据报道,全球光刻机龙头阿斯麦(ASML)的一位高管最新表示,其下一代芯片制造设备已准备就绪,可以供应芯片制造商用于大规模量产,这对芯片行业来说是一个重大进展。
阿斯麦首席技术官Marco Pieters在圣何塞举行的技术会议上公布了这一里程碑进展。他透露,结合三项核心运行数据,这款高数值孔径EUV设备已达到量产标准。
首先,设备已累计完成50万片餐盘大小的硅晶圆加工任务。这不仅证明了设备的稳定性,更展示了其在实际生产环境中的可靠性。其次,设备停机时间已大幅缩短,芯片制造商可以更高效地利用这些昂贵的设备。第三,设备能够绘制出满足芯片电路精度要求的纳米级图案。
"我认为现在正处于一个关键时刻,需要审视已经完成的学习周期数量,"Pieters说道。他指的是客户对这些机器进行的测试次数,这些测试为设备的大规模应用奠定了坚实基础。
然而,技术成熟的背后,是令人咋舌的成本压力。这款新一代EUV光刻机单台造价约为4亿美元,是初代商用EUV机型的两倍。对于芯片制造商来说,这意味着巨大的资本支出压力。
天价设备遇冷
阿斯麦花了数年时间才研发出这些昂贵的下一代设备,而芯片制造商们则一直在试图确定在何种情况下使用这些设备进行大规模生产才具有经济意义。尽管成本高昂,但对于追求先进制程的芯片厂商来说,这几乎是唯一的选择。
但现实情况却出人意料。晶圆代工龙头台积电对High-NA EUV光刻机态度谨慎。台积电业务开发及全球销售高级副总裁张晓强2025年表示,尽管认可High NA EUV的性能,但该设备价格超过3.5亿欧元(约3.78亿美元)。目前标准型EUV光刻机仍可支撑台积电尖端制程生产至2026年,公司A16(1.6nm级)和A14(1.4nm级)工艺均不会采用High NA EUV光刻机。
这种谨慎源于对产业成本曲线的清醒认知。根据行业数据,先进制程的成本正呈指数级飙升,14nm晶圆单片成本约3000美元,5nm突破6000美元,3nm更是超过8000美元。若大规模采购High-NA EUV,不仅设备投入翻倍,配套的光刻胶、掩模版等材料成本也将同步上涨,最终会传导至终端芯片价格。
英特尔成了"第一个吃螃蟹的人"?
与台积电的谨慎形成鲜明对比的是英特尔的积极态度。英特尔已经安装了两台ASML High NA EUV光刻机正在其晶圆厂生产,早期数据表明它们的可靠性大约是上一代光刻机的两倍。
英特尔资深首席工程师Steve Carson表示,新的High-NA EUV光刻机能以更少曝光次数完成与早期设备相同的工作,从而节省时间和成本。英特尔工厂的早期结果显示,High-NA EUV机器只需要一次曝光和"个位数"的处理步骤,即可完成早期机器需要三次曝光和约40个处理步骤的工作。
目前英特尔已经利用High-NA EUV光刻机在一个季度内生产了3万片晶圆。
这背后是英特尔"背水一战"的战略考量。其规划中的Intel 14A节点(相当于1.4nm)被内部视为关键转折点。该节点将首次全面采用High-NA EUV,用于关键金属层和通孔层的单次曝光,彻底摆脱对多重图案化的依赖。
AI芯片制造的关键转折点
当前一代EUV设备在制造复杂AI芯片方面已接近技术极限,而这款高数值孔径EUV设备将成为AI芯片研发的关键支撑。它可以改进OpenAI的ChatGPT等聊天机器人的性能,并帮助芯片制造商按时完成其AI芯片研发线路图,以满足不断增长的需求。
Pieters指出,阿斯麦计划发布的成像数据足以说服客户用单步高数值孔径工艺取代老一代设备的多步加工流程。这不仅能够简化生产流程,还能提高生产效率和良率。
然而,从技术成熟到实际应用,还有一段漫长的路要走。 尽管设备在技术上已经成熟,但企业仍需要两到三年的时间进行足够的测试和开发,才能将这些技术整合到生产制造中。Pieters表示,芯片制造商已掌握验证该设备所需的全部技术知识,当前设备正常运行率约为80%,阿斯麦计划在2026年底前将这一指标提升至90%。
未来展望:更先进技术已在路上
如果大家以为High-NA EUV光刻机就是阿斯麦的压轴菜,那还是低估了它的技术水平。据悉,更厉害的Hyper-NA EUV光刻机正在加紧研发,其数值孔径将从0.55进一步提高。更高的数值孔径意味着更精细的制程能力,这将进一步推动芯片性能的飞跃。
ASML首席执行官克里斯托夫·富凯预计,High-NA技术的大规模制造将于2027至2028年间启动。在此之前,阿斯麦将在2026年与客户紧密协作,确保设备能够实现极低停机率的高效运行。
从DUV到EUV,从标准EUV到High-NA,再到未来的Hyper-NA,阿斯麦正在不断挑战人类制造的极限。
"摩尔定律从未死亡,只是换了一种更昂贵的方式活着。"
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