单台卖27亿元,购买要排队!下一代EUV光刻机进展神速,2024年进FAB

2022-06-01 12:04:02 来源:EETOP

EETOP消息,据外媒《Anandtech》报道,如今,最先进的芯片采用 5/4 纳米级工艺制造,使用 EUV 光刻 ASML  Twinscan NXE:3400C(和类似)系统,具有 0.33 数值孔径 (NA) 光学器件,可提供 13 nm 分辨率。该分辨率对于 7 nm/6 nm 节点(间距为 36 nm ~ 38 nm)和 5nm 节点(间距为 30 nm ~ 32 nm)的单一曝光技术已足够。但随着间距低于 30 nm(超过 5 nm 节点),3纳米分辨率双重曝光技术,将是未来几年内主流技术应用。

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对于后 3nm 节点,ASML 及其合作伙伴正在开发一种全新的 EUV 工具——TwinscanEXE:5000 系列——具有 0.55 NA(高 NA透镜,能够实现 8nm 分辨率,使3纳米及更先进节点制程尽可能避免使用双重或多重曝光

新的高 NA 光刻机仍在开发中,预计它们将非常复杂、非常庞大且价格昂贵——每台的成本将超过 4 亿美元(约合27亿RMB)。据悉光运送该设备就需动用三架波音747。High-NA EUV 光刻曝光设备不仅需要新光学器件,还需要新光源材料,如德国蔡司 (Carl Zeiss) 真空制造的抛光、超光滑曲面镜组成的光学系统,甚至还需要更大厂房容纳机器,都需要庞大投资。 

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但为了保持半导体的性能、功率、面积和成本 (PPAc),领先的逻辑芯片和存储设备制造商愿意采用新技术,而高 NA EUV光刻机对于后 3nm 至关重要节点。因此,对高 NA s设备的需求非常高。  

将交付 10 至 20 个高 NA 系统
几周前,ASML 透露 ,它在 2022 年第一季度收到了来自逻辑和 DRAM 客户的高 NA Twinscan EXE:5200 系统(EUV 0.55 NA)的多份订单。

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《路透社》报道,ASML说明取得5笔High-NAEUV微影曝光设备先导型订单,预定2024年交货。 另有超过5笔订单是2025年开始交货的量产型型号。
早在 2020~2021 年,ASML就表示收到三家客户 High-NA EUV 微影曝光设备意向订单,数量多达 12 套系统。可肯定的是,英特尔、三星和台积电等必然拿下 2020~2021 年试生产的 High-NA EUV 光刻曝光设备。ASML已为Imec生产首个High-NA EUV光刻曝光设备,预计2023年完成用于研发。

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不久前,ASML执行长Peter Wennink表示,High-NA EUV光刻光曝光设备取得良好进展,已开始于荷兰新无尘室打造第一部High-NA EUV光刻曝光设备。 第一季度ASML收到多份EXE: 5200订单,5月也收到其他EXE:5200订单。 目前有三个逻辑芯片和两个内存客户订单。 未来设备交货将为曝光微影技术性能和生产力提供更多发展。

ASML的 TwinscanEXE:5200 比常规Twinscan NXE:3400C 机器复杂得多,因此构建这些工具需要更长的时间。该公司希望在未来中期能够提供多达20 台 High-NA 系统,这可能意味着其客户将不得不为这些机器展开竞争。
“我们还在与我们的供应链合作伙伴讨论,以确保在中期内拥有约20 个 EUV0.55NA 系统的产能。”Wennink说。  

英特尔率先采用预生产设备

到目前为止,唯一确认使用ASML 的High-NA 工具的工艺技术是 英特尔的 18A 节点,该节点曾计划在 2025 年进入量产,大约是 ASML 开始交付其生产的 High-NAEUV 系统的时间。但最近英特尔将18A 的生产时间推迟到2024 年下半年,并 表示 可以使用 ASML 的 TwinscanNXE:3600D 或NXE:3800E 进行18A 制造,这大概是通过多重曝光模式来实现。
到目前为止,唯一确认使用ASML High-NA EUV光刻曝光设备的是英特尔18A制程节点。英特尔计划2025年进入批量生产阶段,ASML也约那时开始交付High-NA EUV设备。但最近英特尔已将18A生产规划延到2024年下半年,并表示可用ASML Twinscan NXE:3600D或NXE:3800E生产,显示可能借多重曝光模式达成High-NAEUV设备的效果。 
虽然英特尔18A制程技术会大大受惠于High-NA EUV微影曝光设备,但也代表完全离不开Twinscan EXE:5200设备。虽然英特尔18A制程技术不一定需要新机器,但多重曝光模式意味必须冒更长产品生产周期、更低良率以更低获利风险,这将使英特尔更难与对手竞争。英特尔一定也希望 18A 制程节点尽快到来,重拾往日荣耀,好从台积电手中夺回晶圆代工领头羊的地位。其他领先半导体制造商台积电、三星、SK海力士和美光等,也不可避免采用High-NA EUV微影曝光设备生产,但唯一问题是究竟何时会发生。


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