在半導體行業,ASML的地位堪稱獨一無二。這家荷蘭公司不僅是全球唯一能生產EUV光刻機的製造商,更在高端光刻機市場擁有超過80%的份額,在EUV領域更是達到100%的壟斷地位。
ASML的成功並非一蹴而就,早在十幾年前,ASML就研製出數值孔徑為0.33的EUV光刻機,為芯片製程從7nm向下延伸奠定了基礎。而近年來,ASML更是推出數值孔徑為0.55的High-NA EUV光刻機,將分辨率從13.5nm提升至8nm,支持2nm及更先進工藝的研發。
雖然ASML的High-NA EUV光刻機非常先進,但並不是所有的客戶都願意買單。而在最近,ASML最大的客戶臺積電再次表態不買這種光刻機。對此,有外媒表示:High-NA EUV光刻機太貴了,臺積電不願意買了。
一、High-NA EUV光刻機價格太高
雖然ASML推出的High-NA EUV光刻機技術先進,但半導體行業的反應出現了明顯分化。目前英特爾和三星已經下單採購這種頂級設備,尤其是英特爾,希望憑藉新一代光刻技術重新奪回在芯片製造領域的領先地位。
然而,作為ASML最大客戶的臺積電,卻出人意料地保持了沉默。臺積電不僅沒有采購High-NA EUV光刻機的計劃,甚至最近再次表態,在其下一代製程技術中,包括1.6nm級和1.4nm級,都不需要使用這些最高端的光刻系統。
臺積電的這一決策核不是沒有道理,一臺High-NA EUV光刻機售價高達4億美元,而ASML每年僅能生產5到6臺這樣的設備。對需要大規模產能的臺積電來說,將鉅額資金投入到少數幾臺設備上,並不符合其長期產能規劃。
而臺積電的選擇反映了半導體製造業的一個新趨勢,那就是臺積電不再一味追求最先進的設備,而是更注重性價比和工藝優化。通過改進現有設備的能力,結合多重曝光技術和光掩模護膜等創新,臺積電試圖在不犧牲性能的前提下,控制日益攀升的製造成本。
二、為什麼臺積電不願購買High-NA EUV光刻機?
臺積電放棄採購High-NA EUV光刻機,並不意味着其在先進製程競賽中放慢腳步。相反,臺積電選擇了一條更為務實的技術路徑,那就是通過「光掩模護膜」技術結合多重曝光工藝,推進芯片製程向1.4nm及更先進節點發展。
據悉,光掩模護膜是一種保護光掩模在光刻過程中免受灰塵等微粒污染的技術。這一技術結合現有的標準EUV光刻機,可以在不採購天價High-NA設備的情況下,繼續提升芯片的集成密度和性能。
當然了,這一方案也帶來了新的技術挑戰。使用標準EUV光刻機生產1.4nm和1nm級別的芯片,需要進行更多次曝光才能達到所需精度。這意味着光掩模的使用頻率會大幅增加,可能影響生產節奏和芯片良率,因此臺積電需要通過大量的「試錯」來優化生產的可靠性。
不過臺積電在延長現有設備壽命方面積累了豐富經驗,例如臺積電於2019年開始在其N7+工藝上使用EUV,通過優化EUV曝光劑量及其使用的光刻膠,改進光罩薄片延長壽命、提升產量、降低缺陷率等。
三、臺積電不買天價EUV光刻機,ASML始料未及
臺積電對High-NA EUV光刻機的「冷處理」,無疑將對全球半導體行業格局產生深遠影響。這一決策不僅關係到臺積電自身的技術路線,也可能改變整個行業的競爭態勢和發展方向。
對於ASML而言,臺積電的決策讓它始料未及。儘管英特爾和三星已經採購了High-NA EUV設備,但作為全球最大芯片代工廠的臺積電,纔是ASML不可或缺的客戶。如果臺積電長期拒絕採購新一代光刻機,ASML將面臨產品規劃與市場需求的錯位。正因為如此,有外媒才表示:High-NA EUV光刻機太貴了,臺積電不願意買了,ASML該反思了。
不過臺積電這一決策也將影響全球半導體技術的競爭格局,如果臺積電能夠基於現有EUV設備成功開發出1.4nm和1nm製程,將證明半導體制造技術的進步並非只有依賴硬件升級這一條路。這也為其他芯片製造商提供新的思路,推動行業向更加多元化的方向發展。
四、寫在最後
未來,半導體行業可能呈現更加多元化的技術路線。一些廠商會選擇跟隨ASML的步伐,不斷採購最新最貴的設備;而另一些廠商則會效仿臺積電,通過工藝創新和技術優化,挖掘現有設備的潛力,這種分化將使半導體行業進入一個更加多元和務實的發展階段。