ASML新動態: 1nm光刻機都已經來了嗎?

2020-12-04 財富中國網

ASML已完成1nm晶片EUV光刻機設計,並加強與臺積電和三星的合作

ASML對中國大陸市場出口持開放態度,EUV等出口許可證

半導體光刻與刻蝕論壇2020將於2020年12月30-31日上海召開,光刻產業鏈國際動態與國產化發展機遇將是重要內容。

——ASML已完成1nm晶片EUV光刻機設計

2020年11月中旬,日本東京舉行了 ITF(IMEC Technology Forum,. ITF)論壇。在論壇上,與荷蘭商半導體大廠艾司摩爾(ASML) 合作研發半導體光刻機的比利時半導體研究所(IMEC)正式公布了 3 納米及以下工藝的在微縮層面的相關技術細節。

根據其所公布的內容來看,ASML 對於 3 納米、2 納米、1.5 納米、1 納米,甚至是小於 1 納米的工藝都做了清楚的發展規劃,代表著 ASML 基本上已經能開發 1 納米工藝的光刻設備。

在論壇中,IMEC 公司總裁兼首席技術官 Luc Van den hove 在主題演說中先介紹了公司研究概況,強調透過與 ASML 的緊密合作,以及將下一代高辨識率極紫外光 (EUV) 光刻技術進行了商業化。IMEC公司強調,將繼續把工藝規模縮小到1nm及以下。包括日本在內的許多半導體公司相繼退出了工藝小型化,聲稱摩爾定律已經走到了盡頭,或者說成本太高,無利可圖。

根據臺積電和三星電子介紹,從 7 納米工藝技術開始,部分工藝技術已經推出了 NA=0.33 的 EUV 光刻設備,5 納米工藝技術也達成了頻率的提升,但對於 2 納米以後的超精細工藝技術,則還是需要能夠達成更高的辨識率和更高 NA (NA=0.55) 的光刻設備。

據IMEC介紹,ASML已經完成了作為NXE:5000系列的高NA EUV光刻系統的基本設計,但商業化計劃在2022年左右。這套下一代系統將因其巨大的光學系統而變得非常高大,很有可能頂在傳統潔淨室的天花板下。

ASML目前在售的兩款極紫外光刻機分別是TWINSCAN NXE:3400B和TWINSCAN NXE:3400C,3600D計劃明年年中出貨,生產效率將提升18%。

ASML過去一直與IMEC緊密合作開發光刻技術,但為了開發使用高NA EUV光刻工具的光刻工藝,在IMEC的園區裡成立了新的「IMEC-ASML高NA EUV實驗室」,以促進共同開發和開發使用高NA EUV光刻工具的光刻工藝。該公司還計劃與材料供應商合作開發掩模和抗蝕劑。

Van den hove最後表示:「邏輯器件工藝小型化的目的是降低功耗、提高性能、減少面積、降低成本,也就是通常所說的PPAC。除了這四個目標外,隨著小型化向3nm、2nm、1.5nm,甚至超越1nm,達到亞1nm,我們將努力實現環境友好、適合可持續發展社會的微處理器。」他表示,將繼續致力於工藝小型化,表現出了極大的熱情。

——臺積電大規模購買EUV光刻機,保持業界領先地位

近期媒體報導,臺積電錶示其部署的極紫外光(EUV)光刻工具已佔全球安裝和運行總量的50%左右,這意味著其使用的EUV機器數量超過了業內其他任何一家公司。為了保持領先,臺積電已經下單訂購了至少13臺ASML的Twinscan NXE EUV光刻機,將會在2021年全年交付,不過具體的交付和安裝時間表尚不清楚。同時,明年臺積電實際需求的數量可能是高達16到17臺EUV光刻機。

目前,臺積電使用ASML的Twinscan NXE EUV光刻機在其N7+以及N5節點上製造晶片,但在未來幾個季度,該公司將增加N6(實際上將在2020年第四季度或2021年第一季度進入HVM)以及同樣具有EUV層的N5P工藝。臺積電對EUV工具的需求正在增加是因為其技術越來越複雜,更多地方需要使用極紫外光刻工具處理。臺積電的N7+使用EUV來處理最多4層,以減少製造高度複雜的電路時多圖案技術的使用。

