ASML 官宣新一代光刻机研发进展，芯片厂商打响“2nm 工艺战”

用于生产 2nm 芯片的 ASML 新款光刻机预计在 2025 年首次投入使用，对芯片厂商而言，“2nm 工艺战”已经打响。

ASML 冲刺 0.55 NA EUV 光刻机

对于芯片厂商而言，要想发展先进制程，光刻机是关键设备。而从工艺技术和制造成本综合因素考量，EUV 光刻机（极紫外光刻）被普遍认为是 7nm 及以下工艺节点的最佳选择。目前，在全球范围内仅有荷兰的 ASML 公司能供应 EUV 光刻机。

据介绍，ASML 的 EUV 光刻技术使用 13.5 nm 的波长（几乎是 X 射线范围），在微芯片上形成精细的线条。用于大批量制造，以创建先进的微芯片（7 nm、5 nm 和 3 nm 节点）高度复杂的基础层，并支持新颖的晶体管设计和芯片架构。

日前，在 2022 SPIE 高级光刻会议上，ASML 介绍了 EUV 的最新进展。

根据 ASML 最新消息，新款 EUV 光刻机正在研发中，NA 将从 0.33 增加到 0.55（NA 是光学系统的数值孔径，表示光线的入射角度），2nm 工艺的芯片都将依赖其实现。

为什么要冲刺高 NA EUV 光刻机？

光刻系统所能达到的分辨率是光刻收缩的主要驱动因素之一，它主要由所用光的波长和光学系统的数值孔径决定。更短的波长可以打印出更小的特征；更大的数值孔径可以更紧密地聚焦光线，也能够带来更好的分辨率。

ASML 光刻系统的发展一直是通过减少波长和增加数值孔径来进行演进。

目前，ASML 的主力产品是 0.33NA EUV 光刻机，并正在大批量生产中。对于 0.33 NA 系统，ASML 正致力于通过增加吞吐量和降低总能量来减少每次曝光所需的能量。

在发力 0.33 NA EUV 光刻机的同时，ASML 也在冲刺研发 0.55 NA EUV 光刻机。

ASML 高 NA 系统路线图

ASML 发言人向媒体介绍，更高的光刻分辨率将允许芯片缩小 1.7 倍、同时密度增加 2.9 倍。未来比 3nm 更先进的工艺，将极度依赖高 NA EUV 光刻机。

ASML 首席执行官 Peter Wennink 表示：

在高 NA EUV 方面，我们取得了良好的进展，目前已经开始在我们位于维尔德霍芬的新无尘空间中打造第一个高 NA 光刻。在第一季度，我们收到了多份 EXE:5200 系统的订单。我们这个月还收到额外的 EXE:5200 订单。我们目前已有来自三个逻辑芯片和两个存储芯片客户的高 NA 订单。EXE:5200 是 ASML 的下一代高 NA 系统，将为光刻技术的性能和生产力提供下一步的发展。

ASML 表示，第一台 0.55 NA EUV 光刻机原型试预计 2023 年交付，2025 年后量产，第一台预计交付英特尔。

芯片厂商冲击 2nm 工艺

根据 Gartner 分析师 Alan Priestley 的预测，0.55 NA EUV 光刻机单价将翻番到 3 亿美元（约合 20 亿元人民币）。

即便如此，0.55 NA EUV 光刻机还是得到了芯片厂商的火热预购。毕竟，这是研发 2nm 工艺的芯片的必选项。

在各大芯片厂商中，英特尔的速度最快。

今年 1 月 19 日，英特尔向 ASML 订购了最新款高 NA EXE:5200 光刻机。英特尔称，公司将成为 ASML 第一台 EXE:5200 的买家。与 EXE:5000 相比，EXE:5200 预计将带来几项改进，包括更高的生产率等等。

在最新款高 NA EXE:5200 光刻机的订购方面，台积电、三星也有所动作。在今年 6 月 17 日举行的技术研讨会上，台积电研发高级副总裁米玉杰表示：“展望未来，台积电将在 2024 年引入高数值孔径的极紫外（高 NA EUV）光刻机，为的是开发客户所需相关基础设施和模式解决方案，进一步推动创新。”

此外，根据台积电早前消息，公司今年资本支出为 400 亿美元至 440 亿美元，多数用于先进制程。

三星方面，据韩媒 Business Korea 报道，李在镕 6 月 14 日造访 ASML 荷兰总部时，拜会了 ASML 首席执行官 Peter Wennink 等高管，广泛讨论半导体技术的未来、市场前景及 EUV 设备的供应，并取得“额外”的 EUV 光刻机设备。此次三星若能争取到更多 EUV 光刻机，则今年至少可获得 18 台，不过三星未详细说明此次获得的“额外”EUV 设备内容。

另据韩媒 Business Korea 报道，三星电子正计划通过在未来三年内打造 2 纳米 GAA(Gate-all-around)工艺来追赶台积电。

随着 0.55 NA EUV 光刻机量产提上日程，芯片厂商的“2nm 工艺战”也将彻底打响。

ASML 共售出 136 台 EUV 光刻机

在 2022 SPIE 高级光刻会议上，ASML 也披露了 EUV 光刻机的出售数据。

数据显示，截至 2022 年第一季度，ASML 已出货 136 台 EUV 光刻机，约 7000 万个晶圆已曝光。

其中，有 9 台 EUV 光刻机在今年一季度售出，与去年四季度售出 12 台 EUV 光刻机相比，环比减少 25%。

数据显示，ASML 去年共售出 42 台 EUV 光刻机。根据 ASML 今年稍早前发布的 2021 年第四季度和全年财报，ASML 去年的 EUV 光刻机销售额为 63 亿欧元（约合 447 亿元人民币）。平均每台 EUV 光刻机售价在 1.5 亿欧元左右（约合 10.6 亿元人民币）。

ASML 首席执行官 Peter Wennink 在对 2022 年业绩做展望时表示，由于全球电子行业的发展，半导体市场将继续迎来发展，在 2022 年全年，ASML 的营收预计将增长 20%，其中 EUV 光刻机预期将出货 55 台，收入 78 亿欧元（约合 553 亿人民币）。