據(jù)etnews報(bào)道，到第二季度，ASML 將供應(yīng) 100 多臺下一代極紫外 （EUV） 曝光設(shè)備。由于對超精細(xì)工藝的需求增加和客戶群的擴(kuò)大，預(yù)計(jì) EUV 設(shè)備供應(yīng)的數(shù)量將持續(xù)增長。預(yù)計(jì)兩年內(nèi)累計(jì)供應(yīng)量將增加一倍以上，EUV時(shí)代將正式開啟。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士12日稱，截至2Q，ASML共向市場出貨了102臺EUV設(shè)備。在過去四個季度（2020 年第三季度 - 2021 年第二季度），出貨量總計(jì) 40 臺，比前四個季度（2019 年第三季度 - 2020 年第二季度）的 24 臺出貨量增長了 66%。ASML今年的EUV設(shè)備供應(yīng)總量目標(biāo)約為40臺，下半年將供應(yīng)約25臺EUV設(shè)備。
EUV 設(shè)備的波長比現(xiàn)有的氟化氬 （ArF） 曝光短 1/14，有利于實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體微電路。ASML 是全球唯一一家此類設(shè)備供應(yīng)商。近來，對10納米以下微加工的需求不斷增長，也增加了EUV曝光設(shè)備的供應(yīng)。由于EUV設(shè)備加工復(fù)雜，ASML年產(chǎn)量也很小。近期，ASML 正專注于提高產(chǎn)能和供應(yīng)。
ASML 擴(kuò)大 EUV 設(shè)備供應(yīng)是響應(yīng)半導(dǎo)體制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)超微電路層需求的結(jié)果。EUV設(shè)備可以在幾次內(nèi)繪制出超精細(xì)的電路。雖然是每臺價(jià)值約1.5億美元的昂貴設(shè)備，但由于其出色的工藝成本和省時(shí)效果，可以抵消設(shè)備采用的成本。一位半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)人士解釋說：“半導(dǎo)體制造商考慮通過EUV降低EUV設(shè)備成本和工藝成本，越來越多的人在微加工中引入EUV設(shè)備，因?yàn)樗哂懈叩墓に嚦杀窘档托Ч?/p>
據(jù) ASML 稱，5-7 納米邏輯半導(dǎo)體（基于每月 45,000 片晶圓）需要一臺 EUV 設(shè)備來繪制一個 EUV 層。16nm以下DRAM（以每月10萬片為基礎(chǔ)）一層需要1.5~2個EUV設(shè)備。由于三星電子計(jì)劃在今年下半年將 14nm DDR5 DRAM 的 EUV 應(yīng)用層數(shù)從 1 層增加到 5 層，而 SK 海力士也計(jì)劃增加 EUV 應(yīng)用層數(shù)，這些預(yù)計(jì)將推動對 EUV 的額外需求設(shè)備。
除了EUV層數(shù)的增加，對EUV設(shè)備的需求也在逐漸擴(kuò)大。繼三星電子在 2018 年首次引入 7nm 工藝的 EUV 設(shè)備后，臺積電和 SK 海力士也進(jìn)入了 EUV 競爭。市場規(guī)模預(yù)計(jì)將進(jìn)一步擴(kuò)大，因?yàn)槊绹拿拦夂陀⑻貭栆苍谕苿右?EUV 設(shè)備。
業(yè)界預(yù)測，EUV時(shí)代將全面加速。因此，ASML 計(jì)劃通過增加設(shè)備供應(yīng)來滿足需求。在 Q2 財(cái)報(bào)會議上，ASML 首席執(zhí)行官 Peter Wennink 表示，”我們計(jì)劃明年將 EUV 設(shè)備的產(chǎn)量增加到 55 臺，并在 2023 年增加到 60 臺。“ 兩年后將有超過 240 臺 EUV 設(shè)備投入市場，超過迄今為止的累計(jì)供應(yīng)量。
然而，據(jù)觀察，臺積電已經(jīng)獲得了目前供應(yīng)的 EUV 設(shè)備的一半。臺積電擁有約 50 臺 EUV 設(shè)備。鑒于EUV設(shè)備的獨(dú)家供應(yīng)體系，快速確保設(shè)備安全將成為三星電子和SK海力士等國內(nèi)半導(dǎo)體制造商面臨的挑戰(zhàn)。
