光刻技术的重要性不言而喻,在制造集成电路的过程中,光刻技术定义了晶体管的尺寸,是集成电路生产中最核心的技能,占晶圆制造耗时的40%到50%,光刻机在晶圆制造设备投资额中约占23%,还有光刻胶,光刻气体,光罩(光掩膜板),涂胶显影设备等实则整个光刻工艺占到了集成电路成本的三分之一左右,光刻技能的原理比较简单,在硅片上覆盖一层具有高度光敏感性的光刻胶,再用紫外光透过掩模照射在硅片上,被光线照射到的光刻胶会发生化学反应,此后用特定显影液洗去被照射/未被照射的光刻胶,就完成了把电路图从掩模转移到硅片上。复杂的光刻工艺需要顶尖企业合作能完成一般的光刻技能,要经过气相成底膜,旋转涂胶,软烘,对准与曝光,曝光后烘培,显影,坚膜烘培,显影检查等工序,对于研发和制造光刻机,制作过程非常的复杂,单个企业的话是无法完成的,光刻技能产业链高度复杂,需要很多顶尖企业相互配合才可以完成,原因有二,作为光刻核心设备的光刻机器组件复杂,包括光源,镜头,激光器,工作台等组件技能往往只被全球少数几家公司掌握,作为与光刻机配套的光刻胶,光刻气体,光罩等半导体材料和涂胶显影设备等,没有高级的技能含量也是不可能完成的。在50年代末,仙童半导体发明了掩膜版曝光刻蚀技能,由此拉开了现代光刻机发展的序幕,在阿斯麦成立以前,用于光刻机技能的光源还是以高压汞灯为主,ArF,KrF等准分子激光光源概念刚刚被人提出,光刻机技能从接触式,接近式发展到步进投影式,在浸没式DUV深紫外光刻机市场的占有率达97%,在EUV极紫外光刻机技能市场的占有率更是达到100%,根据阿斯麦的营收规模,现在也已跻身全球前三大半导体设备厂商之一。
5代光刻机更复杂阿斯麦已经有36年的发展历程了,能够战胜强大的对手们登上全球光刻机霸主的宝座也是非常不易的,其中的两个关键节点分别是浸没式系统的应用和EUV产业链的构建,全球且只有阿斯麦一家厂商,能够向台积电,三星电子和英特尔等下游客户出货EUV光刻机器,迄今为止,光刻技能先后历经了五代,伴随着制程工艺的精度持续提升,光刻机技能更加的复杂,当前,全球最先进的光刻机,便是阿斯麦生产制造的EUV光刻机,大家都想知道的是,只有阿斯麦能够供应的EUV光刻机技能到底有多难造呢?2010年,阿斯麦公司首次推出概念性EUV光刻系统NXE 3100,从而开启光刻体系的新时代,2013年,阿斯麦推出第二代EUV体系NXE 3300B,但是精度与效率不具备10纳米以下制程的生产效益,2015年,阿斯麦又推出第三代EUV光刻体系NXE 3350,2016年,第一批面向生产制造的EUV系统NXE 3400B开始批量发售,NXE 3400B的光学和机电体系在技能上均有所突破,极紫外光源的波长缩短至13纳米,每小时处理晶圆125片,或者每天可处理晶圆1500片,连续4周的平均生产良率可达80%,兼具高生产率和高精度。
收购计划开始2019年,阿斯麦推出的NXE 3400C更是将产能提高到每小时处理晶圆175片,目前,阿斯麦在售的EUV光刻机包括NXE 3300B和NXE 3400C两种机型,EUV光刻机的成功,主要源于阿斯麦全面打通了光刻机技能上游产业链,在EUV光刻机技能超过10万个零件中,来自美国硅谷集团的微激光体系,德国蔡司的镜头和西盟科技的EUV光源是最重要的三环,1997年,英特尔牵头创办了EUV LLC联盟,随后阿斯麦作为唯一的光刻机设备制造商加入该联盟,彼此共享研究成果,2000年,阿斯麦收购了美国光刻机技能巨头硅谷集团。2012年,阿斯麦收购EUV光源提供商西盟科技,到了2016年,阿斯麦取得了光学镜片龙头厂商德国卡尔蔡司24.9%的股份,以加快推进更大数值孔径的EUV光学系统,通过这些收购,阿斯麦几乎參与了整个EUV光刻机技能上游产业链,不过美国企业谈出的条件是,阿斯麦必须同意在美国建立一所工厂和一个研发中心才可以,另外,阿斯麦还需要保证55%左右的零部件均从美国供应商处采购,并接受定期审查,这也为日后阿斯麦向中国公司出口光刻机技能受到美国管制埋下了伏笔。
逐年攀升的销售价格由于上游厂商零部件供应不足,比如德国卡尔蔡司的镜头,阿斯麦的EUV光刻机技能产量一直不高,然而,下游市场对7纳米及以下制程工艺的需求却又十分旺盛,2011年,台积电,三星电子和英特尔共同收购阿斯麦23%的股权,以帮助阿斯麦提升研发预算,同时也享受EUV光刻机技能的优先供货权,近年来,阿斯麦已经出货的EUV光刻机,主要优先供应给台积电,三星电子和英特尔等有紧密合作关系的下游客户厂商。从第一台EUV光刻机技能面世起,阿斯麦的EUV光刻机技能出货量呈增长趋势,尤其是2017年开始大幅增加产能,到2019年已经实现年出货量26台,由于EUV光刻机有着十分复杂的结构和体系,在市场上的售价也逐年拳升。
2019年,阿斯麦销售的26台EUV光刻机,占该年光刻机器总销售量的11.4%,销售金額达30亿欧元,占该年光刻机总销售金额的33.6%,EUV光刻机的单价也达到了惊人的1.15亿欧元,约合1.3亿美元,约合9.2亿元人民币,如果购买浸没式光刻机的话,完全可以购买两台。
4000520066 欢迎批评指正
All Rights Reserved 新浪公司 版权所有