ASML正準備新光刻機助力衝擊2nm工藝，阿斯麥（ASML）最新研發的高數值孔徑極紫外光（high-NA EUV）光刻機，是2nm工藝的關鍵工具，成爲三星、臺積電爭奪的焦點。ASML正準備新光刻機助力衝擊2nm工藝。
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對於芯片廠商而言，光刻機顯得至關重要，而ASML也在積極佈局新的技術。據外媒報道稱，截至 2022 年第一季度，ASML已出貨136個EUV系統。
按照官方的說法，新型號的EUV光刻機系統 NXE:3600D將能達到93%的可用性，這將讓其進一步接近DUV光刻機（95%的可用性）。
數據顯示，NXE:3600D系統每小時可生產160個晶圓 (wph)，速度爲30mJ/cm，這比 NXE:3400C高18%。二正在開發的 NXE:3800E系統最初將以30mJ/cm的速度提供大過195wph的產能，並在吞吐量升級後達到220wph。
據介紹，NXE:3600E 將在像差、重疊和吞吐量方面進行漸進式光學改進，而在0.33 NA的EUV光刻機領域，ASML路線圖包括到2025年左右推出吞吐量約爲220wph的NXE:4000F。
對於0.55 NA的光刻機，需要更新的不但是其光刻機系統。同時還需要在光掩模、光刻膠疊層和圖案轉移工藝等方面齊頭並進，才能讓新設備應用成爲可能。
根據ASML 在一季度財務會議上披露的數據，公司的目標是在2022年出貨55臺EUV系統，併到2025年實現（最多）90臺工具的計劃。ASML同時還承認， 90臺可能超過2025年的實際需求，不過他們將其描述爲爲滿足2030年1萬億美元半導體行業需求所做出的巨大努力。
按照之前的說法，ASML正在研發新款光刻機，價值高達4億美元（約合26億元人民幣），雙層巴士大、重超200噸。原型機預計2023年上半年完工，2025年首次投入使用，2026年到2030年主力出貨。
這款機器應該指的就是High-NA EXE:5200（0.55NA），Intel是全球第一個下單的公司。所謂High-NA也就是高數值孔徑，2nm之後的節點都得依賴它實現。
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當前，全球具備5nm及以下製程芯片製造實力的晶圓製造企業，正在展開一場投資超600億美元、以納米乃至原子厚度爲目標的先進製程競賽。
近期，2nm等先進芯片發展備受行業關注。
6月17日臺積電舉行的技術論壇上，晶圓代工龍頭臺積電（TSMC）首次披露，到2024年，臺積電將擁有阿斯麥（ASML）最先進的高數值孔徑極紫外（high-NA EUV）光刻機，用於生產納米片晶體管（GAAFET）架構的2nm（N2）芯片，預計在2025年量產。
與此同時，6月初被美國總統拜登亞洲行接見後，緊接着，韓國三星電子副會長李在鎔又馬不停蹄奔赴歐洲，有報道指三星電子在阿斯麥獲得了十多臺EUV光刻機，並於本週起大規模生產3nm芯片，而2nm將於2025年量產。
儘管量產2nm芯片依然還需時日，但此時此刻，臺積電、三星電子兩家芯片大廠不約而同的尋求下一代EUV光刻機，意味着現在“2nm技術戰”已經打響。
“到了未來的技術節點，間距微縮將減緩，硅晶體管似乎只能安全地微縮至2nm，而在那之後，我們可能就會開始使用石墨烯。”芯片製造的核心軟件EDA巨頭新思科技（Synopsys）研究專家Victor Moroz的這句話道出了2nm技術的重要性：2nm是硅芯片的最後一戰。
阿斯麥（ASML）最新研發的高數值孔徑極紫外光（high-NA EUV）光刻機，是2nm工藝的關鍵工具，成爲三星、臺積電爭奪的焦點。
光刻機被譽爲“皇冠上的明珠”，其利用特殊的光源和玻璃，將晶體管和設計好的電路圖投射到硅芯片，來繪製芯片電路，其大小相當於一輛公交車，一家先進芯片工廠通常需要9~18臺這樣的設備。
芯片製造離不開光刻機，且製程越先進，其重要性越凸出，佔芯片製造總成本比例也越高，總體來看，光刻機的成本佔總設備成本的30%。
沒有EUV光刻機，就無法制造先進製程芯片。而目前EUV光刻孔徑爲0.33NA，最多製造3nm芯片。
隨着芯片越來越精密，更高數值的孔徑意味着更小的光線入射角度，也意味着能夠用來製造尺寸更小、速度更快的芯片。如今，三星、臺積電都希望通過獲得下一代EUV光刻機，從而在未來2nm技術競爭上佔據優勢。
