ASML推出首款2nm低數(shù)值孔徑EUV設(shè)備Twinscan NXE：3800E

所謂低數(shù)值孔徑EUV，依然是行業(yè)絕對領(lǐng)先。

狂熱的讀者傾向于關(guān)注使用前沿制程工藝技術(shù)制造的微芯片，就英特爾而言，這意味著未來幾年將使用高數(shù)值孔徑極紫外（EUV）光刻技術(shù)。但是，我們將在未來幾年內(nèi)使用的絕大多數(shù)芯片都將使用低數(shù)值孔徑（Low-NA） EUV光刻設(shè)備制造。這就是為什么ASML的最新公告特別引人注目的原因。

正如Computerbase所發(fā)現(xiàn)的那樣，ASML本周交付了其第一臺更新的Twinscan NXE：3800E光刻機(jī)，用于晶圓廠安裝。NXE：3800E是該公司0.33數(shù)值孔徑（Low-NA）光刻掃描儀系列的最新版本，旨在制造2nm和3nm制程芯片。

ASML尚未公布有關(guān)該設(shè)備功能的全部細(xì)節(jié)，但該公司之前的路線圖表明，更新后的3800E將提供更高的晶圓吞吐量和更高的晶圓對準(zhǔn)精度，ASML稱之為“匹配機(jī)器覆蓋”?；谠撀肪€圖，ASML預(yù)計(jì)其第五代低數(shù)值孔徑EUV掃描儀每小時(shí)可加工200片晶圓，這標(biāo)志著該技術(shù)的一個(gè)重要里程碑，因?yàn)镋UV光刻技術(shù)的缺點(diǎn)之一是其吞吐率低于當(dāng)今經(jīng)過充分研究和調(diào)整的深紫外（DUV）光刻設(shè)備。

對于ASML的邏輯和存儲芯片晶圓廠客戶來說（目前這個(gè)名單總共只有大約6家公司），更新后的掃描儀將幫助這些晶圓廠繼續(xù)改進(jìn)和擴(kuò)大其尖端芯片的生產(chǎn)。即使大型晶圓廠正在通過增加設(shè)施來擴(kuò)大運(yùn)營規(guī)模，提高現(xiàn)有設(shè)施的產(chǎn)量仍然是滿足產(chǎn)能需求以及降低生產(chǎn)成本（或至少控制生產(chǎn)成本）的重要因素。

由于EUV掃描儀并不便宜——一臺典型的掃描儀成本約為1.8億美元，而Twinscan NXE：3800E的成本可能會更高——這些設(shè)備成本需要一段時(shí)間才能完全攤銷。與此同時(shí)，更快地推出新一代EUV掃描儀將對ASML產(chǎn)生重大的財(cái)務(wù)影響，ASML已經(jīng)享有作為這種關(guān)鍵設(shè)備的唯一供應(yīng)商的地位。

繼3800E之后，ASML至少還有一代低數(shù)值孔徑EUV掃描儀正在開發(fā)中，包括Twinscan NXE：4000F。預(yù)計(jì)將于 2026 年左右發(fā)布。

臺積電3nm產(chǎn)能受限，需要更強(qiáng)EUV

由于臺積電3nm制程產(chǎn)線的設(shè)備和產(chǎn)量受限，無法滿足蘋果即將推出的新設(shè)備之所有需求。

Arete Research 高級分析師Brett Simpson指出，臺積電對蘋果收取的N3硅晶圓定價(jià)，將在2024年上半年回歸正常，均價(jià)大約會介于16000~17000美元，估計(jì)臺積電目前的A17和M3處理器的良率約為55%，這與臺積電所處的發(fā)展階段相符，有望按計(jì)劃，每季將良率提高約5個(gè)百分點(diǎn)。

Simpson 補(bǔ)充道，臺積電在早期階段的重點(diǎn)是優(yōu)化產(chǎn)量和晶圓周期時(shí)間以提高效率。

Susquehanna International Group 高級分析師Mehdi Hosseini稱，由于需要采用供應(yīng)商ASML的EUV曝光技術(shù)進(jìn)行多重曝光，基于成本考量，研判具更高吞吐量的ASML新款High-NA NXE：3800E上市之前，臺積電3nm制程無法真正放量生產(chǎn)。

