據(jù)臺(tái)媒Digitimes報(bào)道，臺(tái)積電將擴(kuò)大采購(gòu)EUV 設(shè)備，明年機(jī)臺(tái)就將超過(guò)50 之?dāng)?shù)，估計(jì)可達(dá)55 臺(tái)，非常可觀。相較之下，三星可能還不到一半，而英特爾更少，這將令臺(tái)積電持續(xù)維持制程優(yōu)勢(shì)。從EUV 光罩盒的采購(gòu)量看來(lái)也支持這樣的說(shuō)法。
而從之前的消息看來(lái)，臺(tái)積電是毫無(wú)疑問(wèn)的EUV大買(mǎi)家。
臺(tái)積電買(mǎi)下市場(chǎng)上50%的EUV光刻機(jī)
在上個(gè)月召開(kāi)的臺(tái)積電技術(shù)研討會(huì)上，最重要的中心信息之一是，該公司在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，特別是在領(lǐng)先的工藝技術(shù)領(lǐng)域。
為進(jìn)一步傳達(dá)信息，臺(tái)積電展示了一張幻燈片，指出了它與其他產(chǎn)品的相對(duì)位置：通過(guò)結(jié)合ASML的聲明和自己的內(nèi)部采購(gòu)單，臺(tái)積電預(yù)測(cè)他們已安裝了全世界約約50％的激活EUV機(jī)器。除此之外，該公司還擁有約60％的EUV晶圓累計(jì)生產(chǎn)量。
大型晶圓廠目前已知的公開(kāi)EUV工藝包括TSMC的7+和N5，以及三星的7LPP（及以下任何產(chǎn)品），英特爾的EUV努力僅在明年進(jìn)入其自己的7nm產(chǎn)品組合。這些流程之外的任何前沿技術(shù)都將繼續(xù)擴(kuò)大EUV的使用范圍。
與常規(guī)DUV機(jī)器相比，EUV機(jī)器的吞吐率通常較低，每小時(shí)約為120-175片晶圓，最新版本可以達(dá)到275 wph，但是由于1層EUV通常可以代替3-4層DUV，因此吞吐率更高。但是，對(duì)于這些代工廠來(lái)說(shuō)，渴望擴(kuò)展到多個(gè)EUV機(jī)器以增加晶圓的物理數(shù)量是一個(gè)迫切的目標(biāo) 。
唯一制造EUV機(jī)器的公司是ASML，并且該公司公開(kāi)宣布其每年銷(xiāo)售多少臺(tái)機(jī)器。詳情如下：
請(qǐng)注意，到目前為止，ASML仍未完全達(dá)到其目標(biāo)，但是已經(jīng)足夠接近實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，這表明到2020年第二季度末，ASML僅出貨了13臺(tái)，但他們預(yù)期是35個(gè)系統(tǒng)。這些數(shù)字包括ASML已制造的所有不同類(lèi)型的Twinscan NXE機(jī)器，而更新的機(jī)器具有更高的吞吐量（有時(shí)會(huì)翻新一些舊的機(jī)器）。截止到2020年Q2，我們預(yù)測(cè)ASML已經(jīng)發(fā)貨的EUV機(jī)接近71臺(tái)，到2020年年底，這個(gè)數(shù)字將有可能達(dá)到90臺(tái)，然而ASML可能有多達(dá)積壓49 EUV掃描曝光機(jī)訂單，即使具有這些發(fā)貨目標(biāo)。
如果ASML已經(jīng)出貨了71臺(tái)機(jī)器，那么根據(jù)臺(tái)積電的數(shù)字，這意味著該公司大約有30-35臺(tái)。請(qǐng)注意，TSMC的數(shù)字是針對(duì)“已安裝的EUV”機(jī)器的。我們獲悉，從獲取零件到校準(zhǔn)機(jī)器使用最多需要6個(gè)月的時(shí)間。因此，目前，這些晶圓廠中有一些正在等待安裝EUV機(jī)器，或者在Intel的情況下，可能僅用于早期測(cè)試或風(fēng)險(xiǎn)前試驗(yàn)。我們知道，GlobalFoundries擁有兩臺(tái)早期的EUV機(jī)器，安裝了一臺(tái)，但是當(dāng)它決定不追求領(lǐng)先的7nm時(shí)最終出售了這兩臺(tái)機(jī)器，其中國(guó)內(nèi)企業(yè)訂購(gòu)了一臺(tái)，但據(jù)我們所知，由于美國(guó)施加的限制，它沒(méi)有安裝……
隨著臺(tái)積電為其N(xiāo)5生產(chǎn)增加其Fab 18的產(chǎn)能，并提高其EUV集成度，看看臺(tái)積電是否受制于其所擁有的機(jī)器數(shù)量是否受到限制將很有趣。在某個(gè)時(shí)候，英特爾在部署7納米工藝時(shí)也會(huì)想購(gòu)買(mǎi)一個(gè)數(shù)量（我已經(jīng)看到英特爾已經(jīng)至少有10臺(tái)機(jī)器，但我無(wú)法確認(rèn)），所以可能會(huì)有一個(gè)誰(shuí)先獲得訂單的爭(zhēng)吵。
但是可以肯定的是，ASML正處于中間位置，壟斷著一切。
ASML研發(fā)下一代EUV光刻機(jī)：分辨率提升70% 逼近1nm極限
如前文所說(shuō)，在EUV光刻機(jī)方面，荷蘭ASML公司壟斷了目前的EUV光刻機(jī)，去年出貨26臺(tái)，創(chuàng)造了新紀(jì)錄。而據(jù)今年年初的報(bào)道，ASML公司正在研發(fā)新一代EUV光刻機(jī)，預(yù)計(jì)在2022年開(kāi)始出貨。根據(jù)ASML之前的報(bào)告，去年他們出貨了26臺(tái)EUV光刻機(jī)，預(yù)計(jì)2020年交付35臺(tái)EUV光刻機(jī)，2021年則會(huì)達(dá)到45臺(tái)到50臺(tái)的交付量，是2019年的兩倍左右。
目前ASML出貨的光刻機(jī)主要是NXE:3400B及改進(jìn)型的NXE:3400C，兩者基本結(jié)構(gòu)相同，但NXE:3400C采用模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)更加便捷，平均維修時(shí)間將從48小時(shí)縮短到8-10小時(shí)，支持7nm、5nm。
此外，NXE:3400C的產(chǎn)能也從之前的125WPH（每小時(shí)處理晶圓數(shù)）提升到了175WPH。
不論NXE:3400B還是NXE:3400C，目前的EUV光刻機(jī)還是第一代，主要特點(diǎn)是物鏡系統(tǒng)的NA（數(shù)值孔徑）為0.33。
ASML最近紕漏他們還在研發(fā)新一代EUV光刻機(jī)EXE:5000系列，NA指標(biāo)達(dá)到了0.55，主要合作伙伴是卡爾蔡司、IMEC比利時(shí)微電子中心。
與之前的光刻機(jī)相比，新一代光刻機(jī)意味著分辨率提升了70%左右，可以進(jìn)一步提升光刻機(jī)的精度，畢竟ASML之前的目標(biāo)是瞄準(zhǔn)了2nm甚至極限的1nm工藝的。
不過(guò)新一代EUV光刻機(jī)還有點(diǎn)早，至少到2022年才能出貨，大規(guī)模出貨要到2024年甚至2025年，屆時(shí)臺(tái)積電、三星等公司確實(shí)要考慮3nm以下的制程工藝了。