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ASML到底賣了多少EUV光刻機(jī)

半導(dǎo)體行業(yè)觀察
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2022-03-08 10:48
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EUV光刻機(jī)伴隨著7nm先進(jìn)制程而來，又隨著5nm及以下工藝的發(fā)展而有望得到進(jìn)一步的壯大。利用EUV光刻機(jī)，臺(tái)積電和三星將他們的晶圓賣往了全球各地，同時(shí)在市場(chǎng)對(duì)先進(jìn)工藝的需求下，他們也拿出數(shù)百億美元砸向了EUV光刻機(jī)的采購(gòu)。
不僅如此，據(jù)工商時(shí)報(bào)日前的報(bào)道稱，臺(tái)積電還將啟動(dòng)EUV持續(xù)改善計(jì)劃（Continuous Improvement Plan，CIP），希望在略為增加芯片尺寸的同時(shí)，減少先進(jìn)制程EUV光罩使用道數(shù)，以降低3nm“曲高和寡”問題。
就在臺(tái)積電和三星正在利用EUV光刻機(jī)在先進(jìn)制程的道路上飛速發(fā)展的同時(shí)，英特爾新任CEO Pat Gelsinger也在今年參加參加摩根大通的會(huì)議時(shí)表示，英特爾將全面擁抱EUV光刻工藝，并會(huì)對(duì)EUV工藝進(jìn)行多代重大改進(jìn)。
在引入EUV光刻機(jī)這條路上，先進(jìn)工藝在前面跑，DRAM在后面追。包括三星、SK海力士以及美光等存儲(chǔ)龍頭也相繼有了將EUV引入DRAM的計(jì)劃。在今年7月，韓國(guó)存儲(chǔ)廠商SK海力士宣布，公司第一代使用EUV光刻機(jī)生產(chǎn)的DRAM正式量產(chǎn)。
在這些市場(chǎng)的推動(dòng)下，EUV光刻機(jī)站在了半導(dǎo)體市場(chǎng)的聚光燈下。ASML作為目前唯一可以提供EUV光刻機(jī)的供應(yīng)商，他們到底賣了多少EUV光刻機(jī)？

