EUV(極紫外光),是基于DUV(深紫外光)升級的最新一代光刻機設(shè)備。隨著半導(dǎo)體制程微縮走向極限,EUV光刻機設(shè)備成為焦點。EUV的作用在于,可繼續(xù)壓榨晶體管的密度,降低光罩用量,提升良率并降低芯片制造成本。
由于DRAM制程向1z納米或1α納米制程推進的難度越來越高(三星18 nm工藝技術(shù)被傳出因良率過低導(dǎo)致的瑕疵品引發(fā)客戶賠償?shù)南ⅲ?,目前采用EUV設(shè)備提升量產(chǎn)能力,降低DRAM的生產(chǎn)成本,成為最為緊迫的辦法。
目前全球三大DRAM芯片巨頭——三星、美光和海力士都將工藝制程開進10nm級別,此10nm級別并非就是10nm,它又分為三個等級,其中1xnm對應(yīng)16nm-19nm制程,1ynm對應(yīng)14nm-16nm制程,1znm對應(yīng)12nm-14nm制程,在這之后還會有1α及1β納米制程節(jié)點。制程的微縮逐漸成為DRAM原廠的發(fā)展瓶頸。
一年前,美光不認為EUV 光刻機在DRAM芯片的制造環(huán)節(jié)上是必須的,甚至未來發(fā)展到1znm以下的1α和1β工藝技術(shù),可能都不需要EUV光刻機。加上EUV價格昂貴(1億美金以上),及去年DRAM價格正處于高漲的甜蜜期,美光做此判斷乃情理之中。但今年迫于市場壓力不得不改變此策略。
據(jù)多家調(diào)研機構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示,2019年上半年,受市場供需影響,消費類NAND Flash閃存價格下滑了30%,DRAM內(nèi)存價格也是一路下跌,雖然原廠計劃減產(chǎn)救市,但短期仍不見止跌信號。要降低成本,一是微縮制程,二是啟用EUV設(shè)備。顯然,啟用EUV設(shè)備將更為直接有效。
據(jù)韓媒報道,三星將在2019年11月開始量產(chǎn)采用EUV 技術(shù)的1z 納米DRAM。量產(chǎn)初期將在華城17產(chǎn)線,不過由于與晶圓代工事業(yè)部共享EUV設(shè)備,所以初期使用量不大,之后平澤工廠也會啟動EUV DRAM量產(chǎn);美光計劃2019年底在日本廣島B2新工廠量產(chǎn)1znm LPDDR4;SK海力士也有意以EUV制程生產(chǎn)DRAM??梢耘袛?,在1α納米或1β納米世代,EUV將開始全面導(dǎo)入。
EUV時代,ASML獲利最大
在DUV(深紫外光)時代,光刻機市場主要被荷蘭ASML、日本索尼和尼康三巨頭占據(jù),但到了EUV時代,變成只有ASML一家供應(yīng)商。目前,ASML已占據(jù)整個光刻機市場70%的份額。
今年4月,ASML發(fā)布首季財報,第一季凈收入3.55億歐元,毛利率41.6%。業(yè)績成長迅速。
競爭格局分水嶺出現(xiàn)在193nm光刻技術(shù)成為市場主流之后,ASML逐漸后來居上。加上英特爾、臺積電和三星入股ASML更加夯實了其龍頭地位。
2012年英特爾以25.38億歐元購買了ASML 15%的股權(quán),臺積電以8.38億歐元購買了ASML 5%的股權(quán),三星以5.03億歐元購買了ASML 3%的股權(quán)。除此,三巨頭還給出高額資金助力技術(shù)研發(fā)。
有了三大巨頭的助力,ASML在2012年推出了試驗型EUV光刻設(shè)備NXE 3100,后續(xù)又推出了量產(chǎn)型NEX 3300B,2014年推出了NXE 3350B,目前,已經(jīng)推出新一代量產(chǎn)型的NXE 3400B和NXE 3400C EUV設(shè)備。
在7nm工藝量產(chǎn)關(guān)鍵節(jié)點,ASML的NXE 3400B EUV光刻機成為了臺積電、三星實現(xiàn)量產(chǎn)計劃的關(guān)鍵。ASML曾表示,2017年下半到2018年初,EUV光刻機每小時晶圓吞吐量約125片,而ASML新一代EUV光刻機(NXE 3400C),芯片吞吐量可達到每小時170片水準,這將使產(chǎn)能增加36%。
更有消息顯示,ASML計劃在2019年出貨30臺EUV光刻機,同時正準備將NXE 3400C EUV光刻機推廣到DRAM產(chǎn)業(yè),而這恰恰與DRAM原廠導(dǎo)入EUV的想法不謀而合。