臺積電目前使用ASML的NXE：3600D光刻機(jī)系統(tǒng)，每小時(shí)可生產(chǎn)160個(gè)晶圓（wph）。

NXE：3800E光刻系統(tǒng)通過降低EUV多重曝光（patterning）的總體成本，NXE：3800E初期能達(dá)30mJ/cm2，約每小時(shí)195片晶圓產(chǎn)能，最后能提升到每小時(shí)220片晶圓，吞吐量比NXE：3600D提高30%。

價(jià)值3億美元的高數(shù)值孔徑EUV光刻機(jī)受關(guān)注

去年12月，ASML向英特爾交付了業(yè)界首臺數(shù)值孔徑達(dá)到0.55的EUV光刻設(shè)備Twinscan EXE：5000，目前，該設(shè)備主要用于開發(fā)目的，并使該公司的客戶熟悉新技術(shù)及其功能。高數(shù)值孔徑設(shè)備的商業(yè)使用計(jì)劃在2025年及以后進(jìn)行。

英特爾宣布計(jì)劃從2025年開始采用ASML的高數(shù)值孔徑Twinscan EXE掃描儀進(jìn)行大批量生產(chǎn)（HVM），屆時(shí)該公司打算開始使用其18A（1.8nm）制程技術(shù)。為此，英特爾自 2018 年以來一直在嘗試使用高數(shù)值孔徑光刻設(shè)備，當(dāng)時(shí)它獲得了 ASML 的 Twinscan EXE：5000，該公司訂購了ASML的下一代高數(shù)值孔徑商用設(shè)備Twinscan EXE：5200。

高數(shù)值孔徑EUV設(shè)備對于更高分辨率（<8 nm，目前的0.33 NA EUV的分辨率為13nm）至關(guān)重要，可實(shí)現(xiàn)更小的晶體管和更高的晶體管密度。除了完全不同的光學(xué)設(shè)計(jì)外，高數(shù)值孔徑掃描儀還有望提供更快的光罩和晶圓平臺以及更高的生產(chǎn)率。例如，Twinscan EXE：5200的生產(chǎn)率超過每小時(shí)200個(gè)晶圓（WPH）。相比之下，ASML的頂級0.33 NA EUV設(shè)備Twinscan NXE：3600D的WPH為160。

英特爾可能會在其18A后的制程工藝技術(shù)中采用ASML的高NA工具，而競爭對手臺積電和三星將在本十年晚些時(shí)候使用它們。這些掃描儀不會便宜，據(jù)估計(jì)，每臺這樣的設(shè)備成本可能超過3億美元，這將進(jìn)一步提高最先進(jìn)制程晶圓廠的成本。

ASML已經(jīng)交付給客戶的最先進(jìn)EUV掃描儀具有0.33 NA和13nm分辨率，可以通過單次曝光圖案打印金屬間距約為30nm的芯片，這對于5nm或4nm級等制程節(jié)點(diǎn)來說已經(jīng)足夠了。對于更精細(xì)的制程，芯片制造商要么需要使用EUV雙重曝光或圖案塑造技術(shù)，這就是他們未來幾年要做的事情。但除此之外，他們計(jì)劃使用ASML的下一代高數(shù)值孔徑EUV掃描儀，其數(shù)值孔徑為0.55，分辨率約為8nm。

需要注意的是，0.55 NA EUV設(shè)備不會取代晶圓廠目前使用的深紫外（DUV）和EUV設(shè)備，就像引入0.33 NA EUV不會逐步淘汰DUV光刻機(jī)一樣。在可預(yù)見的未來，ASML將繼續(xù)推進(jìn)其DUV和0.33 NA EUV掃描儀。同時(shí)，高數(shù)值孔徑EUV光刻技術(shù)將在縮小晶體管尺寸和提高其性能方面繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。

審核編輯：劉清