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據市場研究機構 Trend Force,艾司摩爾 (ASML)(ASML-US) 執行長 Christophe Fouquet 認為,中國在無法取得 EUV 光刻機的情況下,其晶片製造技術落後國際企業 10 年。即便競爭對手想複製一台中國產 EUV 光刻機,也只能複製外觀,無法複製內部的蔡司鏡頭、西盟光源及台積電多年的精密測試數據。
ASML 在 EUV 光刻機領域是全球唯一供應商,且 ASML 也擁有光刻機大規模量產的能力以及相關製造工廠的數據回饋閉環。
EUV 上一代產品是浸潤式 DUV,該設備是 ASML 甩開 Nikon、Canon 等競爭對手的核心設備。
浸潤式微影技術由前台積電副總經理林本堅所開發,ASML 是當時第一個、也是唯一願意採用此技術的光刻機製造商。浸潤式光刻機的推出,成功讓 ASML 拉開了與其他競爭對手的差距。
使用浸潤式光刻機,也可以透過自對準多重圖案化技術來製造 7 奈米晶片。但隨著電晶體密度增加,多重圖案化技術的成本增加、晶片的良品率降低,向下發展會變得愈來愈困難。因此,EUV 光刻機就成了 7 奈米及以下製程晶片的首選設備。
美國就 EUV 光刻機問題對荷蘭政府施壓,迫使撤銷 ASML 對華出口 EUV 的許可。而中國企業則是迫切希望掌握 EUV 設備的製造技術,擺脫在先進晶片領域被卡脖子的困境。
EUV 的波長為 13.5nm,約為傳統深紫外光的 1/14,先前已存在於太空當中。想要將該光束應用到晶片製造中,必須要依賴人工生成。而且 EUV 光源必須要在真空系統中運行,光源需要透過反射鏡來引導至掩模上方進行曝光。
因此,光源發射器、反射鏡、掩模板這些整套的零件都需要重新自訂。相對於上一代的深紫外線 DUV 微影機來說,EUV 幾乎是重建了整個產品生態,對於供應鏈技術要求高,每項工程都需要長時間研究推動才能進入量產商用階段。
據 ASML 在 2024 年度發布的財報數據,ASML 全球供應鏈總共有 5150 家,包含了光學、化學、材料、機械製造等各種各樣的頂級供應商。其中荷蘭有 1,600 家、歐洲有 750 家(除荷蘭)、北美有 1,400 家、亞洲有 1,400 家。
全球供應鏈組成的生態網路是 ASML 成功的核心因素,也是推動全球晶片產業共同進步的主要原因。
《路透》先前報導宣稱中國已製造出 EUV 光刻機的原型機,準備幾年後進入商業階段。該新聞引起了討論,但其通篇引用所謂的知情人士透露,並無任何實質性的證據進行佐證,所以該內容真實性存疑。
就中國自研 EUV 光刻機這個情況,前 ASML 執行長 Peter Wennink 在接受荷蘭媒體採訪時表示已經知曉,完全在意料之中,且合情合理。既然中國買不到 ASML 的設備,那麼進行自主研發是一條可行的路線。
不過 EUV 光刻機的門檻很高,就算能製造出原型機,那麼距離真正量產後投入生產線製造晶片還有很長時間。
ASML 的 EUV 原型機誕生於 2006 年,真正大規模商用則是在 2019 年。中間 13 年的時間,ASML 聯合使用廠商一直在解決光刻機的量產問題和製造晶片的良品率問題。
據 Trend Force 機構的數據分析,在製造設備領域,中國企業的自給率參差不齊。在成熟節點方面具優勢,但在先進節點上依賴進口設備。這種在先進技術上的薄弱點,正在推動中國晶片產業從先前的單一企業追趕,轉變成全生態的系統整合。
部分領軍的設備企業正透過股權投資來幫助相關的產業鏈公司,深化彼此之間的合作以達到更高效率的良率提升。
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