在前幾天的文章《光刻機巨頭ASML的十年變遷》中,，筆者梳理了ASML近10年來的財報數(shù)據(jù),，介紹了其EUV/DUV光刻機出貨量,、年銷售額,、研發(fā)投入以及各地區(qū)的銷售情況等,。

　　近日,，ASML又公布了2021年年報,，我們一起來看看其中有哪些看點和值得關(guān)注的話題,。

　　下一代EUV光刻機何時問世？

　　在過去的40年里,，我們逐漸從個人電腦和移動設(shè)備時代進(jìn)化到云時代,，我們生活的幾乎每個方面都在網(wǎng)上存儲和管理。ASML CTO Martin van den Brink表示,，數(shù)字化未來的下一步將是分布式智能,，由通信、計算和人工智能的無縫集成驅(qū)動,，所有這些趨勢都要求更高的計算能力,，這反過來又加速了對更強大、更節(jié)能的微芯片的需求,。

　　隨著芯片工藝制程的不斷演進(jìn),，芯片的制造變得越來越復(fù)雜。當(dāng)今最先進(jìn)的處理器基于Logic N5節(jié)點（5nm）,，包含數(shù)十億個晶體管,。下一代芯片設(shè)計將包括更先進(jìn)的材料、新的封裝技術(shù)和更復(fù)雜的3D設(shè)計,。

　　而光刻技術(shù)是制造性能更強大,、成本更便宜芯片的推動力。ASML的目標(biāo)一直是減少芯片工藝的臨界尺寸,，其整體光刻產(chǎn)品組合（EUV,、ArFi、ArF,、KrF和i-line系統(tǒng)等）有助于優(yōu)化生產(chǎn),，并通過將光刻系統(tǒng)與計算建模、計量和檢測解決方案集成,，幫助優(yōu)化生產(chǎn)并實現(xiàn)成本的降低,。

　　半導(dǎo)體制造工藝（圖源：ASML）

　　光刻系統(tǒng)所能達(dá)到的分辨率是光刻收縮的主要驅(qū)動因素之一，它主要由所用光的波長和光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑?jīng)Q定,。更短的波長就像用于繪畫的更細(xì)的刷子,，可以打印出更小的特征。更大的數(shù)值孔徑可以更緊密地聚焦光線,，也能夠帶來更好的分辨率,。

　　ASML光刻系統(tǒng)的發(fā)展一直是通過減少波長和增加數(shù)值孔徑來進(jìn)行演進(jìn)。多年來,，ASML做了幾個波長步長,，DUV光刻系統(tǒng)范圍從365 nm (i-line)， 248 nm (KrF)到193 nm (ArF) ,，而EUV光刻機的光波波長僅為13.5nm,。

　　NA是光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑,，表示光線的入射角度。使用更大的NA透鏡可以打印出更小的結(jié)構(gòu),。除了更大的透鏡外,，ASML還通過在最后一個透鏡元件和晶圓之間保持一層水薄膜來增加ArF系統(tǒng)的NA(即所謂的浸泡系統(tǒng))。在波長步進(jìn)到EUV之后,，ASML正在開發(fā)下一代EUV系統(tǒng),，稱為EUV 0.55 NA (HighNA)，將數(shù)值孔徑從0.33提高到0.55,。

　　TWINSCAN NXE:3600D是ASML最新一代EUV 0.33 NA光刻系統(tǒng),。與其前身TWINSCAN NXE:3400C相比，能夠提供15%至20%的生產(chǎn)力改進(jìn)能力和約30%的覆蓋改進(jìn),，支持5nm和3nm邏輯節(jié)點和領(lǐng)先DRAM節(jié)點的EUV量產(chǎn),。

　　年報中指出，EUV產(chǎn)品路線圖將幫助ASML在未來10年里實現(xiàn)設(shè)備價格合理的擴展,。ASML的EUV 0.33 NA平臺擴展了客戶的邏輯和DRAM路線圖,，使用EUV制造芯片有助于減少40%的關(guān)鍵光刻掩模量和30%的工藝步驟，幫助客戶顯著的減少了成本和周期時間,。

