本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自digitimes

ASML的EUV技術(shù)還能走多遠(yuǎn)？

荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)者ASML Holding NV 主導(dǎo)著極紫外 (EUV) 光刻技術(shù)，而這項(xiàng)技術(shù)是生產(chǎn)尖端半導(dǎo)體芯片的關(guān)鍵。隨著行業(yè)向更小的節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)，以推動(dòng)人工智能、5G 和下一代計(jì)算的發(fā)展。

一個(gè)問(wèn)題是：ASML 的 EUV 技術(shù)還能走多遠(yuǎn)？

根據(jù)Research and Markets、Future Market Insights數(shù)據(jù)，ASML控制著全球75%至80%的EUV光刻市場(chǎng)，其技術(shù)無(wú)人能及。ASML為所有主要芯片制造商（臺(tái)積電、三星電子和英特爾）提供產(chǎn)品，實(shí)際上壟斷了EUV系統(tǒng)領(lǐng)域，該領(lǐng)域貢獻(xiàn)了其近四分之一的總收入。

2025年第一季度，ASML凈銷(xiāo)售額達(dá)77億歐元（約合89億美元），毛利率達(dá)54%，未完成訂單達(dá)39億歐元。預(yù)計(jì)全年銷(xiāo)售額將達(dá)到300億-350億歐元，這主要得益于EUV系統(tǒng)需求的強(qiáng)勁增長(zhǎng)以及市場(chǎng)對(duì)深紫外光刻設(shè)備日益增長(zhǎng)的興趣。

技術(shù)路線圖：從標(biāo)準(zhǔn)EUV 到高數(shù)值孔徑及更高水平

標(biāo)準(zhǔn)EUV（0.33 NA）

自2016 年首次亮相以來(lái)，ASML 的 0.33 NA EUV 系統(tǒng)（采用 13.5 納米光刻技術(shù)）已實(shí)現(xiàn) 2 納米節(jié)點(diǎn)的圖案化步驟比 193 納米浸沒(méi)式光刻機(jī)更少。其結(jié)果是：更高的分辨率、更高的良率以及更低的制造復(fù)雜性。

高數(shù)值孔徑EUV (0.5 NA)

ASML 的高 NA EUV 系統(tǒng)（0.5 NA）目標(biāo)是到 2029 年實(shí)現(xiàn) 1 納米級(jí)節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)。據(jù)Tech in Asia和 TrendForce 指出，英特爾計(jì)劃在其 14A 節(jié)點(diǎn)采用該系統(tǒng)，但臺(tái)積電由于成本和復(fù)雜性而選擇放棄 A16/A14。

高數(shù)值孔徑EUV 需要光學(xué)、激光器和晶圓系統(tǒng)方面的重大進(jìn)步。其較小的視場(chǎng)和較淺的焦深需要新的光刻膠、超平坦晶圓以及重新設(shè)計(jì)的掩模平臺(tái)。

超NA EUV（0.75 NA）及其前景

ASML 正在開(kāi)發(fā) 0.75 NA 超數(shù)值孔徑 EUV 系統(tǒng)，目標(biāo)是在 2030 年代初實(shí)現(xiàn) 0.5 納米以下節(jié)點(diǎn)。但技術(shù)障礙依然巨大，例如制造原子級(jí)精度的米級(jí)鏡面以及如何管理復(fù)雜的光學(xué)元件。

ASML 技術(shù)高級(jí)副總裁 Jos Benschop 指出，雖然高數(shù)值孔徑和超高數(shù)值孔徑可以延伸摩爾定律，但量子隧穿和原子間距等物理極限可能會(huì)在本世紀(jì)中葉限制進(jìn)步。

ASML 的創(chuàng)新引擎依賴于與關(guān)鍵參與者的深度合作：

卡爾蔡司SMT

自2016年收購(gòu)24.9%的股份以來(lái)，ASML一直與蔡司保持密切合作。蔡司的多層反射光學(xué)系統(tǒng)對(duì)于高數(shù)值孔徑（High-NA）和超高數(shù)值孔徑（Hyper-NA）系統(tǒng)至關(guān)重要。蔡司制造的米級(jí)反射鏡具有原子級(jí)精度和高反射率鍍膜（約71%）。

阿姆斯特丹先進(jìn)計(jì)量與光刻研究所（ARCNL）

ARCNL由ASML部分資助，致力于研究EUV光源、涂層和納米級(jí)計(jì)量技術(shù)。此次合作與飛利浦的NatLab模式相呼應(yīng)，將基礎(chǔ)科學(xué)與商業(yè)創(chuàng)新相結(jié)合。