ASML EUV光刻機(jī)都有哪些？

EUV光刻機(jī)的出現(xiàn)，也是延續(xù)摩爾定律的重要一部分。于是，憑借著沉浸式光刻而崛起的ASML也開始將其創(chuàng)新的目光投向了EUV光刻技術(shù)。到2006年，ASML推出了兩個(gè)Alpha EUV演示工具，一個(gè)被送到了imec，另一個(gè)被送到了到奧爾巴尼（紐約州與IBM和ASML合作的奧爾巴尼大學(xué)研究中心）。
2010年，ASML出貨了他們的第一臺(tái)光刻設(shè)備NXE:3100。NXE:3100的數(shù)值孔徑為0.25，在同樣的制程條件下，NXE:3100的晶圓加工產(chǎn)出量相比早先推出的EUV Alpha Demo Tool光刻機(jī)提升了20倍左右，而產(chǎn)出量的極大提升則是源自于新機(jī)型光源功率的提升，透射率的提升以及雙工作臺(tái)(dual stage：即可同時(shí)加工兩片晶圓)的新設(shè)計(jì)。據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，ASML總共運(yùn)送了六臺(tái)NXE:3100，分別運(yùn)往了三星、imec、英特爾、東芝、海力士和臺(tái)積電。繼NXE:3100之后，ASML于2013年推出了量產(chǎn)型NEX:3300B。
2015年又推出了NXE 3350B。根據(jù)ASML所發(fā)布的2015年的年報(bào)中顯示，公司兩套第四代EUV光刻系統(tǒng)(NXE:3350B)已經(jīng)出貨，并開始發(fā)貨第三個(gè)。同時(shí)，通過CCIP（CCIP是ASML于2012年提出一項(xiàng)“客戶聯(lián)合投資計(jì)劃”，三大主要的Foundry廠商——英特爾，三星和臺(tái)積電也是在這一年成為了ASML的股東）獲得了部分EUV研發(fā)項(xiàng)目的資金。同時(shí)，ASML在荷蘭的Veldhoven開設(shè)了新的EUV工廠，實(shí)現(xiàn)了批量發(fā)貨。可以說，2015年，對(duì)于ASML EUV光刻機(jī)是成功的一年。
于2012年啟動(dòng)的CCIP計(jì)劃，在5年以后結(jié)束了。也正是在這一年，ASML的EUV光刻機(jī)有了里程碑式的進(jìn)展——ASML在其2017年中的年報(bào)中這樣寫到：“2017年，我們?cè)贓UV系統(tǒng)方面再次取得重大進(jìn)展，通過運(yùn)輸?shù)谝粋€(gè)NXE:3400B系統(tǒng)，更接近大批量生產(chǎn)。”
據(jù)其官網(wǎng)介紹，TWINSCAN NXE:3400B支持7納米和5納米節(jié)點(diǎn)的EUV量產(chǎn)。NXE：3400B每小時(shí)處理晶圓數(shù)不低于125片（125 wph），在實(shí)驗(yàn)室中可達(dá)140片。ASML也在其財(cái)報(bào)中稱，隨著ASML的EUV系統(tǒng)在2017年達(dá)到大批量生產(chǎn)的程度，他們也開始探索如何實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)的節(jié)能。
ASML到底賣了多少EUV光刻機(jī)
（圖片來源：ASML官網(wǎng)）
2018年，為了持續(xù)推進(jìn)EUV技術(shù)向大批量生產(chǎn)階段發(fā)展。ASML展示了每小時(shí)145片晶圓的生產(chǎn)能力，高于2017年的每小時(shí)125片晶圓，并且正在努力實(shí)現(xiàn)92%的生產(chǎn)時(shí)間（可用性）一致的性能。
接下來，在2019年第三季度中，ASML新一代EUV光刻機(jī)NXE:3400C開始出貨。據(jù)ASML介紹，這個(gè)新設(shè)備是以“NXE:3400B”為基礎(chǔ)，首次開發(fā)降低重合誤差的版本，而在后續(xù)的發(fā)展則是是以“降低重合誤差版本”為基礎(chǔ)，開發(fā)提高生產(chǎn)性能的版本（NXE:3400C每小時(shí)生產(chǎn)170片晶圓，可用率超過90％）。wikichip也稱其是第一個(gè)完全面向HVM的系統(tǒng)。
ASML到底賣了多少EUV光刻機(jī)
（圖片來源：ASML官網(wǎng)）
ASML并沒有止步，在其今年最新公布的財(cái)報(bào)中顯示，ASML的最新一代EUV光刻機(jī)NXE：3600D系統(tǒng)已發(fā)貨給客戶。據(jù)了解，與NXE：3400C相比，該系統(tǒng)提供15%至20%的生產(chǎn)力改進(jìn)能力和約30%的覆蓋改進(jìn)。ASML現(xiàn)在正在為內(nèi)存批量生產(chǎn)EUV，并計(jì)劃在三個(gè)DRAM客戶的未來節(jié)點(diǎn)上實(shí)施EUV。
ASML到底賣了多少EUV光刻機(jī)
可以看出，ASML每推出一代EUV光刻機(jī)，新設(shè)備的生產(chǎn)能力也在穩(wěn)步提升。而ASML之所以能夠在EUV光刻機(jī)上取得成功，不僅有他們自身的實(shí)力做基礎(chǔ)，也包括他們針對(duì)這一技術(shù)所進(jìn)行的一系列收購(gòu)，其中包括在2013年完成了對(duì)美國(guó)光源制造商Cymer的收購(gòu)、2016年對(duì)擁有最先進(jìn)的電子束檢測(cè)技術(shù)廠商HMI的收購(gòu)、以及2017年完成了對(duì)德國(guó)Carl Zeiss SMT GmbH 24.9%間接權(quán)益的收購(gòu)。

ASML賣了多少臺(tái)光刻機(jī)