　　有數(shù)據(jù)顯示，自EUV推出以來至2021年底,，ASML的EUV光刻機生產(chǎn)了超過5900萬片晶圓,，2020年底這一數(shù)字為2600萬片?？梢奅UV光刻機當(dāng)前正處于快速起量階段,，ASML預(yù)計，EUV的采用將繼續(xù)增長,，到2024年所有先進(jìn)節(jié)點芯片制造商預(yù)計將在生產(chǎn)中使用EUV,。

　　下一代EUV 0.55 NA平臺將繼續(xù)為未來節(jié)點實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的擴展，具有更高數(shù)值孔徑的新型光學(xué)設(shè)計,，有望使芯片尺寸減小1.7倍,，進(jìn)一步提高分辨率，并將微芯片密度提高近3倍,。第一個EUV 0.55 NA平臺早期接入系統(tǒng)預(yù)計將在2023年投入使用,，預(yù)計客戶將在2024-2025年開始研發(fā)，2025-2026年進(jìn)入客戶的大批量生產(chǎn),。

　　光刻設(shè)備的“主力軍”

　　光刻系統(tǒng)本質(zhì)上是一種投影系統(tǒng),，光線投射到將要被打印的圖案上(稱為“蒙版”或“掩膜”)。通過在光中編碼圖案,，系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)收縮并將圖案聚焦到光敏硅片上,。在圖案印好后,，系統(tǒng)輕微移動晶圓，在晶圓上制作另一份副本,。

　　這個過程重復(fù)進(jìn)行,，直到晶圓被圖案覆蓋，完成晶圓的一層,。為了制造一個完整的芯片,，這個過程要一層一層地重復(fù)，把圖案疊加起來,，形成一個集成電路(IC),。目前，最簡單的芯片有40層左右,，而復(fù)雜的芯片可以達(dá)到150層以上,。

　　當(dāng)前，DUV光刻系統(tǒng)仍是業(yè)界的主力,。DUV系統(tǒng)支持眾多的細(xì)分市場,，在當(dāng)今客戶設(shè)備中負(fù)責(zé)打印大多數(shù)層，并將在未來的設(shè)備中保持重要地位,。

　　半導(dǎo)體行業(yè)目前使用的DUV分為浸沒式和干式光刻解決方案,，i-line采用365 nm波長，KrF采用248 nm波長,，ArF采用193 nm波長,，這些系統(tǒng)有助于制造廣泛的半導(dǎo)體節(jié)點和技術(shù)，并支持行業(yè)的成本和節(jié)能擴展,。

　　ASML的DUV浸沒式和干式系統(tǒng)在生產(chǎn)率,、成像和覆蓋性能方面領(lǐng)先業(yè)界，可結(jié)合EUV技術(shù)大批量生產(chǎn)最先進(jìn)的邏輯和內(nèi)存芯片,，同時繼續(xù)為成熟節(jié)點和小批量應(yīng)用提供價值,。

　　ArF浸沒式光刻在透鏡和晶圓之間保持一層水薄膜，增加NA并提高分辨率以支持進(jìn)一步的收縮,。ASML的浸沒系統(tǒng)適用于單曝光和多圖案光刻,，可與EUV系統(tǒng)無縫結(jié)合，用于打印同一芯片的不同層,。TWINSCAN NXT:2050i是ASML目前最先進(jìn)的浸沒式系統(tǒng),，目前正用于5nm邏輯和第四代10nm DRAM節(jié)點的大批量生產(chǎn)。

　　然而,，并非芯片上的每一層都需要最新和最大的浸入式光刻系統(tǒng)來生產(chǎn),，先進(jìn)或復(fù)雜的層可以使用先進(jìn)的光刻系統(tǒng)來打印，但其他層通常可以使用“老式”技術(shù),，如干式光刻系統(tǒng)來打印,。ASML的干式系統(tǒng)產(chǎn)品組合為客戶提供了各種波長的更經(jīng)濟(jì)的解決方案。