根據ASML的官方數據,2018年至2019年,每月產能約4.5萬片晶圓(WSPM),一個EUV層需要一臺Twinscan NXE光刻機。隨著工具生產效率的提高,WSPM的數量也在增長。如果要為一個準備使用N3或更先進節點製造工藝的GigaFab(產能高於每月10萬片)配備設備,臺積電在該晶圓廠至少需要40臺EUV光刻設備。

ASML最新推出的Twinscan NXE:3400B和NXE:3400C光刻系統價格相當昂貴。早在10月份,ASML就透露,其訂單中的4套EUV系統價值5.95億歐元(約合7.03億美元),因此單臺設備的成本可能高達1.4875億歐元(1.7575億美元)。也就是說,13套EUV設備可能要花費臺積電高達22.84億美元。

但在EUV工具方面,錢並不是唯一的考慮因素。ASML是唯一生產和安裝EUV光刻機的公司,它的生產和安裝能力相對有限。在對其生產工藝進行調整後,該公司認為可以將單臺機器的周期縮減到20周,這樣一來,每年的產能將達到45到50套系統。

2020年前三季度,ASML已經出貨了23臺EUV光刻機,預計全年銷售量比2020年原計劃的35臺少一點。截至目前,ASML已累計出貨83臺商用EUV光刻機(其中包括2015年第一季度至2020年第三季度銷售的NXE:3350B、NXE:3400B和NXE:3400C)。如果臺積電官方關於擁有全球已安裝和運行Twinscan NXE光刻機中約50%這個說法是正確的,那麼目前可能已經擁有30至40臺EUV光刻機。

臺積電不是唯一採購大量EUV光刻機的半導體製造商。三星目前只使用EUV工藝來生產其7LPP和5LPE SoC以及一些DRAM,但隨著三星晶圓廠擴大EUVL工藝在生產上的應用,三星半導體也提高了基於EUV工藝的DRAM的生產,最終將不可避免地採購更多的Twinscan NXE光刻機。預計英特爾也將在2022年開始使用其7nm節點生產晶片時,將開始部署EUVL設備,很可能在未來幾年成為EUVL設備的主要採用者之一。

未來幾年全球對EUV光刻機的需求只會增加,但從目前的情況來看,在未來一段時間內,臺積電仍將是這些光刻設備的主要採購者,三星和英特爾將緊隨其後。

——三星加強與ASML的技術和投資合作

近日,包括CEO Peter Burnink在內的ASML高管於訪問了三星的半導體工廠,討論了在EUV光刻機供應和開發方面的合作。

ASML高管與三星副董事長金基南進行了會談。業內人士認為,三星在此次會談中要求ASML供應更多的EUV光刻機,並討論了雙方在開發下一代EUV光刻機方面的合作。

據悉,三星需要更多的EUV光刻機來擴大其在全球晶圓製造市場的份額。然而,作為世界上唯一的EUV光刻機製造商,ASML向臺積電提供的設備要多於三星。因此三星希望與ASML建立技術聯盟,以確保下一代EUV光刻機的供應。對於ASML來說,與三星的投資合作是必要的,因為開發下一代EUV光刻機需要大量投資。

該報導指出,三星希望投資開發高數值孔徑的EUV光刻機,以提高半導體微製造所需的電路解析度。該設備的價格預計為每臺5000億韓元,比目前的EUV設備高出2到3倍。ASML計劃在2023年年中推出該設備的原型,三星則希望優先獲得ASML的供應,以在技術上領先臺積電。

不過,三星一位官員表示,會議並沒有做出具體的投資決定。他說,ASML高管到訪三星是為了回應李在鎔10月份訪問ASML總部。另有消息稱,ASML的高管此次還會面了SK海力士總裁李石熙,雙方討論了擴大UV設備供應和促進合作的途徑。

——對中國大陸出口持開放態度,EUV等出口許可證

2020年11月上旬, ASML全球副總裁、中國區總裁沈波透露,2020年二、三季度,該公司發往中國大陸地區的光刻機臺數超過了全球總臺數的20%。然而在2020年的進博會上,ASML僅展示了DUV光刻機,並沒有展示新的EUV光刻機。