ASML經(jīng)過數(shù)十年的努力，將EUV光刻機(jī)成功應(yīng)用到了實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，并實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。那么，這些年中，ASML到底賣了多少臺(tái)光刻機(jī)？ASML所發(fā)布的歷年財(cái)報(bào)中，透露了他們EUV系統(tǒng)的銷售量。
ASML到底賣了多少EUV光刻機(jī)
（來源：ASML 2017年年報(bào)）
從ASML在2017年發(fā)布的年報(bào)中可以看出，從2017年開始，其EUV系統(tǒng)的銷售數(shù)量就出現(xiàn)了飛躍，其在當(dāng)年所推出的NXE:3400B則是最大的動(dòng)力——根據(jù)其年報(bào)顯示，2017年，ASML向客戶出售10臺(tái)NXE:3400B EUV系統(tǒng)。
2018年，ASML出售了18個(gè)EUV系統(tǒng)，其中17個(gè)是NXE:3400B EUV系統(tǒng)。
ASML到底賣了多少EUV光刻機(jī)
（來源：ASML 2018年財(cái)報(bào)）
ASML在其2019年的年報(bào)中用大寫加粗的字體寫下了這樣一則消息——The NXE:3400C is expected to deliver cost-effective shrink for both Logic and DRAM（NXE:3400C有望為邏輯和DRAM的收縮帶來成本效益）。
從出貨量上看，ASML在2019年中的年報(bào)中顯示，公司預(yù)計(jì)2019年EUV的出貨量會(huì)逐年增加，從18個(gè)增加到30個(gè)，但是由于供應(yīng)鏈暫時(shí)延遲，最初計(jì)劃在2019年發(fā)貨的四個(gè)EUV系統(tǒng)現(xiàn)在將在2020年初發(fā)貨。盡管存在這些挑戰(zhàn)，我們成功地發(fā)貨了26個(gè)EUV系統(tǒng)，包括公司第一款用于大批量制造的NXE:3400C。2019年，ASML總共出貨了9臺(tái)NXE:3400C。
ASML到底賣了多少EUV光刻機(jī)
（來源：ASML 2019年年報(bào)）
在接下來的2020年中，ASML共銷售了31臺(tái)EUV系統(tǒng)。而根據(jù)相關(guān)媒體在今年1月的報(bào)道顯示，而截止至2020年底，ASML一共出貨了100臺(tái)EUV光刻機(jī)。
ASML到底賣了多少EUV光刻機(jī)
進(jìn)入到2021年中，截止到今年7月4日的數(shù)據(jù)顯示，ASML已經(jīng)售出了16臺(tái)EUV系統(tǒng)。
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（來源：ASML 2021年中報(bào)）

EUV光刻機(jī)營(yíng)收占比越來越大

從ASML自2017年推出NXE:3400B后，EUV光刻機(jī)開始正式被各大廠商應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)。也是從這一年開始，EUV光刻機(jī)也成為了ASML營(yíng)收和毛利的支柱之一。
根據(jù)其2017年財(cái)報(bào)顯示，ASML 2017年?duì)I收年增33.2%至90.53億歐元、毛利率自44.8%升至45.0%。ASML在其年報(bào)中表示，毛利率的提高主要是由于系統(tǒng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向更高端的系統(tǒng)，部分抵消了EUV系統(tǒng)銷售的增長(zhǎng)。由于加快了對(duì)EUV服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的投資，與2016年相比，EUV凈銷售額增加了兩倍多，我們?nèi)阅軌驅(qū)⒚侍岣叩?5.0%。
2019年，ASML推出了新一代的EUV系統(tǒng)，反應(yīng)在其營(yíng)收上的表現(xiàn)是，全年?duì)I收為118．2億歐元，同比增長(zhǎng)了8％，毛利率從46％下滑到了44．7％，全年凈利潤(rùn)25．92億歐元，維持不變。總計(jì)出貨了26臺(tái)EUV光刻機(jī)，比2018年的18臺(tái)有了明顯增長(zhǎng)，使得EUV光刻機(jī)的營(yíng)收占比也從23％提升到了31％。
2020年，EUV系統(tǒng)仍舊為ASML帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益——總凈銷售額從2019年的118.20億歐元（2018年：109.44億歐元）增加到2020年的21.585億歐元，即18.3%，達(dá)到139.785億歐元（2018年：109.44億歐元）。ASML在其年報(bào)中表示，這是由于EUV銷量增加、EUV平均銷售價(jià)格提高所致NXE:3400C相對(duì)于NXE:3400B以及我們服務(wù)和現(xiàn)場(chǎng)選項(xiàng)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)。邏輯部門在2020年繼續(xù)保持強(qiáng)勁勢(shì)頭，也是我們最先進(jìn)的EUV系統(tǒng)的最大消費(fèi)者。內(nèi)存需求在2019年下滑后于2020年回升。韓國(guó)的地域銷售增長(zhǎng)最大，以支持?jǐn)U大晶圓代工和DRAM生產(chǎn)線的產(chǎn)能。
ASML到底賣了多少EUV光刻機(jī)

