文 | 半导体产业纵横,作者 |九林
1984年4月1日愚人节这一天,飞利浦和跟荷兰的一家小公司合资,成了一家新公司。新公司的缩写叫ALS,跟渐冻症的缩写是一样的。一直到1996年,这家公司改名叫ASML。
也就是现在,大名鼎鼎的ASML。
今年,ASML的High NA EUV光刻机成为设备新晋“顶流”。其数值孔径(NA)从之前标准 EUV 光刻机的 0.33 提升到了 0.55 ,镜头的分辨率从之前的13 nm提升到了 8 nm,能够实现2nm以下先进制程大规模量产。英特尔、台积电、三星哪怕豪侈巨资也要拿下。
ASML光刻巨头的生意风生水起,今年ASML又卖了多少台光刻机?
01 ASML有哪些光刻机?
想要知道ASML究竟卖了多少光刻机,首先要简单了解一下这个光刻巨头到底造了哪些类型的光刻设备。
ASML的成长史,可以说是光刻机迭代史。
PAS 2000、PAS 2500的起步阶段
我们回到最初的1984年,新生的ASML呱呱坠地。当时ASML的产品只有16台飞利浦当作库存的PAS 2000。但这款光刻机采用油压传动台,有着巨大的缺陷,没有客户看得上。
在发现了PAS 2000问题后,ASML决定开发新一代采用电动晶圆台的光刻机,型号PAS 2500。1986年推出非常棒的第二代产品PAS 2500,并第一次卖给美国当时的创业公司赛普拉斯(Cypress)。
1988年,飞利浦将MEGA生产线搬到了台积电,结果突发一场火灾。于是台积电想ASML采购了17台PAS 2500,成为了ASML的最大客户。正是因为这些订单,AMSL终于开始盈利了。
PAS 5500,一战成名
PAS 5500是ASML的成名之战,1991年发布,能够实现扫描式光刻。这时候IBM宣布将成为第一家在8英寸晶圆上制造芯片的公司。PAS 5500通过了IBM的产业验证,实现了小批量交付。
PAS 5500按照模块化设计,客户可以根据不同工艺随意选配不同部件包,包括:55/100/200B/250C/300B/400D/700B/750E/850C等等等,涵盖了各种光源(i线和KrF),各种尺寸(4-12英寸),各种镜头(i线和KrF镜头),各种投影模式(stepper/scanner)。
这就使得一台设备能够实现百花齐放。
PAS 5500的战绩不止于IBM,三星装机第一台PAS 5500后生产出了250nm工艺的16Mb存储器。SK 海力士在1996年装机后,1998年直接成为了AMSL的最大客户。
TWINSCAN 和浸没式技术
时间来到了1990年代末,光刻机的波长也从248nm进入到193nm,这就是著名的ArF准分子激光器。
产业在193nm波长上卡了近20年。干式193nm光刻机的极限工艺是65nm,再往下就很难实现了。产业内提出了各种超越193nm的方案,相对而言157nm技术难度稍低。这时候,AMSL收购了美国光刻机厂商AVG,储备了157nm和EUV光刻机。
直到2002年,在157nm技术研讨会上,台积电的林本坚提出了浸没光刻技术,找到了134nm波长,一石激起千层浪。
虽然浸入式光刻机的构思非常巧妙,但从工程角度看,它并不难完成。ASML很快就按照设计制造出了134纳米波长光源的浸入式光刻机,TWINSCAN AT:1150i 。
2006年ASML推出了第一台批量生产的浸入式机器 XT:1700i。2008年又推出了TWINSCAN NXT:1950i可用于32纳米芯片的量产,并迅速推动ASML开发出一系列用于亚32纳米制程节点的光刻系统,包括NXT:1960i、NXT:1965i、NXT:1970i等。
改变时代的EUV
为了巩固地位,AMSL在开发浸入式光刻机的同时,就已经向极紫外光源发起挑战。它摸索出了一种新的EUV产生方法:用激光轰击锡珠,让其化为等离子态,从而产生EUV。基于这个方法,ASML于2010年推出了第一台EUV样机。
不过,将样机变为可以销售的商品还需要很多投入,预期的投入可能达到每年10亿欧元,以ASML的财力并没有能力独自完成这一切。为了解决这个问题,它邀请了英特尔、三星和台积电入股共同研发。终于,在2013年,量产的EUV光刻机NEX:3300B面世了——也就在这一年,温宁克和范登布林克接过了公司的领导权。
之后,AMSL于2017年推出了TWINSCANNXE:3400B,将光刻机的制程(即最小的电路栅格间距离)从7纳米推到了5纳米。2020年初,AMSL发货了第100台EUV光刻机。
再到2023年,再次推出了High NA EUV光刻机TWINSCAN EXE:5000。从AMSL的路线图来看,在2025年还要推出将新一代High-NA EUV系统EXE:5200。
02 ASML卖了多少光刻机?
笔者翻阅ASML财报,整理了其自2012年开始的出货数据。ASML出货与其不断成长的光刻历程息息相关。
DUV光刻机,出货量的主力军
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