台积电大举拉货EUV光刻机

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划重点

01台积电计划在未来两年内交付超过60台EUV光刻机,总投资金额上看超过4000亿元新台币,以应对2nm先进制程产能的需求。

02ASML是EUV设备的最大供应商,预计2025年交付数量增长将超过3成,其中家登积极与ASML携手投入下一代High-NA EUV研发。

03除此之外,帆宣、意德士、公准、京鼎及翔名等台厂供应链有望同步受惠于EUV设备的增长。

04由于EUV设备供应紧张,交期长达16~20个月,2024年订单大部分会于后年开始交付。

05除此之外,台积电在美国的P1A工程追加款项有望第三季到位,设备需求持续看旺。

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​本文由半导体产业纵横(ID:ICVIEWS)综合
台积电依然是EUV设备的最大买家。
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台积电2nm先进制程产能将于2025年量产,设备厂正如火如荼交机,尤以先进制程所用之EUV(极紫外光刻机)至为关键,今明两年共将交付超过60台EUV,总投资金额上看超过4000亿元新台币。在产能持续扩充之下,ASML 2025年交付数量增长将超过3成,台厂供应链沾光,其中家登积极与ASML携手投入下一代High-NA EUV研发,另外帆宣、意德士、公准、京鼎及翔名等有望同步受惠。
设备厂商透露,EUV设备供应吃紧,交期长达16~20个月,因此,2024年订单大部分会于后年开始交付; 据法人估计,今年台积电EUV订单达30台、明年35台,不过会因为资本支出进行微幅调整。而除了研发中心之外,High-NA EUV明后年尚无量产设备规划。
ASML因应客户需求,于去年规划新产能,明年交付数量成长性明确。今年预估总交付数量达53台,而明年预计达到72台以上。
供应链指出,ASML对2025年度产能规划,EUV 90台、DUV 600台、High-NA EUV 20台目标并未改变,今年11月14将举行2024 Investor Day,将对下个5年提出最新蓝图。
台积电先进制程产能逐渐开出,以3nm台南厂来说,第三季将进入量产,明年P8厂也会有EUV机台陆续导入,新竹宝山2nm在接续三年EUV拉货动能强劲、高雄2nm也同步进行。
供应链同时透露,台积电美国P1A工程追加款项有望第三季到位,且该厂区已进入建设尾声,加上台积在岛内外其余厂区建设需求,如新竹宝山、日本熊本、高雄楠梓及封测厂等、CSP数据中心建置需求,设备需求不看淡。
更多的EUV设备,带动EUV光罩盒使用量同步增长,法人认为,家登将为其中最受惠厂商,FOUP(前开式晶圆传送盒)持续抢攻市占率,相较竞争对手,家登自建热风抽气环境,将塑胶粒或是污染粒子排除,直接送至客户厂区即可上机; 同时,ASML High-NA EUV家登也投入合作研发。
ASML推出首款2nm低数值孔径EUV设备Twinscan NXE:3800E
狂热的读者倾向于关注使用前沿制程工艺技术制造的微芯片,就英特尔而言,这意味着未来几年将使用高数值孔径极紫外光刻技术。但是,我们将在未来几年内使用的绝大多数芯片都将使用低数值孔径(Low-NA) EUV光刻设备制造。这就是为什么ASML的最新公告特别引人注目的原因。
正如Computerbase所发现的那样,ASML于今年3月交付了其第一台更新的Twinscan NXE:3800E光刻机,用于晶圆厂安装。NXE:3800E是该公司0.33数值孔径(Low-NA)光刻扫描仪系列的最新版本,旨在制造2nm和3nm制程芯片。
ASML尚未公布有关该设备功能的全部细节,但该公司之前的路线图表明,更新后的3800E将提供更高的晶圆吞吐量和更高的晶圆对准精度,ASML称之为“匹配机器覆盖”。基于该路线图,ASML预计其第五代低数值孔径EUV扫描仪每小时可加工200片晶圆,这标志着该技术的一个重要里程碑,因为EUV光刻技术的缺点之一是其吞吐率低于当今经过充分研究和调整的深紫外(DUV)光刻设备。
对于ASML的逻辑和存储芯片晶圆厂客户来说(目前这个名单总共只有大约6家公司),更新后的扫描仪将帮助这些晶圆厂继续改进和扩大其尖端芯片的生产。即使大型晶圆厂正在通过增加设施来扩大运营规模,提高现有设施的产量仍然是满足产能需求以及降低生产成本(或至少控制生产成本)的重要因素。
由于EUV扫描仪并不便宜——一台典型的扫描仪成本约为1.8亿美元,而Twinscan NXE:3800E的成本可能会更高——这些设备成本需要一段时间才能完全摊销。与此同时,更快地推出新一代EUV扫描仪将对ASML产生重大的财务影响,ASML已经享有作为这种关键设备的唯一供应商的地位。
继3800E之后,ASML至少还有一代低数值孔径EUV扫描仪正在开发中,包括Twinscan NXE:4000F。预计将于 2026 年左右发布。
高数值孔径EUV光刻机受关注
去年12月,ASML向英特尔交付了业界首台数值孔径达到0.55的EUV光刻设备Twinscan EXE:5000,目前,该设备主要用于开发目的,并使该公司的客户熟悉新技术及其功能。高数值孔径设备的商业使用计划在2025年及以后进行。
英特尔宣布计划从2025年开始采用ASML的高数值孔径Twinscan EXE扫描仪进行大批量生产(HVM),届时该公司打算开始使用其18A(1.8nm)制程技术。为此,英特尔自 2018 年以来一直在尝试使用高数值孔径光刻设备,当时它获得了 ASML 的 Twinscan EXE:5000,该公司订购了ASML的下一代高数值孔径商用设备Twinscan EXE:5200。
高数值孔径EUV设备对于更高分辨率(<8 nm,目前的0.33 NA EUV的分辨率为13nm)至关重要,可实现更小的晶体管和更高的晶体管密度。除了完全不同的光学设计外,高数值孔径扫描仪还有望提供更快的光罩和晶圆平台以及更高的生产率。例如,Twinscan EXE:5200的生产率超过每小时200个晶圆(WPH)。相比之下,ASML的顶级0.33 NA EUV设备Twinscan NXE:3600D的WPH为160。
英特尔可能会在其18A后的制程工艺技术中采用ASML的高NA工具,而竞争对手台积电和三星将在本十年晚些时候使用它们。这些扫描仪不会便宜,据估计,每台这样的设备成本可能超过3亿美元,这将进一步提高最先进制程晶圆厂的成本。
ASML已经交付给客户的最先进EUV扫描仪具有0.33 NA和13nm分辨率,可以通过单次曝光图案打印金属间距约为30nm的芯片,这对于5nm或4nm级等制程节点来说已经足够了。对于更精细的制程,芯片制造商要么需要使用EUV双重曝光或图案塑造技术,这就是他们未来几年要做的事情。但除此之外,他们计划使用ASML的下一代高数值孔径EUV扫描仪,其数值孔径为0.55,分辨率约为8nm。
需要注意的是,0.55 NA EUV设备不会取代晶圆厂目前使用的深紫外(DUV)和EUV设备,就像引入0.33 NA EUV不会逐步淘汰DUV光刻机一样。在可预见的未来,ASML将继续推进其DUV和0.33 NA EUV扫描仪。同时,高数值孔径EUV光刻技术将在缩小晶体管尺寸和提高其性能方面继续发挥关键作用。
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