　　TWINSCAN NXT:1470是ASML最新的干式ArF光刻系統(tǒng),，提供每小時300片晶圓的記錄生產(chǎn)力,，具有4nm覆蓋能力；TWINSCAN XT:86ON是新一代KrF系統(tǒng),，具有0.80 NA的分辨率,，支持大容量200mm和300mm晶圓生產(chǎn)，以及低于110nm的分辨率,；對于更關(guān)鍵的KrF層,，0.93 NA TWINSCAN XT:1060K是其最先進(jìn)的KrF光刻系統(tǒng)，在80nm及以下提供一流的分辨率和覆蓋,。

　　ASML CEO...表示,，我們今天看到的行業(yè)市場增長，不僅存在于最先進(jìn)的節(jié)點上,，許多分布式計算和存儲解決方案都需要成熟的光刻技術(shù)來制造,。預(yù)計到2025年，ASML系統(tǒng)總銷量的三分之二將是EUV,，其余將是DUV和計量檢測系統(tǒng),。這一預(yù)期比例低于我們在2018年的預(yù)測，但這并不意味著EUV市場出現(xiàn)萎縮,，而是DUV和計量檢測市場比預(yù)計的增速更快,。

　　未來的半導(dǎo)體動力是什么？

　　哪些因素正在塑造半導(dǎo)體行業(yè)的格局,？推動當(dāng)前和未來行業(yè)發(fā)展的主要趨勢是什么？

　　ASML認(rèn)為,，不斷增長的消費需求,、全球人才競賽、地緣政治因素,、擴大研發(fā)投資以及不斷變化的外部環(huán)境和采取行動應(yīng)對氣候變化等因素正在重塑半導(dǎo)體行業(yè)格局,。

•  不斷增長的消費需求：無線通信、電信,、媒體和云通過連接設(shè)備的融合繼續(xù)推動全球?qū)ο冗M(jìn)半導(dǎo)體的需求,，不斷增長的人口和城市化正在增加對先進(jìn)消費電子設(shè)備的需求。芯片作為這些設(shè)備的核心,，新興技術(shù)的不斷發(fā)展和要求正在成為芯片的重要增長驅(qū)動力,。

• 全球人才競賽：擁有技術(shù)背景的高技能人才在勞動力市場上非常稀缺，競爭也在加劇。行業(yè)公司正試圖為增長增加人手,，但高科技人才資源池卻很淺,，該行業(yè)在爭奪一小部分具備開發(fā)創(chuàng)新解決方案技能的科學(xué)家、工程師和軟件開發(fā)人員,。全球?qū)θ瞬诺臓帄Z正變得越來越關(guān)鍵,。STEM職位的數(shù)量預(yù)計將大幅增長，但由于合格候選人的短缺,，填補這些職位頗具挑戰(zhàn)性,。留住人才已成為科技公司的關(guān)鍵。

• 全球地緣政治：目前的貿(mào)易環(huán)境給全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn),，貿(mào)易緊張和保護(hù)主義的加劇可能會繼續(xù)下去,。這場全球蔓延的疫情提醒世界各國政府，全球供應(yīng)鏈可能會對服務(wù),、原材料和最終產(chǎn)品產(chǎn)生重大的地理依賴,。

　　半導(dǎo)體在大型工業(yè)聯(lián)合體的成長和連續(xù)性中發(fā)揮著越來越重要的作用，各國政府已將注意力轉(zhuǎn)向半導(dǎo)體供應(yīng)鏈以確保供應(yīng)充足,，并計劃對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行大規(guī)模投資,。根據(jù)外部數(shù)據(jù)，美國,、中國,、歐盟、日本和韓國預(yù)計使該行業(yè)2021年的年度資本支出增加近一倍,，達(dá)到1500億美元,。除了財務(wù)方面的影響，貿(mào)易緊張和保護(hù)主義也給整個供應(yīng)鏈及其過程帶來了巨大的復(fù)雜性,，迫使該行業(yè)重新審視其全球供應(yīng)鏈,。

• 擴大研發(fā)投資：在快速發(fā)展的半導(dǎo)體行業(yè)中，獲取最新的技術(shù),、芯片設(shè)計和制造工藝是競爭的基礎(chǔ),。芯片制造商面臨的支持應(yīng)用和終端市場正變得越來越復(fù)雜，同時,，隨著科技平臺公司逐漸轉(zhuǎn)向內(nèi)部芯片設(shè)計,，傳統(tǒng)半導(dǎo)體公司面臨著多元化投資組合的挑戰(zhàn)。

