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研發先進制程促使三星英特爾搶購EUV 臺積電與ASML合作競爭優勢明顯

        頂點商城2022年1月20日消息,最近,國際EUV光刻機巨頭阿斯麥(ASML)公布2022年第一季度的財報預測,預計第一季度將實現營收33-35億歐元,預計2022年全年的營收將在2021年的基礎上增加20%左右。


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        根據相關數據統計,從2020年的第三季度到2021年的第二季度,ASML在這四個季度內,一共向市場供應了四十臺EUV光刻機,出貨量環比增加了66%(具體數據為24臺)。


        從具體的市場需求來看,用于生產邏輯芯片的5nm-7nm晶圓,4.5萬片的月產能就需要一臺EUV光刻機來繪制EUV層。月產能10萬片的16nm以下動態隨機存取存儲器(DRAM),一層就平均需要1.5到2臺EUV光刻機設備。全球最大的存儲芯片供應商---三星,正計劃將14nm DDR5 DRAM芯片的EUV應用層數從一層增加到五層。韓國的另一家存儲芯片供應大廠---SK海力士也準備增加EUV應用層數。這些因素都將直接拉升EUV光刻機的需求。


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        ASML的EUV光刻機在市場上一直都是奇貨可居的存在。自從2018年,三星首次引入了7nm工藝的EUV光刻機之后,臺積電和SK海力士也相繼加入了購買EUV光刻機的競爭。隨后,美光和英特爾也在計劃引進EUV光刻機,EUV光刻機的市場規模也一路高歌猛進。


        為了應對市場需求的增加,ASML計劃將2022年EUV光刻機的產量增加到55臺,2023年增加到60臺。按照這個產量計劃,從2021年到2023年,將會共有250臺左右的EUV光刻機投放到市場上,這個數量已經超過了迄今為止市面上存在的EUV光刻機數量總和。


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        雖然ASML在不斷地增加EUV光刻機的出貨量,但是對于市場的需求來說,還遠遠不夠。隨著SK海力士和美光加入引進EUV光刻機的隊伍,競爭已經越來越激烈,尤其是臺積電、三星和英特爾這三家。


英特爾


        英特爾在去年宣布重返晶圓代工市場,七月份就推出了先進制程技術藍圖。根據藍圖規劃,英特爾將會在未來四年內推出5個新世代芯片制程技術,同時將以前的10 nm Enhanced SuperFin更名為Intel 7、7nm正名為Intel 4,等等。按照規劃,到2025年英特爾就能達到2nm制程工藝水平,達到趕超臺積電的目的。


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        想要實現這些藍圖,第一步就是要爭奪最先進的EUV光刻機。英特爾在本周宣布,已經早于臺積電和三星完成了高NA EUV光刻機---TWINSCAN EXE:5200的引進。TWINSCAN EXE:5200目前還在研發階段,單臺設備的價格就高達三億美元。


        根據ASML披露的研發進度,TWINSCAN EXE:5200有望在2024年年底進行首批交付,并進行驗證測試,最快將在2025年投入到晶圓生產中。根據介紹,TWINSCAN EXE:5200每小時的晶圓吞吐量超過了220片。


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        作為美國企業,英特爾一直能最先獲得ASML最先進的光刻機,四年前就是如此。當時,英特爾最先獲得ASML第一代0.55NA光刻機EXE:5000。和上一代光刻機相比,0.55NA的分辨率從13nm提高到了8nm,能夠更快更好的曝光更加復雜和精細的集成電路圖案。根據英特爾公布的先進制程技術藍圖,EXE:5000將用于3nm制程,EXE:5200則可能會用于未來的20A或者18A制程。


三星


        根據其他渠道掌握的消息,三星也在緊急搶購高NA EUV光刻機,甚至ASML的高NA EUV光刻機不需要經過出廠測試,可以裝配完成之后,直接送到三星工廠來進行測試。這種交貨方式尚屬業界首次。


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        三星表示,其首顆3nm制程GAA工藝芯片相比5nm制程,芯片面積減小了35%,在功耗相同的情況下,性能可以提升30%;在性能相同的情況下,功耗可以降低50%。三星還表示,3nm制程的良率正在穩步提升,已經快要趕上4nm制程了。三星預計在今年推出第一代3nm 3GAE技術,2023年改良推出全新的3nm 3GAP技術,到2025年就可以投產2nm 2GAP制程芯片。為了匹配這些先進工藝的革新,三星必定會需要更多的、最新的EUV光刻機。


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        根據公開數據統計,截止到2020年,臺積電一共采購了差不多40臺EUV光刻機,而三星只有18臺左右,還不到臺積電的一半。2022年,三星預計會購買差不多18臺EUV光刻機,EUV光刻機的總數將達到臺積電的60%。


臺積電


        前幾天,臺積電透露其高達440億美元的資本支出,將主要用于2nm等先進制程工藝。這表示臺積電已經在2nm制程工藝方面有了較大的突破,必將更加迫切地要得到高NA的EUV光刻機,以進行2nm制程后續研發和試產。據臺積電供應鏈透露的消息,臺積電將會在今年第四季度成立2nm制程試產研發小組。


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        臺積電在其年報信息上表示,3nm最新EUV光刻機技術表現出了非常好的光學性能,且能夠達到預期的良率,減少曝光機光罩缺陷及制程堆棧誤差,同時還能降低整體成本。2nm及更先進制程EUV光刻機將著重于改善極紫外光技術的質量與成本。


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        這表明臺積電與ASML正在進行非常緊密的合作。通過與ASML進行合作,不光能夠保證獲得最大數量的EUV光刻機支持,還能保證臺積電相關設備的技術開發更加領先。這一點是三星和英特爾無法趕超臺積電的巨大優勢。

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