對此,沈波表示,EUV光刻機目前還在等荷蘭政府的出口許可證。該公司須在遵守法律法規的前提下進行光刻機出口。沈波強調,該公司對向中國出口光刻機保持很開放態度。自30年前進入中國市場以來,該公司在中國總計為客戶提供了700多臺裝機。

半導體光刻與刻蝕論壇2020將於2020年12月30-31日上海召開,光刻產業鏈國際動態與國產化發展機遇將是重要內容。

【半導體光刻與刻蝕材料、設備與技術論壇2020】

在政策和市場需求的雙重驅動下,半導體光刻和刻蝕產業鏈將加速國產化進程。參與企業將面臨空前的發展機遇。然而材料、技術與設備的競爭力提升,也將面臨挑戰。半導體光刻與刻蝕材料、設備與技術論壇2020將於12月30-31日在上海召開。會議由亞化諮詢主辦,多家國內外企業重點支持和參與,將對半導體產業核心工藝——光刻和刻蝕產業鏈的重點議題展開深入探討。

會議主題

1. 半導體光刻與刻蝕產業鏈相關政策趨勢

2. 國際先進光刻材料設備與技術

3. 半導體光刻膠及其原料

4. 半導體光刻技術——DUV、浸沒式、多重曝光、EUV、新技術

5. 光刻與刻蝕產業鏈的國產化發展

6. 光掩膜版、光刻氣、光刻源、光刻機及其關鍵零部件

7. 光刻配套——塗膠顯影、光刻膠剝離、檢測等

8. 刻蝕技術——溼法、幹法、等離子刻蝕、反應離子刻蝕、ICP刻蝕等

9. 刻蝕工藝、刻蝕機及刻蝕液(氣體)

10. 光刻、刻蝕與先進封裝

相關焦點

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    打開APP 90nm國產光刻機對比5nm ASML光刻機,差距很大 佚名 發表於 2020-04-13 17:22:30 那麼這個水平和ASML相比如何呢,ASML早在2018年就將其光刻機賣給三星和臺積電大規模量產7nm高端晶片,臺積電錶示現在已經開始試產5nm晶片,今年下半年大規模量產。經過對比,可以微電子光刻機技術與世界先進水平的ASML光刻機還有很大的差距,至少25年。
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  • ASML正式官宣,1nm光刻機設計完成,說好的摩爾定律呢?
    但很顯然,事情並沒有朝著預想的方向發展,目前最新的5nm晶片製程已經成功應用,實現量產,臺積電前段時間也正式官宣2nm工藝取得重大突破,未來幾年有望實現生產。甚至光刻機巨頭ASML近日也傳來了最新消息,1nm NA EUV光刻機已經完成設計,有望在2022年實現商用。
  • ASML突破1nm光刻機,留給國產光刻機的時間還有多久?
    但是令人沒有想到的是,就在近日,荷蘭ASML公司突然表態已經完成1nm光刻機設計,摩爾定律將繼續延續。如此一來,留給國產光刻機的時間還有多久呢?ASML突破1nm光刻機根據日媒11月30日消息,IMEC公司在ITF Japan 2020大會上公布了3nm、2nm、1.5nm以及1nm以下的邏輯器件小型化路線圖。
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  • 為什麼光刻機比原子彈還難造?
    阿斯麥公司生產的 EUV 光刻機 | www.asml.com光刻機,這臺可以賣到上億歐元的精密設備,是通過紫外光作為 " 畫筆 ",把預先設計好的晶片電子線路書寫到矽晶圓旋塗的光刻膠上,精度可以達到頭髮絲的千分之一。舉個例子,華為海思成功設計開發了麒麟系列晶片,想要真正做成手機晶片,就需要臺積電利用光刻工藝來進行代工製造。
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  • 一文看懂asml光刻機工作原理及基本構造
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  • ASML都要推出2nm晶片光刻機了,我們的光刻機卻還在90nm水平!
    ,對於臺積電應該是有所了解,他們和三星由於能夠生產製造高精端晶片,從而被稱之為晶片生產巨頭,如今在晶片的生產工藝上,他們已經達到7nm,並且今年上半年還要上線5nm,而反觀我們大陸的晶片生產企業中芯國際,在生產工藝方面,也只是在2019年12月,剛剛能夠量產14nm工藝的晶片,這種差距之大,令人咋舌!
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