芯片的最大制造商就是台积电,其次是三星和英特尔占小部分市场。
台积电对于第二代EUV没有采购欲望,三星和英特尔的客户群体有限,并且三星此前用EUV制造的5nm和4nm芯片在消费市场上差评如潮,导致很少有客户愿意考虑三星工艺。而英特尔拿第二代EUV主要制造先进工艺的CPU,产品覆盖面很窄。
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唯一一个有巨大发展潜力的中大陆国市场还被美国实施出口管制,ASML在第二代EUV的销售当中并没有重现DUV和第一代EUV的辉煌战绩。
ASML是设备制造商,其核心业务就是制造并且销售、维护光刻机。如果其制造的新设备并没有获得客户的青睐,那么ASML开发新设备所投入的资金就相当于打水漂了。
ASML CEO克里斯托弗·富凯在接受国际媒体采访时指出,应该适度向中国企业输出西方的技术产品,以保持中国企业对于西方技术的依赖,防止其自主研发形成竞争力。过于严格的制裁,将会迫使中国企业走上自立自强的道路。假以时日,中国企业还有可能将自主制造的设备销往海外市场,与国际企业竞争。
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