EUV光刻機(jī)路線圖：ASML的下一代光刻設(shè)備
在科技行業(yè)，在硬件方面最受關(guān)注的公司是英偉達(dá)、蘋果、高通和AMD等芯片公司，或英特爾、三星和臺積電這些芯片制造公司。雖然半導(dǎo)體制造設(shè)備的供應(yīng)商鮮為人知，但其中還有一家頗有名氣的公司，那就是來自荷蘭的ASML。
ASML生產(chǎn)用于制造從邏輯到 NAND（用于 SSD、閃存等）和 DRAM 等幾乎所有芯片的光刻設(shè)備。這些工具使用光在晶圓上”打印“特征、制造晶體管等。多年來，該行業(yè)一直使用193納米波長的”深紫外光 （“DUV”） 光刻技術(shù)“。大約在 2000年代中期，這項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)展到”浸沒式光刻“：這項(xiàng)技術(shù)在透鏡和晶片之間使用水。這將NA（breaking index）從大約1.0提高到大約1.35，從而將工具的分辨率提高了類似的量。
業(yè)界預(yù)估，在32nm節(jié)點(diǎn)及以下節(jié)點(diǎn)（早在十多年前），光刻機(jī)光源步長將從 193nm躍升至13.5nm，后者稱為極紫外或EUV，這將大大提高分辨率，以繼續(xù)摩爾定律的驚天縮放。NA從1.35下降到0.35可以部分抵消波長的這種改善。
然而，與商用DUV工具的約300WPH 相比，早期的EUV工具的吞吐量極低，僅為每小時(shí)10-40個晶圓的訂單（”WPH“）。這種低吞吐量意味著該工具在商業(yè)上不可行。這導(dǎo)致了多年的延誤，因此ASML投資解決這些問題。
與此同時(shí)，為了繼續(xù)微縮，業(yè)界發(fā)明了（昂貴且復(fù)雜的）”多重圖案化“方案：這些技術(shù)多次曝光晶圓以創(chuàng)建一個特征，需要多個（同樣昂貴的）”掩?！?。（掩膜定義了”印刷“在晶圓上的特征，作為芯片的模板。）順便說一句，這也是英特爾在14納米和10納米中遇到大量良率問題的原因之一。
最終，在過去幾年中，這些EUV工具已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，臺積電5nm是第一個旨在在多層上廣泛使用EUV的節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)自2020年開始量產(chǎn)。
總之，從DUV（193nm光）到EUV（13.5nm光）的過渡對延續(xù)摩爾定律起著重要作用。而ASML是世界上唯一一家可以提供EUV工具的公司。
EUV設(shè)備的需求
雖然有多家DUV光刻工具供應(yīng)商，但正如所指出的，只有一家企業(yè)擁有EUV光刻機(jī)，那就是ASML。這意味著ASML作為該工具的唯一供應(yīng)商發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其EUV設(shè)備的平均售價(jià) （”ASP“） 遠(yuǎn)超過1億美元（具體而言超過 1.4億美元），并使 ASML 成為股市中真正的贏家。它在過去幾年推動了后者的收入和收益，EUV現(xiàn)在幾乎占其超過100億收入的一半。
ASML宣布，其在2020年出貨了31臺EUV工具。雖然這表明EUV現(xiàn)已達(dá)到成熟，但仍低于其35臺出貨計(jì)劃。然而，未能達(dá)標(biāo)的部分原因是英特爾有據(jù)可查的7nm延遲：這減少了ASML四個單位的出貨量。此外，實(shí)體清單也給臺積電帶來了問題，其前5大客戶之一（華為）在幾個季度內(nèi)消失了。
正如ASML的首席執(zhí)行官所解釋的那樣，這兩個問題導(dǎo)致該公司預(yù)計(jì)需求低于預(yù)期，因此轉(zhuǎn)向其供應(yīng)鏈以減少2021年的產(chǎn)量。
ASML首席執(zhí)行官表示：這只是對去年第二季度和第三季度發(fā)生的事情的反映，你知道，我們的主要代工廠客戶顯然回來說，聽著，我們的N3主要客戶現(xiàn)在被列入黑名單。