　　此外,，執(zhí)行創(chuàng)新的增量成本正在上升,，需要更高水平的研發(fā)投資來實現(xiàn)同樣的目標(biāo)。讓產(chǎn)品更快地進(jìn)入市場至關(guān)重要,，否則芯片制造商將面臨錯失良機的風(fēng)險,。因此，盡快向客戶提供解決方案的壓力正在增加。

• 不斷變化的環(huán)境：為了利用人工智能,、物聯(lián)網(wǎng),、5G和自動駕駛汽車等大趨勢的融合，該行業(yè)正在大量投資于能夠釋放整個投資組合價值的資產(chǎn),。

　　全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)近年來呈現(xiàn)出巨大的增長,，預(yù)計這一趨勢將持續(xù)下去。該行業(yè)正重新聚焦于提高核心競爭力的技術(shù)和市場領(lǐng)域,。集中在新興技術(shù)上的合并,、收購和合資企業(yè)預(yù)計將成為芯片市場戰(zhàn)略的關(guān)鍵組成部分。

• 采取行動應(yīng)對氣候變化：氣候變化在世界各地都是一個緊迫的問題,。這是一項全球性挑戰(zhàn),， 半導(dǎo)體制造過程消耗了大量的能源和水資源。隨著摩爾定律的發(fā)展,，芯片計算能力和存儲容量的提高會加大對這些資源的需求,。為了提高能源和水資源的利用效率，需要新的設(shè)備和看待整個生態(tài)系統(tǒng)的新方式,。為了迎接這些挑戰(zhàn),，半導(dǎo)體行業(yè)必須降低功耗。

　　對此,，ASML提到,，由于DUV和EUV平臺具有通用性，因此可以更快,、更具成本效益的進(jìn)行創(chuàng)新,、生產(chǎn)和維護(hù)。ASML正在對產(chǎn)品的能源效率進(jìn)行投資,，幫助降低生產(chǎn)晶圓所需的能源,。此外，ASML還有一個致力于減少浪費的路線圖,，與客戶和供應(yīng)商合作在其價值鏈中盡可能地重復(fù)使用零部件,、工具和包裝，以防止不必要的浪費,。

　　另外，從ASML對整個行業(yè)當(dāng)前市場規(guī)模和市場機會的展望來看,，不同細(xì)分應(yīng)用市場的驅(qū)動因素也正在塑造半導(dǎo)體行業(yè)的格局,，成為當(dāng)前和未來推動行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。

　　ASML業(yè)績增長背后

　　受全球芯片短缺,、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施加速和“技術(shù)主權(quán)”推動,，導(dǎo)致市場對先進(jìn)和成熟節(jié)點的需求強勁增長。2021年，ASML的凈銷售額創(chuàng)下了186億歐元的紀(jì)錄,，比去年增加了46億歐元,。

　　ASML CFO Roger Dassen表示，因為客戶繼續(xù)對先進(jìn)和成熟節(jié)點的強勁需求,，2021年邏輯系統(tǒng)的銷售額增長了22億歐元,，增幅達(dá)30%；由于終端市場對服務(wù)器和智能手機的強勁需求,，內(nèi)存系統(tǒng)銷售額增長了11億歐元,，增幅達(dá)39%。

　　凈銷售額的增長是由ASML所有技術(shù)的強勁需求推動的,。ASML在2021年成功出貨了42套EUV系統(tǒng),，包括26臺用于大批量生產(chǎn)的第一個NXE:3600D。這使得EUV系統(tǒng)在2021年的收入達(dá)到63億歐元,，比2020年增加了18億歐元,。

　　所有技術(shù)的強勁需求推動了凈銷售額的增長(單位：百萬歐元)

　　DUV系統(tǒng)銷量也從2020年的227臺增加到2021年的267臺。除了EUV和DUV的增長,，服務(wù)和現(xiàn)場選擇的銷售也是ASML整體凈銷售增長的關(guān)鍵驅(qū)動力,，這一增長是由生產(chǎn)率、覆蓋和升級包銷售的增長所驅(qū)動,，這為快速增加晶圓產(chǎn)量提供了最有效和高效的方式,，并得到了不斷增長的安裝基礎(chǔ)的支持。

