英特尔接收全球首台高数值孔径扫描仪，预计2025-2026年开始批量生产

1月24日，以尖端光学和光子技术为基础的半导体光刻设备供应商ASML已确认，2023年的销售额和利润均创下历史新高。2023年公司全年收入达到276亿欧元，同比2022年最高纪录增长了30%。公报显示，公司销售了421套新系统和28套二手系统，净收入达78亿欧元，比上年增长近40%。

 

ASML公告指出，2023年最后一季度最先进设备订单激增。这一消息似乎促使ASML的股价飙升了5%，使其在纳斯达克的股价突破了820美元，接近历史新高，相当于超过3000亿美元的市值。

 

 

EUV订单反弹
公司首席财务官Roger Dassen在接受内部采访时谈到了最新进展：在经历了几个季度的疲软之后，第四季度的订单需求量非常强劲。事实上，订单额达到了创纪录的92亿欧元。即将退休的首席执行官Peter Wennink也指出，公司在去年12月交付了首个高数值孔径（NA）EUV光刻模组（即EXE:5000）。

 

向高数值孔径（NA）系统的转变将使特征进一步缩小1.7倍，同时晶体管密度提高近3倍。Dassen解释说，2024年将与2023年业绩持平的部分原因，是和设备出货与客户结算的确切时间有关，由于产能限制，部分出货量有所下滑，但2024年应该可以解决问题。

 

去年年底，ASML交付了首批高数值孔径EUV模块，上周，英特尔发布消息称已发出首份采购订单，要求交付业内首套TWINSCAN EXE:5200系统，这是一款用于批量生产的高数值孔径EUV光刻设备
 

 

他补充说：半导体市场要想从最近的下行周期中复苏，仍存在一些不确定性。虽然有明显的复苏迹象，但复苏的程度和速度仍有待观察。一个积极的迹象是，已经可以看到终端市场的库存水平正在改善，而且比前几个季度要好。

 

“光刻工具利用率”被认为是未来需求的另一个关键指标。据ASML观察，这个行业指标也在改善，尽管还没有达到历史上的正常水平。Dassen谈到：2024年在很大程度上是一个过渡年，也是真正提高产能的一年。我们正在对产能进行投资，因为2025年将是强劲增长的一年，这也是我们正在准备的。

 

 

2025年回升
2024年可能标志着一个转变，那就是首批高数值孔径EUV系统的到来，预计全年销售数字中将出现1-2套“EXE:5000”设备出货。另一方面，ASML预计深紫外（DUV）光刻设备的销售额将略有下降。

 

虽然2024年被ASML认为是一个过渡年，但Dassen和他的同事们仍对2025年及以后的公司业绩表现持乐观态度。他评论说：如果看一下人工智能的发展，看一下电气化的发展，看一下能源转型的发展，就知道未来这些行业需要大量的半导体元件。

 

到2025 年，半导体芯片制造商将明显进入“上升”周期，而目前在建的大量新制造设施将开始投入生产。ASML正在进行投资，以便能够达到满足2025年所需的生产力。

 

 

英特尔的“新年礼物”
去年12月21日，ASML发布消息表示已向英特尔交付了试验性高数值孔径扫描仪。Twinscan EXE:5000极紫外（EUV）扫描仪是AMSL的第一台高数值孔径扫描仪，英特尔早在2018年就下了订单。英特尔在2025年某个时候部署用于大批量制造的商用级Twinscan EXE:5200设备之前，将使用这台新机器进行高数值孔径EUV实验。这一宣布代表了行业的一个重要里程碑，不仅会对英特尔产生影响，最终也会对其他前沿晶圆厂产生影响。

 

 

Twinscan EXE高数值孔径扫描仪从荷兰Veldhoven出发，一路运往美国俄勒冈州希尔斯伯勒附近的英特尔公司工厂。这是一个相当巨大的设备，仅运输就需要13个卡车大小的集装箱和250个板条箱。组装完成后，这台机器有3层楼高，英特尔因此需要新建一座更高的工厂扩建来容纳它。每台高数值孔径EUV扫描仪的价格都不菲，可能在3亿至4亿美元之间。

 

高数值孔径EUV光刻工具采用0.55 NA镜头，分辨率可达8纳米，与目前分辨率为13纳米的EUV工具相比有了显著提高。这些下一代高数值孔径极紫外扫描仪，预计将对使用3纳米以上工艺技术的芯片生产起到重要作用（该行业将于2025-2026年采用这种工艺技术），从而让晶圆厂避免使用超紫外双图案化技术，大大降低复杂性，并有可能提高产量和降低成本。

 

 

但是，ASML的Twinscan EXE光刻工具的数值孔径为0.55，与普通的Twinscan NXE光刻机（数值孔径为0.33）有很大不同。高数值孔径扫描仪与普通EUV扫描仪之间的最大变化可能是光罩尺寸减半，这将要求芯片制造商重新思考如何设计和生产芯片，尤其是在高端GPU和人工智能加速器正在挑战光罩尺寸极限的时候。

 

此外，由于高数值孔径扫描仪将支持更高的分辨率和不同的微粒尺寸，它们将需要新的光刻胶、计量学、微粒材料、掩膜和检测工具，这只是其中的一些变化。总之，高数值孔径EUV光刻设备将带动大量基础设施的投资。

 

虽然半导体生产基础设施是由整个行业开发的，但将其用于实际生产的最佳方法是根据实际工艺技术和工艺配方进行定制的。这就是为什么尽早开始使用试验扫描仪的原因，为日后的大批量生产提前做准备。

 

 

早在2018年，英特尔就是第一家订购ASML试验性Twinscan EXE:5000扫描仪的公司。英特尔也是第一家在2022年订购ASML商业级Twinscan EXE:5200光刻设备的公司。英特尔将于2024年开始18A节点（18埃，1.8纳米）的开发工作，然后将在18A节点之后采用高数值孔径光刻设备，时间在2025-2026年。

 

通过比竞争对手更早地获得高数值孔径光刻设备，英特尔不仅能够确保光刻机达到理想效果，而且还有机会在高数值孔径制造方面为行业制定一套新标准。对英特尔来说，这意味着比竞争对手，无论是三星代工厂还是台积电更具优势。

 

早在2022年，ASML就向外界宣布，到2027-2028年将能够每年生产20台高数值孔径EUV光刻机。与此同时，该公司在早些时候还披露，High-NA备货中的设备数量已达到两位数。