所以，我們不能發(fā)貨。因此，我們需要調(diào)整EUV系統(tǒng)的2021年展望，隨后另一位客戶表示，嗯，我們將推遲路線圖，這也意味著這將推遲一年，這實(shí)際上導(dǎo)致了一種情況我們實(shí)際上減少了EUV計(jì)劃系統(tǒng)2021的數(shù)量，因?yàn)榭蛻粽f，這是兩個原因。他們是兩個大客戶。
然而，從那時(shí)起發(fā)生的事情可能是眾所周知的：半導(dǎo)體短缺。首先，臺積電宣布了2020年280美元的巨額資本支出指引，以應(yīng)對對其領(lǐng)先工藝技術(shù)的需求激增。后來進(jìn)一步增加了到300億美元，并且在三年內(nèi)的總體預(yù)期為1000億美元。
雖然半導(dǎo)體晶圓廠肯定需要其他工具，但顯然資本支出的大幅增加將成比例地使 ASML受益。
其次，英特爾自7納米延遲以來的演變也有記錄。特別是，英特爾新任CEO特意將”全面擁抱 EUV“作為讓7nm重回正軌的關(guān)鍵原因，修訂后的7nm工藝流程包含兩倍的EUV層數(shù)。這顯然也有利于英特爾未來對EUV的需求。例如，雖然上面的引用談到了四個系統(tǒng)，但最近ASML實(shí)際上只談到了兩個系統(tǒng)。顯然，英特爾在EUV上的支出將在2022年及以后增加。
為了滿足所描述的需求，ASML此前曾表示將在2021年提高其生產(chǎn)能力，最多可生產(chǎn)45-50個EUV工具。然而，鑒于供應(yīng)鏈的交貨時(shí)間較長以及上一節(jié)所述的問題，ASML無法及時(shí)對EUV需求的增加做出反應(yīng)。因此，ASML很可能在 2020年僅提供約40個設(shè)備。
有人指出，這將導(dǎo)致ASML連續(xù)第四年或第五年無法達(dá)到其年度交付目標(biāo)，但當(dāng)然只是討論了對此的提醒。
盡管如此，預(yù)計(jì)ASP的增加也將帶來進(jìn)一步的增長，路線圖上有幾個升級的工具，這將帶來改進(jìn)，例如更高的WPH吞吐量。ASML預(yù)計(jì)其即將推出的工具將與其公司毛利率以及低兩位數(shù)的ASP增長（從約1.4億美元的水平）達(dá)到平價(jià)。2023年工具實(shí)際上將在毛利率上交叉。
還有一些因素可以帶來額外的增長。例如，服務(wù)收入取決于曝光的晶圓數(shù)量，直到最近，這對于EUV來說仍然很低。為此，ASML表示，每個EUV工具基本上都會成為其ASP每年5-6%的經(jīng)常性收入來源。
此外，未來將有更多晶圓（芯片中的層）使用 EUV 進(jìn)行曝光，因?yàn)槟壳爸挥惺畮讉€最關(guān)鍵的層使用EUV進(jìn)行曝光。（這就是英特爾”全面擁抱 EUV“的意思。）最后，DRAM 內(nèi)存行業(yè)有望在未來也采用EUV。
基于客戶對先進(jìn)節(jié)點(diǎn)不斷增長的EUV需求，據(jù)預(yù)計(jì)，ASML今年將比去年增長約 30%，相當(dāng)于2021年EUV系統(tǒng)收入約為58億歐元。
因此，盡管 EUV 交付量低于預(yù)期，但考慮到ASP的增長，ASML仍預(yù)計(jì) 2021 年EUV將增長 30%。此外，鑒于成熟工藝晶圓廠的半導(dǎo)體短缺，ASML現(xiàn)在也預(yù)計(jì)其非EUV業(yè)務(wù)需求強(qiáng)勁。例如，臺積電史無前例地宣布將擴(kuò)充28nm晶圓廠產(chǎn)能。
到2022年，當(dāng)上述供應(yīng)問題基本得到解決時(shí)，ASML現(xiàn)在預(yù)計(jì)將出貨55個 EUV 系統(tǒng)。盡管如此，ASML表示，即便如此，它也可能會受到其供應(yīng)鏈的限制，因?yàn)樾枨罂赡軙^55個系統(tǒng)的供應(yīng)。
EUV路線圖，High-NA EUV是下一步
ASML目前出貨NXE:3300C型號，售價(jià)1.3億美元，可達(dá)到135WPH。但是，通過附加選項(xiàng)，ASP增加到上面提到的約1.45億美元。
ASML將在今年推出NXE:3300D型號，它能夠達(dá)到160WPH，ASML預(yù)計(jì)ASP 將增加10%以上，相比之下約為1.45億美元的水平。它將把EUV帶到ASML的公司毛利率。
