ASML获台积电、三星、英特尔支持采用12英寸光掩模,High-NA吞吐量预计提升40%
ASML技术总监称,转向更大光掩模可将High-NA光刻机吞吐量提升40%;台积电计划2031年建测试线,2033年量产。与此同时,华为正通过上海设备商钰亮晟推进中国DUV光刻机自主研发。
AI解读:ASML这次拉上台积电、三星和英特尔,是想推动芯片制造改用12英寸光掩模——这相当于把芯片电路图案的模板做大,一次曝光就能覆盖更大面积,不用再把芯片堆叠起来。ASML技术总监说,这样能把新一代High-NA光刻机的吞吐量提高40%,设计也简单了。对台积电这类大客户来说,High-NA机器本来就贵,吞吐量上不去就不划算,所以台积电之前一直犹豫,现在松口了,计划2031年建测试线、2033年量产。这直接关系到ASML的收入,光台积电一家就占它16%的营收。另一边,华为在牵头做中国的替代方案,但走的是技术老一代的DUV路线,通过扶持上海设备商钰亮晟(从华为关联公司赛美特分拆出来)和国产供应商,想把西方出口管制绕过去。不过瓶颈还在镜头和光源上——钰亮晟目前用的还是蔡司的镜头,而蔡司只卖给ASML,只能靠二手市场。对普通读者来说,这条新闻短期不影响你买芯片的价格或AI设备,但对芯片行业的人是个信号:High-NA技术要规模落地了,成本结构会变;而中国那边的DUV努力还远没到能挑战ASML的程度,至少得等上千家供应商协作才能成气候。
ASML已获得台积电、三星和英特尔的支持,计划将光掩模从6英寸标准切换为12英寸。ASML技术总监Marco Pieters表示,这一转变可将High-NA光刻机的吞吐量提升40%,并简化设计流程。台积电与ASML计划在2031年前建成12英寸掩模测试线,2033年用于High-NA工具的量产。台积电此前因收益不及成本而持谨慎态度,现正改变立场。台积电约占ASML收入的16%。
技术转变细节
四家公司(ASML、台积电、三星、英特尔)计划将光掩模从目前的6英寸标准扩大到12英寸。光掩模是用于承载芯片电路图案的模板,在光刻过程中,光线穿过掩模照射到涂有光敏材料的硅晶圆上,从而将图案转印到晶圆上形成晶体管和电路路径。更大的掩模意味着单次曝光可以覆盖更大面积。此前6英寸的限制限制单个芯片尺寸,制造商不得不垂直堆叠芯片并以复杂方式连接,推高了成本和复杂度。
这一转变长期被视为复杂且昂贵。ASML于2019年将较简单的Low-NA版本的EUV光刻机推向市场,此后与客户合作推出更复杂的High-NA系统。三星计划在2028年起将High-NA用于存储芯片,其价格因AI数据中心需求而快速上涨。
华为的DUV推进
据《金融时报》报道,华为正推动将外国技术从中国半导体供应链中剥离,并绕开覆盖ASML技术的西方出口管制。华为的投资覆盖整个光刻产业链,并在帮助促成像中芯国际(SMIC)这样的领先晶圆厂达成交易。
中国不专注于最先进的EUV技术,而是聚焦DUV(深紫外光,波长193纳米)。EUV波长为13.5纳米,更短波长允许更精细结构,用于制造最先进芯片;DUV是更老、更成熟的技术,用于制造全球大多数芯片。通过多次曝光的多重图案化工艺,DUV也可以制造更先进的半导体,但比EUV更费力和昂贵。
华为的核心举措是扶持上海设备商钰亮晟——该公司帮助开发了中国首台先进DUV机器,并从与华为关系密切的赛美特公司分拆而来(华为否认与赛美特有紧密联系)。该机器正在中芯国际和华为自有生产线上测试,目前用于较不复杂的半导体。钰亮晟目标在年底前生产12台DUV设备,但仍远落后于ASML。
- 伯恩斯坦分析师林清源表示,华为在中国的DUV推进中扮演项目管理角色,仅靠DUV样机不够——需要数千家供应商和客户协同合作,加上一个核心组织力量。
- 最大瓶颈仍在于投影镜头和光源。钰亮晟据《金融时报》采用蔡司的镜头;蔡司表示其光学产品只卖给ASML,但业内人士指向二手市场。
- 华为的风险投资部门哈勃同时投资蔡司的竞争对手,如福建智奇光子(Fujian Zhiqi Photonics)和光源开发商北京锐斯莱,以在这些领域建立自主能力。