未來的發(fā)展

在發(fā)展EUV系統(tǒng)的同時(shí)，ASML還在對(duì)未來進(jìn)行了布局，他們認(rèn)為EUV系統(tǒng)未來將走向High-NA。
關(guān)于High-NA的身影，也出現(xiàn)在了ASML 2017年的年報(bào)中。公司指出，我們也已經(jīng)開始開發(fā)未來10年的下一代EUV光刻系統(tǒng)，使用一種叫做High-NA的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)將使半導(dǎo)體行業(yè)能夠以更低的成本生產(chǎn)出性能更高的微芯片。下一代EUV光學(xué)器件將提供更高的數(shù)值孔徑，使進(jìn)一步減少光刻過程中的關(guān)鍵尺寸成為可能。目前的EUV系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑為0.33，而新的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑將大于0.5，從而可以實(shí)現(xiàn)幾代的幾何芯片縮放。
在ASML 2019年的年報(bào)中，High-NA這一技術(shù)同樣作為R&D中的一項(xiàng)重要支出，出現(xiàn)在其年報(bào)當(dāng)中。按照其年報(bào)的消息顯示，公司正在擴(kuò)展我們的路線圖，包括High-NA，以支持我們的客戶3納米邏輯。
2020年對(duì)于ASML來說是技術(shù)突破、創(chuàng)新和合作的一年，在這一年中，比利時(shí)的imec取得了突破，展示了ASML的NXE:3400B EUV系統(tǒng)如何在單次曝光中打印窄間距線(24 nm)。這將有助于imec和合作伙伴開發(fā)光刻膠材料，以支持ASML下一代EUV系統(tǒng)High-NA的引入。ASML在其財(cái)報(bào)中表示，High-NA這項(xiàng)技術(shù)將使幾何芯片縮放超過當(dāng)前十年，提供比我們當(dāng)前的EUV平臺(tái)高70%的分辨率和覆蓋能力。
在2021年上半年的財(cái)報(bào)中，ASML也指出，公司將繼續(xù)投資EUV的大批量制造，完成NXE:3600D的開發(fā)，并進(jìn)一步提高我們安裝的基礎(chǔ)系統(tǒng)的可用性和生產(chǎn)力。此外，我們的路線圖包括High-NA，我們的下一代0.55NA系統(tǒng)，以支持我們的客戶2納米邏輯及以上，以及類似密度的內(nèi)存節(jié)點(diǎn)。
按照ASML在2020年報(bào)中公布的計(jì)劃來看，2024年半導(dǎo)體行業(yè)終端市場(chǎng)將會(huì)帶給High-NA機(jī)遇，到2025年，ASML將開始出貨High-NA系統(tǒng)和大批量生產(chǎn)使用High-NA的系統(tǒng)。

寫在最后

通過ASML財(cái)報(bào)中所透露出來的大量數(shù)據(jù)來看，到目前為止，ASML已經(jīng)出售了100多臺(tái)EUV系統(tǒng)。雖然ASML并沒有在其財(cái)報(bào)當(dāng)中說明這些EUV系統(tǒng)花落誰家，但從其財(cái)報(bào)中所透露出來的2020年在亞洲的中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)等地開設(shè)EUV 培訓(xùn)中心的動(dòng)作上，也不難猜出這些EUV光刻機(jī)的最終歸宿。
另一方面，從市場(chǎng)的消息來看，臺(tái)積電是EUV光刻機(jī)的大買家，其所購(gòu)置的EUV光刻機(jī)數(shù)量已經(jīng)超過其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。同時(shí)，從臺(tái)積電、三星等方面?zhèn)鞒龅南砜矗麄円捕紲?zhǔn)備了大量的資金用以購(gòu)置EUV光刻設(shè)備。這也不得不說，EUV系統(tǒng)不僅是ASML的“印鈔機(jī)”，在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，這也是同樣是Foundry和DRAM廠商的“印鈔機(jī)”。

*免責(zé)聲明：本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個(gè)人觀點(diǎn)，半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達(dá)一種不同的觀點(diǎn)，不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對(duì)該觀點(diǎn)贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。

本文來自微信公眾號(hào) “半導(dǎo)體行業(yè)觀察”（ID：icbank），作者：蔣思瑩，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

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