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7nm、5nm的技術研發將讓芯片成本超2億美元

2018-11-01
關鍵詞: 5nm 7nm

  Q3臨近,各家公司的財報也是悲喜兩重天,而全球最大的光刻機公司荷蘭ASML公司保持開掛態勢,當季營收27.8億歐元,凈利潤6.8億歐元,同比增長13.4%,出貨了5臺EUV光刻機。據悉,ASML預計全年出貨18臺,明年將增長到30臺,為何光刻機的生意如此“紅火”?

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  工藝升級帶來利好

  從大勢來看,這是工藝升級需求所致。

  臺積電前不久試產了7nm EUV工藝,采用ASML的新式光刻機Twinscan NXE,完成了客戶芯片的流片工作,同時宣布5nm工藝將在2019年4月開始試產,量產則有望在2020年第二季度。

  在7nm EUV工藝上成功完成流片,證明了新工藝新技術的可靠和成熟,為后續量產打下了堅實基礎。相比臺積電第一代7nm深紫外光刻(DUV)技術,臺積電宣稱可將晶體管密度提升20%,同等頻率下功耗可降低6-12%。而7nm之后,臺積電下一站將是5nm(CLN5FF/N5),將在多達14個層上應用EUV,號稱其可比初代7nm工藝的晶體管密度提升80%,芯片面積縮小45%,頻率提升15%,功耗降低20%。

  而三星也宣布開始進行7nm LPP(Low Power Plus)工藝芯片的量產工作。三星的7nm LPP采用ASML的EUV光刻機,型號為雙工件臺NXE:3400B(光源功率280W),日產能1500片。在技術指標上,對比10nm FinFET,三星7nm LPP可實現面積能效提升40%、性能增加20%、功耗降低最多50%。目前已知,高通新一代的5G基帶會采用三星的7nm LPP工藝。

  這些代工巨頭們在先進制程持續競賽,意味著EUV工藝就要正式產業化,這為打拼20多年的ASML帶來了全新的曙光,迎來了開掛態勢。

  產能進一步提升

  值得一提的是,ASML明年下半年會推出新一代的NXE:3400C型光刻機,WPH(每小時處理的晶圓數量)產能從現在的每小時125片晶圓提升到155片晶圓以上,意味著產能提升24%。

  現在的NXE:3400B型EUV光刻機的產能為125 WPH,而NXE:3400C的產能預計再提升24%,這對改善EUV工藝的產能很有幫助。

  不過有專家分析,EUV光刻工藝今年正式量產只是一個開始,因為沉浸式光刻機的產能可達250 WPH,可以250W的光源長時間穩定運行,因此,EUV光刻155 WPH的產能雖然可喜可賀,但還需要持續精進。

  ASML公司CEO Peter Wennink也曾指出,“ASML 也將著力加速提升EUV系統的妥善率和生產力,以實現2019年至少出貨30臺EUV系統的計劃。”

  開發成本躥升

  而在ASML公司Q3的光刻機銷售中,韓國公司占比33%,我國臺灣公司占比30%,大陸公司占比18%,前一個季度中大陸公司占比是19%,不過Q3季度中臺灣公司占比從18%增長到了30%,韓國公司占比從35%降至33%。

  在單機過億歐元的EUV光刻機方面,Q3季度ASML出貨了5臺EUV光刻機,上個季度出貨7臺EUV光刻機,預計Q4季度出貨6臺EUV光刻機,全年出貨的數量將達到18臺,而2019年EUV光刻機預計出貨數量達到30臺。

  而這也表明,隨著半導體工藝的急劇復雜化,不僅開發量產新工藝的成本大幅增加,開發相應芯片也越來越花費巨大,目前估計平均得花費1.5億美元,5nm時代可能要2-2.5億美元。中國大陸無論是代工廠商還是芯片廠商,都需要為這股“前進”勢力付出更多的投入。


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