作者： 樊雪寒

光刻機作爲集成電路生產中不可或缺的重要設備之一，一直以來都決定了先進製程的發展速度，而阿斯麥（ASML）是歐洲最大的技術公司，主導着光刻市場。

近期，光刻巨頭荷蘭半導體設備公司阿斯麥首席執行官Peter Wennink表示，今年將按計劃在其下一個產品線中推出首款測試工具。據瞭解，該款高數值孔徑的極紫外光刻（EUV）機器只有卡車大小，每臺成本超過3億歐元，頂級芯片製造商需要這些機器，以便他們能夠在未來十年生產更小、更好的芯片。

不過，在分析人士看來，EUV 光刻技術或不是通向先進製程的必由之路。

“未來幾年可能會出現所謂下一代光刻技術，如NIL（納米壓印光刻）。”易方資本研究部主管王逸研對第一財經表示，傳統的EUV光刻機在製造晶體管時會遇到它的物理極限，NIL光刻機最大的好處是光源相對便宜，即不需要用能源轉換效率低的EUV的激光源，而是隻用一些DUV（深紫外光刻）或者是更成熟的光源就可以結合納米塗層的方法實現一至兩納米制程的量產。

EUV技術如何演進？

美國國家標準與技術研究院（NIST）發佈的一份有關EUV光刻機的報告指出，當今最先進的半導體光刻工藝使用EUV光源，特別是13.5納米分辨率的光。EUV光允許在半導體中構建更小的單位特徵，而這種光由EUVL系統生成，這項技術由阿斯麥於2019年首次部署並一直保持着100%的市場份額。

1997年，美國半導體巨頭英特爾公司和美國能源部就共同發起成立了EUV有限責任公司，即EUV LLC，研究EUV光刻技術。隨後，EUV LLC納入ASML，允許其享受基礎研究成果。

加入EUV LLC後，ASML便在EUV的研發進度上突飛猛進。在尋求政府經費幫助、吸收下游製造商投資、聯合研究所研發等一系列舉措的支持下，ASML最終於2010年成功推出第一臺EUV光刻機NXE：3100。

當前，市面上主流的EUV光刻機是ASML的NXE：3400C和NXE：3400D。ASML官網的參數顯示，兩者均支持7納米和5納米節點的EUV量產，後者的生產效率相比前者提高了15%至20%。

2022年，ASML稱收到了供應商提供的第一個高數值孔徑機械投影光學器件和照明器以及新的晶圓載物臺。這兩個模塊將用於下一代EUV光刻機EXE：5000的初始測試和集成。據瞭解，ASML EXE：5200系統具備High-NA系統和每小時220片的晶圓生產性能。

ASML做出的最新技術規劃認爲，EUV光刻的未來發展將把數值孔徑（NA）從0.33增加到0.55（High NA）。業界預測，High-NA EUV將面向2納米乃至埃米級工藝節點，是在未來10~20年成爲半導體晶圓製造的頂尖工藝支撐設備之一。ASML預計High NA系統將於2023年底交付客戶，用於大批量製造的全平臺工藝預計將於2025年投入運營。

上述報告中提到，EUVL是製造下一代半導體芯片的關鍵步驟。據報告測算，一套EUVL系統目前耗資約1.5億美元。迄今爲止，ASML已經交付了三種不同型號的EUVL系統，即Twinscan NXE：3400 B/C和NXE：3600D，NXE系統的總出貨量從2019年第一季度的31臺增長到2022年第四季度的181臺。

技術突破難題有哪些？

但要實現EUVL技術，ASML當前還面臨諸多困難。

首先便是成本。在此前召開的業績說明會上，ASML首席技術官Martin van den Brink強調，該公司需要越來越多地關注降低成本，這意味着不是減少資源，而是確保其推向市場的解決方案更簡單、更可持續、更有效、更易於維護、更易於製造且更具可擴展性。Brink還表示，如果在不瞭解對這些產品施加的成本和複雜性的限制的情況下就貿然轉向下一個產品是不負責任的。

ASML預計，2023年第三季度的淨銷售額在65億歐元到70億歐元之間，而第三季度的研發成本約爲10億歐元，研發費用佔淨銷售額的比重達到14.3%至15.3%。

另一方面，EUV光刻是不是通向先進製程的唯一技術還有待驗證。

王逸研此前對記者表示，傳統的EUV光刻機在製造晶體管時會遇到它的物理極限。“因爲它衍射上的一些物理限制導致了13.5納米分辨率的EUV光刻機有可能做不了一些一納米制程以下的器件，同時EUV光刻機的價格其實是非常昂貴的。”

王逸研指出，“下一代光刻技術”NIL光刻機最大的好處是光源相對便宜，即不需要用能源轉換效率低的EUV的激光源，而是隻用一些DUV或者是更成熟的光源就可以結合納米塗層的方法實現一至兩納米制程的量產。