來源：芯榜
美日荷“神秘協議”限制對華芯片設備出口，荷蘭已實際禁止向中國出售ASML生產的極EUV光刻機，EUV光刻機真的有這么難制造嗎？有沒有可以替代的產品呢？ASML是全球最大的半導體設備供應商之一，每年都能從世界各國攫取大量的財富，原因無它，市場的需求大和技術領先決定其行業龍頭地位。據了解，ASML的訂單甚至能排到一兩年后，但很多晶圓廠還是趨之若鶩。能供應高端光刻機的廠商實在太少，就算要等很久，甚至還得先交定金，也只能無奈接受。盡管美國想要實行科技壟斷，將光刻機的售賣當成推行其全球的霸權籌碼，但作為商業公司的ASML還是更趨向于追求利益，不斷嘗試追求自由出貨，以此換取更多的資金。去年美國還在游說ASML，想要讓其控制好DUV光刻機的售賣，以便美國更好地玩弄政治把戲，但ASML最終還是拒絕美國的提議。近日來鬧得沸沸揚揚的美日荷三國芯片協議也無法讓ASML妥協，還對外表示不影響當前的正常供應，今年的營收也不會有變化。當下全球一年大概可以銷售約500臺光刻機，ASML一家就能銷售300多臺，占據全球60%以上的市場份額。為什么ASML可以獨領風騷，原因是EUV光刻機。EUV的特點就是精度高，是全球最先進的光刻機。值得注意的是，ASML和臺積電深度綁定，臺積電持股ASML，在臺積電崛起之路上ASML起到舉足輕重的作用。簡單的說ASML和臺積電是利益同盟關系，一榮俱榮。就在去年年底，臺積電董事長劉德音表示要在臺灣新竹新建的2納米的晶圓，這一個最先進的晶元廠未來能夠做2納米精度的芯片。要用到的光刻機就是ASML全新一代High-NA EUV光刻機。該光刻機最大的特點就是把透鏡孔徑值由0.33做到了0.55，所以就正好來適配臺積電在新竹的晶圓廠。光刻機沒有其他的彎道超車的技術方向，或者有沒有途徑“換道超車”打敗阿斯麥爾？當下世界各國在電子束光刻、無掩膜式光刻、納米壓印這三項技術領域發力，希望可以通過“換道超車”的方式打破ASML的EUV光刻機全球的市場壟斷地位。電子束光刻——用電子束在硅片上進行雕刻，優點是精度高。去年9月美國公司Zyvex Labs表示，他們推出了亞納米分辨率的光刻系統Zyvex Litho 1，分辨率可以達到0.768nm，大約是兩個硅原子的寬度，并且制造出了0.768nm的成品芯片。這就突破了EUV光刻機的極限了，采用的是EBL電子束光刻方式。不過目前這種技術的缺點是產量很低，無法大規模制造芯片。EUV光刻機的效率就相當于印刷廠的排版印刷，電子束技術相當于手寫，效率高下立判。電子束光刻不適用于商業化，沒辦法跟EUV形成市場競爭。除非是能夠在效率上提升，達到相同的良率有好的商業化應用技術路線，才有可能來追趕甚至顛覆EUV的路線。俄羅斯，之前則公布了另外一種技術，那就是基于X射線的無掩膜式光刻。這種技術與EUV光刻機，有兩種不同之處。一是采用X射線，波長介于0.01nm至10nm之間，比13.5nm的極紫外線波長更小，從而精度更高。二是無掩膜，直接操縱X射線進行光刻，不需要提前制作掩膜。不過俄羅斯目前并沒有制造出成品芯片，也沒有突破EUV光刻機的極限，還只是一個理論方向。納米壓印——把集成電路的線路圖設計出來刻在納米板上，壓印在硅片上。優點是效率高，能耗比較低。眾所周知，一臺EUV光刻機一年耗電量可達到1000萬千瓦時。更重要的是，EUV光源能量轉換率為0.02%，另外的99.98%電能會變成熱量散發出去，需要大量的設備來降溫散熱。臺積電的數據顯示，2021年能源消耗量為191.9億度，約占臺灣的7.2%。而深圳有1800萬深住人口，2021年居民用電量也僅為165.5億度左右，這就是說臺積電的耗電量，可以讓深圳的居民用一年。去年十月份佳能公司宣布將在宇都宮地區新建工廠，擴大其半導體光刻設備產能。該工廠除了生產其現有的光刻機系列產品，還將生產納米壓印光刻設備。日本研究者也已經演示了10納米分辨率的納米壓印技術，據估計如使用納米壓印制造先進制程芯片，成本將比現有EUV光刻機降低40%，能耗減少90%，有望成為EUV光刻的替代工藝。佳能布局納米壓印技術若是成功生產出光科技，或將打破ASML的壟斷地位，拆解ASML和臺積電的聯盟關系，給其他廠商更多發展機會，市場競爭或更加多元化和良性。中國廠商們也在努力搞研發，希望能夠成為突破EUV技術極限中的一員，畢竟中國已經被光刻機卡住太久的脖子了，急需突破。
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