作为国内最大最先进的晶圆代工厂,中芯国际SMIC在疫情疫情期间依然没有停产,同时还在扩大14nm等先进工艺产能。日前羊城晚报报道称,中芯国际进口的荷兰ASML光刻机顺利入厂。报道没有提及中芯国际购买的光刻机的详情,不过肯定可以排除最新的EUV光刻机,现在进口的应该还是193nm波长的DUV系列光刻机。
光刻机对中芯国际等国内厂商来说,为什么如此重要?进口一台光刻机为什么如此引人注目?原因在于光刻机在芯片制造中异常重要,同时制造业具有很高难度,一直处于产业链风口浪尖的位置。光刻机单价是极高的。由于光刻机涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进技术,是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备,因此也具备极高的单台价值量。目前最先进的EUV设备在2018年单台平均售价高达1.04亿欧元,较2017年单台平均售价增长4%。
光刻技术指利用光学-化学反应原理,将电路图转移到晶圆表面的工艺技术,光刻机是光刻工序中的一种投影曝光系统。其包括光源、光学镜片、对准系统等。在制造过程中,通过投射光束,穿过掩膜板和光学镜片照射涂敷在基底上的光敏性光刻胶,经过显影后可以将电路图最终转移到硅晶圆上。
目前市场上主要的光刻机供应商有荷兰的ASML、日本的NIKON和CANON,以及中国大陆的上海微电子装备(SMEE)。上海微电子是国内光刻机领军者,其IC前道光刻机可以实现90nm制程,未来有望逐步实现技术突破。光刻机采购节奏是内资产线资本支出的关键信号。内资产线一般会优先采购价值量和技术难度最高的光刻机。内资产线在19Q4至今光刻机合计采购量可观,预示2020年内资产线资本支出将进一步提升。
FPD产能向大陆转移,本土厂商切入FPD光刻机市场。国内FPD产能全球占比持续提升,预计2020年将提高至52%。尼康、佳能基本垄断了FPD光刻机市场,目前国内厂商上微4.5代TFT投影光刻机已经进入产线,未来将进一步发展6代及6代以产品,切入主流厂商供应。
垄断高端光刻机市场的ASML是一家荷兰公司,荷兰ASML公司 (全称: Advanced Semiconductor Material Lithography,目前该全称已经不作为公司标识使用,公司的注册标识为ASML Holding N.V),中文名称为阿斯麦尔。
这是一家总部设在荷兰艾恩德霍芬(Veldhoven)的全球最大的半导体设备制造商之一,向全球复杂集成电路生产企业提供领先的综合性关键设备。ASML的股票分别在阿姆斯特丹及纽约上市。2019年10月,位列2019福布斯全球数字经济100强榜第50名。
最先进的7nm制程的EUV光刻机只有ASML一家公司可以生产,再无第二家,如果想要生产最先进的芯片,就必须要和它合作。高端光刻机市场已经完完全全被ASML垄断。
从光刻机总体出货量来看(含非IC前道光刻机),目前全球光刻机出货量99%集中在ASML,尼康和佳能。其中ASML份额最高,达到67.3%,且垄断了高端EUV光刻机市场。ASML技术先进离不开高投入,其研发费用率始终维持在15%-20%,远高于Nikon和Canon。
Canon早已在很多年前便放弃了在高端光刻机上的竞争,目前产品主要集中在面板等领域。目前他们还在销售的集成电路光刻设备在指标标上只相当于ASML的低端产品PAS5500系列。
Nikon作为世界上仅有的三家能够制造商用光刻机的公司之一,似乎在这个领域不被许多普通人知道,许多人只知道Nikon的相机做的好,却不知道Nikon光刻机同样享誉全球。
ASML有一个非常奇特的规定,那就是只有投资ASML,才能够获得优先供货权,意思就是要求自己的客户要先投资自己才行。这样奇特的合作模式使得ASML获得了大量的资金,包括英特尔、三星、海力士都在ASML中有相当可观的股份,其中英特尔投资的金额十分惊人,高达25.13亿欧元。
日前韩媒报道称,ASML公司正积极投资研发下一代EUV光刻机,与现有的光刻机相比,二代EUV光刻机最大的变化就是High NA(高数值孔径)透镜,通过提升透镜规格使得新一代光刻机的微缩分辨率、套准精度两大光刻机核心指标提升70%,达到业界对几何式芯片微缩的要求。
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