為了順利用上極紫外光刻（EUV）技術(shù)來(lái)生產(chǎn)芯片,，半導(dǎo)體行業(yè)耗費(fèi)了十多年時(shí)間才走到今天這一步。不過(guò)從荷蘭阿斯麥（ASML）最近更新的 2024-2025 路線圖來(lái)看,，抵達(dá)具有高數(shù)值孔徑的下一階段，所需時(shí)間將要少得多,。據(jù)悉,，當(dāng)前市面上最先進(jìn)的芯片，已經(jīng)用上了 5 / 4 nm 的制造工藝,。

　　借助 ASML Twinscan NXE:3400C 或類似的系統(tǒng),，結(jié)合具有 0.33 數(shù)值孔徑（NA）的光學(xué)旗艦，機(jī)器能夠提供 13nm 的精度,。

　　對(duì)于單模方法的7/6nm（間距36~38 nm）和5nm（間距30-32 nm）的工藝節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō),，這樣的精度已經(jīng)足夠。

　　對(duì)隨著半導(dǎo)體行業(yè)向5nm以下（間距< 30nm）轉(zhuǎn)進(jìn),，未來(lái)幾年可能就需要用到雙光刻曝光了,。

　　而在后 3nm 節(jié)點(diǎn)，ASML 及其合作伙伴正在開(kāi)發(fā)一套全新的 EVU 工具 —— 它就是具有 0.55 高 NA 鏡頭,、能夠?qū)崿F(xiàn) 8nm 精度,、有望消除在更先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)上使用多重曝光的 Twinscan EXE:5000 系列。

　　新款高 NA 掃描儀仍在開(kāi)發(fā)之中,，預(yù)計(jì)其結(jié)構(gòu)將異常復(fù)雜,、龐大、且昂貴——每臺(tái)成本將超過(guò) 4 億美元,。

　　除了新的光學(xué)器件,，高數(shù)值孔徑還需要用到新的光源、甚至需要新建晶圓工廠大樓以容納更大的機(jī)器 ——這些無(wú)疑都要追加大量的投資,。

　　即便如此,，在權(quán)衡半導(dǎo)體器件的性能、功率、面積和成本（PPAc）之后,，領(lǐng)先的邏輯芯片和存儲(chǔ)設(shè)備制造商還是更愿意接納新技術(shù),。

　　這意味著高 NA EVU 掃描儀對(duì)后3nm時(shí)代至關(guān)重要，且各廠商對(duì)高 NA 工具的需求也將異常旺盛,。

　　幾周前,，ASML 透露其高數(shù)值孔徑 Twinscan EXE:5200 系統(tǒng)（EUV 0.55 NA）在 2022 年 1 季度收到了來(lái)自邏輯和 DRAM 客戶的多份訂單。

　　此外路透社上周報(bào)道稱,，該公司在五月份澄清將于 2024 年交付試點(diǎn)用的高 NA 掃描儀訂單,，并將從 2025 年開(kāi)始交付具有更高生產(chǎn)力的后續(xù)型號(hào)（超5份訂單）。

　　有趣的是,，早在 2020 - 2021 年,，ASML 就表示已收到來(lái)自三大客戶的 High-NA 購(gòu)買意向（無(wú)疑是英特爾、三星,、臺(tái)積電）,，且總計(jì)達(dá)到了 12 套。

　　至于 ASML 已開(kāi)始著手打造的首套 High-NA 系統(tǒng),，其將于 2023 年完工,，以供 Imec 和 ASML 客戶開(kāi)展相關(guān)研發(fā)工作。

　　ASML 首席執(zhí)行官 Peter Wennink 表示：“我們正在高 NA EUV 方面取得良好的進(jìn)展,，目前已開(kāi)始在位于 Veldhoven 的新潔凈室中集成首套高 NA 系統(tǒng)”,。

　　ASML 在今年 1 季度收到了多個(gè) EXE:5200 系統(tǒng)訂單，且 4 月份收到了額外的 EXE:5200 系統(tǒng)訂單,。通過(guò)這些預(yù)定,，ASML 收到了來(lái)自三家邏輯芯片和兩家存儲(chǔ)制造商客戶的高 NA 系統(tǒng)訂單。作為 ASML 的下一代高 NA 系統(tǒng),，EXE:5200 將大力推動(dòng)下一代的光刻性能和生產(chǎn)力的提升,。

　　據(jù)悉，ASML 的 Twinscan EXE:5200 系統(tǒng)較常規(guī)的 Twinscan NXE:3400C 機(jī)器要復(fù)雜得多,，因而原廠的工具構(gòu)建工作也需要耗費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間,。

　　該公司希望在未來(lái)中期能夠交付多達(dá) 20 臺(tái) High-NA 系統(tǒng)，這可能意味著其客戶將不得不奮力爭(zhēng)搶這些機(jī)器的優(yōu)先使用權(quán),。

　　Wennink 補(bǔ)充道：“我們還在與供應(yīng)鏈合作伙伴展開(kāi)討論,，以確保在中期達(dá)成約 20 套 EUV 0.55 NA 系統(tǒng)的產(chǎn)能”。

　　唯一確認(rèn)使用 ASML 的 High-NA 工具的,，還只有英特爾的 18A 工藝節(jié)點(diǎn),。后者曾披露在 2025 年轉(zhuǎn)入量產(chǎn)，大致可以趕上 ASML 開(kāi)始交付其生產(chǎn)的 High-NA EUV 系統(tǒng)的時(shí)間,。

　　不過(guò)近日,，英特爾又將 18A 的上手時(shí)間推遲到了 2024 下半年，并表示可借助 ASML 的 Twinscan NXE:3600D 或 NXE:3800E 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 18A 制造（大概率是利用多重曝光來(lái)實(shí)現(xiàn)）。

　　顯然,，英特爾希望加速推進(jìn)其 18A 工藝節(jié)點(diǎn)的推出,，以從臺(tái)積電手中奪回制程技術(shù)的領(lǐng)先地位。

　　然而對(duì)于商用芯片來(lái)說(shuō),，多重曝光也意味著更長(zhǎng)的產(chǎn)品周期,、更低的產(chǎn)率、更高的風(fēng)險(xiǎn),、以及潛在的更低產(chǎn)能（即使仍有提升的空間）,。

　　最后，包括三星,、SK 海力士和美光等業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造商,，也將不可避免地采用 High-NA EUV 來(lái)量產(chǎn)芯片，問(wèn)題是它們尚未給出確切的時(shí)間表,。