最先進的高數值孔徑EUV光刻機，目前只有ASML能夠生產。然而，光刻機設備開發難度很大，一年只能生產十幾臺。隨着全球芯片短缺，ASML不得不延遲交付，產能有限，廠商們要買到，並不容易。
此次李在鎔到訪歐洲，主要目的之一就是到荷蘭採購ASML下一代EUV光刻機。更早之前，英特爾CEO基辛格爲了能追趕臺積電、三星，不止是投資入股阿斯麥公司，還提早花高價訂購EUV光刻機制造產能。
據ASML公佈的數據，新的EXE:5000系列high-NA EUV光刻機，鏡頭數值孔徑從0.33NA變爲0.55NA，孔徑大小增加了67%，有望實現8nm的分辨率。預計這種設備非常複雜、非常大且價格昂貴——每臺的成本將超過4億美元。
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據 semiwiki 日前的報道，截至 2022 年第一季度，ASML 已出貨 136 個 EUV 系統，約曝光 7000 萬個晶圓已曝光（如下圖）。
臺積電在早前的技術大會上則表示，在全球已經安裝的 EUV 光刻機系統中，臺積電擁有了其中的 55%。三星的實際控制人李在鎔日前則拜訪了荷蘭總統，以尋找更多的 EUV 供應。
這再次說明，生產先進芯片必不可少的 EUV 成爲了全球關注的目標。在日前的一些報道中，我們也看到了 EUV 光刻機的一些路線圖更新。
0.33NA EUV 的新進展
報道中表示， 0.33 NA 的 EUV 系統是當今前沿光刻的主力生產系統。先進的邏輯和 DRAM 都在使用 0.33 NA 的.系統大批量生產。下圖說明了邏輯和 DRAM（條）的 EUV 層數和每年使用 EUV 曝光的晶圓（面積）。
據 ASML 公司的 Mike Lercel 介紹 ，以典型的 5nm 工藝爲例，2021 年的邏輯值是 10 層以上 EUV 層，到 2023 年的 3nm 將會有 20 層的 EUV 層，而 DRAM 目前的 EUV 層使用量約爲 5 層。
Mike Lercel 還談到了未來 DRAM 曝光的展望，他指出，不就之後 DRAM 上有大約會有 8 個關鍵層，最終其中一些層可能需要多重圖案化，使每個晶圓的 EUV 曝光達到 10 層。
從報道中可以看到，新型號的 EUV 光刻機系統 NXE:3600D 將能達到 93% 的可用性，這將讓其進一步接近 DUV 光刻機（95% 的可用性）。
數據顯示，NXE:3600D 系統每小時可生產 160 個晶圓 ( wph ) ，速度爲 30mJ/cm?，這比 NXE:3400C 高 18%。二正在開發的 NXE:3800E 系統最初將以 30mJ/cm? 的速度提供大過 195wph 的產能，並在吞吐量升級後達到 220wph。
據介紹，NXE:3600E 將在像差、重疊和吞吐量方面進行漸進式光學改進。
從 semiwi 的報道中我們可以看到，在 0.33 NA 的 EUV 光刻機領域，ASML 路線圖包括到 2025 年左右推出吞吐量約爲 220wph 的 NXE:4000F。按照 EUV 執行副總裁 Christophe Fouquet 在參加高盛虛擬峯會的時候的說法，公司之所以把新設備稱它爲 F，因爲 ASML 也希望通過該設備能顯著提高生產力，這主要歸功於公司希望在該系統的功率上能夠更進一步。
至於產能的增加幅度，Christophe Fouquet 表示，這可能會達到 10% 到 20%，但他們依然還沒有最終確定。不過 ASML 目前計劃在 2025 年左右交付第一個 NXE:4000F 系統。
semiwiki 在文章中表示，對於 0.33 NA 系統，ASML 正致力於通過增加吞吐量和降低總能量來減少每次曝光所需的功耗，而雙重圖案甚至也將成爲 0.33NA 光刻機需要發力的一個方面。
如在之前的報道中指出，在發力 0.33 NA 光刻機的時候，ASML 也在加快 0.55 NA 光刻機的進度。而繼英特爾表示將在 2025 年使用上 High-NA 光刻機之後，臺積電在日前也將 High-NA 光刻機的應用時間放在 2024 年。這無疑是大大提升了先進 EUV 光刻機的應用時間。
因爲從相關資料可以看到， 0.33 NA 的常規 EUV 光刻機從原型機出貨（2010 年）到量產機出貨（2019 年）用了大約 10 年時間。如果相關報道屬實，那就意味着 0.55 NA 的 high NA EUV 光刻機從原型機出貨（2023 年）到量產機出貨（2026 年）只需要短短的三年。