這些合作伙伴關(guān)系形成了一個(gè)高壁壘的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，為ASML 持續(xù)的技術(shù)領(lǐng)先地位奠定了基礎(chǔ)。

EUV光源：功率瓶頸與替代方案

ASML 的 EUV 設(shè)備依賴于激光產(chǎn)生等離子體 (LPP) 光源，使用 30kW 的 CO2 激光器在真空中以每秒50,000 滴的速度撞擊錫液滴，產(chǎn)生 13.5nm 的 EUV 光。功率已從 2015 年的 100W 提升至如今的 500W，但由于鏡面能量損失和等離子體不穩(wěn)定性，規(guī)?；匀焕щy重重。

美國(guó)、中國(guó)和日本的研究團(tuán)隊(duì)正在探索自由電子激光(FEL) EUV 光源，該光源可提供可調(diào)波長(zhǎng)和更高的功率。然而，由于依賴大型加速器，它們對(duì)大多數(shù)晶圓廠來(lái)說(shuō)并不實(shí)用。ASML 因尺寸和可靠性問(wèn)題放棄了 FEL 的開(kāi)發(fā)，但像 Xlight 這樣的初創(chuàng)公司計(jì)劃在 2028 年前集成 FEL 光源。

對(duì)于面臨ASML 設(shè)備出口限制的中國(guó)來(lái)說(shuō)，EUV-FEL 可能提供一種獲取先進(jìn)光刻技術(shù)的戰(zhàn)略解決方法。

受人工智能、云服務(wù)、5G 和汽車(chē)技術(shù)芯片需求激增的推動(dòng)，全球 EUV 光刻市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從 2025 年的 115 億美元增長(zhǎng)到 2030 年的近 200 億美元。

ASML 的主要客戶——臺(tái)積電、三星和英特爾——位列全球芯片資本支出最大的公司之列，這維持了對(duì) EUV 系統(tǒng)的需求。5G 的推出和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及（預(yù)計(jì)全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將達(dá)到 400 億臺(tái)）進(jìn)一步刺激了對(duì)先進(jìn)芯片制造的需求。

ASML 的目標(biāo)是到 2025 年將 EUV 設(shè)備的產(chǎn)量翻一番，達(dá)到年出貨量 70 臺(tái)的目標(biāo)。此外，該公司還計(jì)劃增加 20% 的員工人數(shù)，以滿足日益增長(zhǎng)的需求。

據(jù)報(bào)道，盡管ASML 處于領(lǐng)先地位，但它仍面臨重大挑戰(zhàn)。

高數(shù)值孔徑(High-NA) 和超數(shù)值孔徑 (Hyper-NA) 系統(tǒng)面臨諸多技術(shù)障礙，因?yàn)樗鼈円蠊鈱W(xué)元件、掩模版和光刻膠具有極高的精度。

高成本使問(wèn)題更加復(fù)雜。每個(gè)高數(shù)值孔徑工具的成本超過(guò)4 億美元，較小的視野使設(shè)計(jì)和制造變得復(fù)雜。由于量子效應(yīng)和原子尺度間距可能會(huì)阻礙晶體管尺寸縮小到 1nm 以下，因此物理極限顯得十分重要。

ASML的EUV征程還要走多久？

地緣政治緊張局勢(shì)進(jìn)一步加劇了局勢(shì)的復(fù)雜性，因?yàn)槌隹诮睿ㄓ绕涫菍?duì)中國(guó)的出口禁令）擾亂了供應(yīng)鏈并加速了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)發(fā)展。

ASML 的 EUV 系統(tǒng)不僅簡(jiǎn)化了光刻步驟，提高了良率并降低了成本，還通過(guò)集中需求于超先進(jìn)設(shè)備，重塑了設(shè)備市場(chǎng)格局。其主導(dǎo)地位創(chuàng)造了極高的進(jìn)入壁壘，鞏固了其在全球芯片供應(yīng)鏈中的核心地位。

ASML擁有龐大的全球供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和每年40億歐元的研發(fā)投入，彰顯了其無(wú)與倫比的規(guī)模和影響力。

ASML 的 EUV 技術(shù)重塑了芯片制造業(yè)，并且很可能在未來(lái)至少 10 到 20 年內(nèi)保持關(guān)鍵地位。

光學(xué)、光源和材料領(lǐng)域的持續(xù)進(jìn)步有望在2030 年代初實(shí)現(xiàn) 1 納米甚至更小的節(jié)點(diǎn)。但物理和成本限制最終將減緩規(guī)模化發(fā)展，從而促使人們轉(zhuǎn)向先進(jìn)的封裝和新材料。

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