　　為了滿足客戶對額外晶圓產(chǎn)能的需求,，ASML加快了生產(chǎn)能力升級的交付,，甚至在正常的工廠驗收測試(FAT)完成之前發(fā)貨，在客戶工廠完成驗收測試來加快系統(tǒng)的交付,。

　　不難看到,，正在進(jìn)行的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和當(dāng)前的芯片短缺進(jìn)一步推動了ASML提高產(chǎn)能的需求，一方面,，在數(shù)字轉(zhuǎn)換和分布式計算的驅(qū)動下,，對先進(jìn)和成熟節(jié)點的邏輯需求繼續(xù)強勁；另一邊,，受服務(wù)器和智能手機終端市場需求的推動,，內(nèi)存需求持續(xù)增長。為了滿足DRAM和NAND的強勁需求增長,，客戶將增加產(chǎn)能并繼續(xù)進(jìn)行節(jié)點遷移,。隨著客戶遷移到更高級的節(jié)點，ASML預(yù)計EUV對內(nèi)存的需求會繼續(xù)增加,。

　　2019-2021年ASML來自邏輯和內(nèi)存市場以及安裝基礎(chǔ)的營收數(shù)據(jù)(單位：百萬歐元)

　　在研發(fā)投入方面,，2021年ASML的研發(fā)成本為25.47億歐元,，相較于2020年22.08億歐元的投入，這些增加的投資涉及整體光刻解決方案的EUV,、DUV和應(yīng)用程序項目,，其中最重要的投資用于繼續(xù)加強EUV大批量生產(chǎn)的路線圖，以及EUV 0.55 NA的開發(fā),。

　　2020-2021年ASML研發(fā)投入(單位：百萬歐元)

　　ASML預(yù)計,，受健康的邏輯需求和內(nèi)存市場增長的推動，預(yù)計2022年凈銷售額將比2021年增長約20%,。預(yù)期的增長是由所有平臺的銷量增長以及安裝基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的增長所推動的：

　　邏輯芯片部分：不斷擴大的應(yīng)用空間和長期的增長動力轉(zhuǎn)化為對高級和成熟節(jié)點的強勁需求,。隨著需求的持續(xù)強勁，預(yù)計邏輯系統(tǒng)的收入將同比增長20%以上,；

　　內(nèi)存方面：隨著系統(tǒng)利用率的提高,，結(jié)合客戶正在進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)型，以支持預(yù)計的增長,。預(yù)計還需要額外的產(chǎn)能增加,，因此，2022年內(nèi)存市場對光刻設(shè)備的需求強勁,，系統(tǒng)收入將同比增長25%左右,；

　　EUV設(shè)備：隨著客戶對EUV的采用以及信心的增加，2022年預(yù)計將發(fā)貨約55個EUV系統(tǒng)（其中6個系統(tǒng)的收入將推遲到2023年確認(rèn)）,，預(yù)計2022年EUV系統(tǒng)的收入將增長25%,。

　　非EUV系統(tǒng)：在DUV和應(yīng)用業(yè)務(wù)中，ASML預(yù)計浸沒式和干式系統(tǒng)都將增長,，同時對計量和檢測系統(tǒng)的需求也將持續(xù)增長,，預(yù)計非EUV出貨收入增長超過20%。

　　展望2025到2030年,，近十年都將圍繞分布式計算,，讓云更接近邊緣設(shè)備，通過連接,，計算能力將為所有人提供“設(shè)備上”的計算能力,，從而實現(xiàn)一個連接的世界。這些全球電子行業(yè)的大趨勢,，在一個高度盈利和激烈創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)的支持下,，預(yù)計將繼續(xù)推動整個半導(dǎo)體市場的增長。

　　這意味著先進(jìn)節(jié)點和成熟節(jié)點對晶圓的需求都在增加,，進(jìn)而提升光刻設(shè)備的需求,。根據(jù)不同的市場場景，ASML認(rèn)為2025年有望實現(xiàn)240億-300億歐元左右的年銷售額,，毛利率在54%-56%之間,。

