2024年从ASML年报看半导体产业的未来
2024-03-22
王柯团队
下一代EUV光刻机何时问世？
在过去的40年里，我们逐渐从个人电脑和移动设备时代进化到云时代，我们生活的几乎每个方面都在网上存储和管理。ASML CTO Martin van den Brink表示，数字化未来的下一步将是分布式智能，由通信、计算和人工智能的无缝集成驱动，所有这些趋势都要求更高的计算能力，这反过来又加速了对更强大、更节能的微芯片的需求。
随着芯片工艺制程的不断演进，芯片的制造变得越来越复杂。当今最先进的处理器基于Logic N5节点（5nm），包含数十亿个晶体管。下一代芯片设计将包括更先进的材料、新的封装技术和更复杂的3D设计。
而光刻技术是制造性能更强大、成本更便宜芯片的推动力。ASML的目标一直是减少芯片工艺的临界尺寸，其整体光刻产品组合（EUV、ArFi、ArF、KrF和i-line系统等）有助于优化生产，并通过将光刻系统与计算建模、计量和检测解决方案集成，帮助优化生产并实现成本的降低。
光刻系统所能达到的分辨率是光刻收缩的主要驱动因素之一，它主要由所用光的波长和光学系统的数值孔径决定。更短的波长就像用于绘画的更细的刷子，可以打印出更小的特征。更大的数值孔径可以更紧密地聚焦光线，也能够带来更好的分辨率。
ASML光刻系统的发展一直是通过减少波长和增加数值孔径来进行演进。多年来，ASML做了几个波长步长，DUV光刻系统范围从365 nm (i-line)， 248 nm (KrF)到193 nm (ArF) ，而EUV光刻机的光波波长仅为13.5nm。
NA是光学系统的数值孔径，表示光线的入射角度。使用更大的NA透镜可以打印出更小的结构。除了更大的透镜外，ASML还通过在最后一个透镜元件和晶圆之间保持一层水薄膜来增加ArF系统的NA(即所谓的浸泡系统)。在波长步进到EUV之后，ASML正在开发下一代EUV系统，称为EUV 0.55 NA (HighNA)，将数值孔径从0.33提高到0.55。
TWINSCAN NXE:3600D是ASML最新一代EUV 0.33 NA光刻系统。与其前身TWINSCAN NXE:3400C相比，能够提供15%至20%的生产力改进能力和约30%的覆盖改进，支持5nm和3nm逻辑节点和领先DRAM节点的EUV量产。
年报中指出，EUV产品路线图将帮助ASML在未来10年里实现设备价格合理的扩展。ASML的EUV 0.33 NA平台扩展了客户的逻辑和DRAM路线图，使用EUV制造芯片有助于减少40%的关键光刻掩模量和30%的工艺步骤，帮助客户显著的减少了成本和周期时间。
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