美日开发无EUV光刻机技术 ASML将更依赖中国市场

日本与美国已各有一家芯片厂研究出不使用EUV光刻机的芯片制造技术，ASML的EUV光刻机未来可能要更依赖中国市场。（图／Sutterstock）

美国对中国芯片技术限制是近几年来半导体科技界最受关注的问题，芯片技术禁令涉及层面广泛，其中最具代表性的就是14nm以上先进工艺与用于生产7nm以上芯片的EUV光刻机。不过，今年日本与美国已各有一家企业研究出不使用EUV光刻机的芯片制造技术，这对中国而言可能为受限的芯片技术开辟了2条信道：一是加速研发无光刻机制造技术，二是新技术出现后，中国有更大的机会在这几年内获得先进制程光刻机。

目前先进工艺所需要的光刻机几乎都是ASML所制造，但是受限于美国对中国芯片禁令，ASML无法把EUV光刻机出售给中国，而这个情况可能很快会改变。（图／路透）

目前全球能光刻机制造主要由荷兰艾斯摩尔（ASML）掌控，尤其是先进工艺所需要的光刻机几乎都是ASML所制造。美国禁令限制极紫外光（EUV）的光刻机出售给中国，同时也想劝服ASML不要再出售深紫外光（DUV）光刻机给中国，但ASML并未同意，今年以来又出口了23台DUV给中国。中国的上海微电子虽已研发出28nm光刻机，可惜稳定性不足，虽然用DUV还试验性地制造出7nm产品，但良率太低，无法商品化。因此短期之内，其他半导体制造中所需要设备虽已相当先进，唯独光刻机仍是中国发展先进制程半导体的重大障碍。

美国记忆芯片巨头美光最近开发出1β制造工艺，可以绕过EUV光刻机制程，只使用DUV就能完成10nm以上制程。这是光刻机制造商ASML的重大警讯。（图／路透）

据外媒报导，美国芯片巨头美光最近已开始量产无需EUV光刻机的1β（1-beta）制造工艺，主要是ASML的EUV光刻机价格太过昂贵，第1代EUV光刻机售价达到1.2亿美元，第2代EUV光刻机更将上冲到4亿美元，光刻机价格等比级数地上涨，让芯片制造商难以承受，因此前几年就已开始构想如何在制程中绕过光刻机以节约成本。

ASML制造的EUV光刻机（图）价格太昂贵，迫使几家大芯片厂各自开发绕过EUV的先进芯片制程，这使得ASML的EUV光刻机未来可能得更加依赖中国市场。（图／路透）

美光开发出绕过EUV光刻机的技术，意味着投入大量研发资金研制先进EUV光刻机销售将受到重大冲击，ASML可能无法回收其研发成本，因此在该技术尚未完全成熟前，必须扩张产能加速生产，同时想尽办法赶快出售，这为中国在这2年取得EUV光刻机创造了有利的条件。2021年中国是ASML最大的客户，购买了290亿美元的ASML光刻机，超过台湾与韩国的250亿美元左右。但未来经济衰退的预期已经让各大芯片制造商大幅削减资本支出，光刻机的市场也会因芯片需求下滑而萎缩，这对ASML来说更是艰钜的挑战。

日本的记忆芯片制造商铠侠也开发出无光刻机的芯片制造工艺NIL，据称已投入生产，工艺制程已达到10nm以下。（图／Kioxia）

其实对ASML长期而言最大的挑战仍是无光刻机的芯片制造技术，目前不只美光已开发出1-β制造工艺，日本的记忆芯片制造商铠侠也开发出无光刻机的芯片制造工艺NIL，据称NIL工艺已投入生产，制造成本较使用光刻机降低很多，目前NIL工艺已达到10nm以下，估计已经能应用于5nm制程生产，目前的进展给全球芯片行业带来不少启发。例如美光，它的1β制造工艺可以不使用昂贵的EUV，但目前仍然需要ASML的DUV光刻机，这2种光刻机之间价格相差数倍之多。

中国芯盟科技基于HITOC技术的3D 4F² DRAM芯片，也是采行无EUV光刻机工艺。（图／芯盟科技）

新研发的1β工艺据称可以提高芯片15%性能，存储密度提高35%以上，是全球最顶尖的技术。估计其他几家记忆芯片制造厂如韩国三星、SK海力士也会跟进，在目前芯片价格大跌，未来又面临经济衰退冲击下，节约成本已是半导体企业的当务之急。中国的记忆芯片厂也有类似的突破性进展，芯盟科技已推出基于HITOC技术的3D 4F² DRAM无光刻机工艺。

美国美光与日本铠侠各自开发无EUV光刻机的先进制程，主要就是ASML的EUV光刻机价格太过昂贵，第1代EUV光刻机售价1.2亿美元，第2代更将上冲到4亿美元。（图／美联社）

从整体环境来看，价格过于昂贵的EUV光刻机不久前才被认为是ASML最感自豪的先进技术，但半导体技术的转变却很快地改变了市场形态，ASML现在要担心，如果无法加速把EUV卖给急需这项设备的中国，待无EUV光刻机技术更加成熟或扩及其他芯片制造领域，那ASML在EUV项目上就得赔掉不少已投入的开发资金。业界因此盛传ASML正在中国大量召募人手，准备扩大对中国供应光刻机的规模。

随着全球经济大环境与新技术的推进，美国大费周章对中国订立芯片法案实施技术禁运，可能很快就难以持续下去。（图／美联社）

目前供应链已传出因5nm产能过剩，台积电已关闭4台EUV光刻机，其他如Intel或三星也开始收缩产能，加上记忆芯片厂陆续开发出无EUV光刻机制程，若要在短时间内扩大EUV销售，看来ASML只能寄望中国，而且时间紧迫，因为中国很可能几年内会就赶上ASML目前的技术。至于如何绕过美国禁令，让中国的需求来解决危局，ASML得伤不少脑筋。