　　ASML市場預(yù)期（圖源：ASML）

　　ASML侵權(quán)“羅生門”

　　ASML年報中提到：“我們可能遭受惡意攻擊，包括第三方或自己的員工竊取公司的商業(yè)秘密,、專有客戶數(shù)據(jù),、知識產(chǎn)權(quán)或其他機密信息。盡管我們努力保護(hù)知識產(chǎn)權(quán),，但未經(jīng)授權(quán)的第三方也有可能獲得,、復(fù)制、使用或披露我們的專有技術(shù),、產(chǎn)品,、設(shè)計、工藝和其他知識產(chǎn)權(quán),。2021年,，我們獲悉與XTAL公司有關(guān)聯(lián)的一家公司——東方晶源，正在中國積極營銷可能侵犯ASML知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,?！?/p>

　　近日，針對“ASML稱東方晶源可能侵權(quán)”一事,，東方晶源發(fā)布聲明稱,，東方晶源自成立以來一直遵守中國法律法規(guī)、合法合規(guī)經(jīng)營,。秉承獨立研發(fā),、自主創(chuàng)新的理念，東方晶源尊重,、保護(hù)知識產(chǎn)權(quán),，并形成了獨立、完備的知識產(chǎn)權(quán)體系,。盡管東方晶源的聲明沒有提到ASML公司,，但意思很顯然是回應(yīng)及反駁。

　　據(jù)公開資料顯示,，XTAL公司成立于2014年,，由前ASML員工創(chuàng)立，2016年ASML對XTAL公司發(fā)起訴訟,，2018年美國加州圣克拉拉聯(lián)邦法院初步裁決,，XTAL盜竊知識產(chǎn)權(quán)罪名成立，2019年法院發(fā)出最終判決結(jié)果,，ASML獲得勝訴,，XTAL需賠償ASML 8.45億美元，ASML接手了已破產(chǎn)的XTAL的大部分知識產(chǎn)權(quán),。

　　荷蘭金融報紙F(tuán)inancieele Dagblad 2019年曾報道,，中國員工從ASML竊取了企業(yè)機密,，造成數(shù)億美元損失。報道稱,，調(diào)查發(fā)現(xiàn)ASML美國子公司研發(fā)部門的高級中國員工竊取了技術(shù),，并最終泄露給了中國公司。

　　然而,，ASML或許也不想擴大事端,，2019年，ASML分別在其官網(wǎng)和上貼出官方聲明：“ASML并不認(rèn)同‘中國間諜’說”,。

　　據(jù)了解,，東方晶源2021年公司完成28nm邏輯芯片關(guān)鍵工藝層良率硅片驗證結(jié)果優(yōu)異，持續(xù)突破技術(shù)壁壘,，14nm計算光刻技術(shù)已就緒,，首臺套EBI產(chǎn)業(yè)化成果顯著；公司于2021年度實現(xiàn)銷售額迅速攀升過億的“小目標(biāo)”,，接洽客戶近60家,，涉及存儲、邏輯,、第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域等眾多頭部客戶,。

　　但根據(jù)產(chǎn)品的性能等級來看，東方晶源的產(chǎn)品其實還遠(yuǎn)到不了威脅ASML的地步,，但是,，ASML此次在2021年年報中又提及此事，稱東方晶源可能與2018年因竊密而被判賠償?shù)腦TAL公司有關(guān)聯(lián),，且已經(jīng)提示自己的特定客戶不要協(xié)助或縱容東方晶源從事潛在侵權(quán)行為,，同時也向中國相關(guān)機構(gòu)表達(dá)了自己的擔(dān)憂。

　　ASML稱正在密切關(guān)注這一事項,，并準(zhǔn)備在適當(dāng)時機采取法律行動,，但又并未提供更多證據(jù)。這種說法出現(xiàn)在財報中,，實屬罕見,。不免引人深思。

　　以上是本次摘取出來的ASML 2021年財報要點,，如需獲取完整財報內(nèi)容,，可在公眾號回復(fù)“ASML財報”獲取完整報告。