NXE:3300E型號將在2023年實(shí)現(xiàn)到來，該型號能夠達(dá)到220WPH，這是生產(chǎn)力的另一項(xiàng)非常強(qiáng)勁的改進(jìn)。因此，這將是ASP增加的另一個來源 （ASML指出，盡管E型號的COGS（銷售成本）較高，但毛利率仍會增加，因?yàn)樗c更昂貴的>3億美元的”High NA EUV“ EXE:5000工具共享一些部件。）
盡管如此，正如EXE:5000工具所表明的那樣，EUV并不是光刻縮放的最后選擇。多年來，ASML一直致力于開發(fā)EUV之外的下一代工具。
如上所述，雖然與之前的DUV工具相比，EUV的波長顯著降低，但EUV的NA確實(shí)從1.35大幅下降到0.35。（不談物理，破指數(shù)是光和光學(xué)領(lǐng)域的一種現(xiàn)象。）因此，幾年前ASML開始研發(fā)下一代工具來解決這個問題，稱為High NA EUV，參考到工具將具有的更高的NA數(shù)。此工具會將這個指標(biāo)增加到0.55。好處是這進(jìn)一步提高了分辨率。
這將是一種更昂貴的工具，其成本超過一架飛機(jī)，預(yù)計(jì)成本超過3億美元。因此，即使在最初引入EUV之后，ASML的長期增長前景仍然穩(wěn)固，因?yàn)樵谶壿嫼?DRAM中越來越多的EUV采用、更高的ASP以及下一次升級到更昂貴的High NA EUV。
然而，最近在1月第四季度財(cái)報(bào)發(fā)布期間，一個警告變得清晰起來?？磥鞨igh NA光刻已經(jīng)推遲了幾年。
此前，預(yù)計(jì)High NA將在2023年推出。例如，英特爾一直在呼吁開發(fā)High NA 生態(tài)系統(tǒng)以避免延誤。
因此，開發(fā)High NA設(shè)備勢在必行。”在持續(xù)改進(jìn)0.33的同時(shí)，我們需要開發(fā) 0.55，“英特爾研究員兼芯片巨頭的光刻硬件和解決方案總監(jiān)Mark Phillips在最近的一次演講中說?！庇⑻貭枔碛袕?qiáng)大的工藝節(jié)點(diǎn)路線圖，需要持續(xù) EUV 光刻開發(fā)的分辨率和 EPE（邊緣放置誤差）優(yōu)勢。需要High NA EUV 以避免 0.33 NA mask splits，消除mask splits的累積 EPE，減少工藝復(fù)雜性并降低成本。我們需要生態(tài)系統(tǒng)準(zhǔn)備好在 2023 年之前為其提供支持。“
在此次活動中，Phillips對光刻師和掩模制造商發(fā)表講話，呼吁采取行動，以保持High NA EUV走上正軌，并解決技術(shù)差距，即掩模和抗蝕劑。High-NA一直是2023年的目標(biāo)，但根據(jù)過去的事件，它有可能下滑。目前的EUV在投入生產(chǎn)之前已經(jīng)晚了幾年。
然而，ASML宣布，它現(xiàn)在預(yù)計(jì)High NA設(shè)備將在2025年或2026年（由其客戶）進(jìn)入商業(yè)生產(chǎn)，這意味著最多延遲三年。
我們正在與客戶就Hihg NA量產(chǎn)的路線圖時(shí)間保持一致，目前估計(jì)在2025-2026年的時(shí)間范圍內(nèi)。
為滿足這一時(shí)間表，我們將于今年開始集成模塊，并計(jì)劃在2022年擁有第一個合格系統(tǒng)。我們計(jì)劃在2023年在客戶現(xiàn)場首次安裝第一批系統(tǒng)，并計(jì)劃提供關(guān)于我們的High-NA的更詳細(xì)的更新今年投資者日期間的計(jì)劃。
因此，這對行業(yè)和ASML來說都是一次挫折。對于業(yè)界來說，這意味著要繼續(xù)縮小晶體管的尺寸，他們將不得不使用那些最初為”DUV 浸沒式光刻“而開發(fā)的”多重圖案化“技術(shù)。雖然目前多重圖案在行業(yè)中已經(jīng)成熟，但它仍然是一種昂貴的技術(shù)。將此與昂貴的 EUV 工具相結(jié)合可能會給晶圓成本帶來壓力。
不過，對于ASML而言，多重EUV圖案實(shí)際上可能會進(jìn)一步增加對其當(dāng)前EUV 工具的需求。因此，這實(shí)際上可能會部分抵消High NA EUV延遲帶來的（假設(shè)）收入影響。
對于擁有多年視野的長期投資者來說，延遲應(yīng)該無關(guān)緊要，就像之前很久的 EUV 延遲目前不再重要一樣，因?yàn)锳SML（終于）從EUV獲得了數(shù)十億美元。