ASML将推1nm EUV光刻机 超15年差距国内如何追赶？

近日，据国外媒体报道，已经推出两款EUV（极紫外）光刻机的阿斯麦公司（ASML）正开始下一代光刻机的研发，并计划在2022年初开始出货。作为在EUV光刻机领域处于垄断地位的ASML，其新品光刻机的推出备受业内瞩目。

众所周知，全世界能够生产最先进7nm制程EUV光刻机的只有荷兰ASML公司，这家出身于著名电器制造商飞利浦的芯片机企业，如今已经是全球最大的半导体设备制造商之一。甚至可以说，如果想要生产最先进的芯片，目前只有找ASML合作才可能实现。

虽然站在顶端，但ASML也没有安于现状，而是继续向下一代EUV光刻机迈进。据2019年ASML的财报显示，他们正在研发下一代EUV光刻机，计划于2022年初开始出货，2024到2025年大规模生产。

目前，ASML所出产的光刻机主要使用NXE：3400B及改进型NXE：3400C，两者结构基本一致，不过NXE：3400C采用模块化设计，维护时间大幅缩短，从48小时缩短到仅需要8到10小时。同时，单位时间内的晶圆产能相较NXE：3400B提升了40%。

值得注意的是，不论NXE：3400B或者NXE：3400C，均属于第一代，其物镜系统的NA（数值孔径）为0.33。但在报告中可以发现，最新的光刻机将采用High-NA技术，拥有更高的数值孔径，NA指标达0.55，分辨率及覆盖能力相比此前的版本提升了70%，这意味着ASML的下一代光刻机将有望制作2nm甚至极限的1nm工艺。

从营收方面来看，2019年ASML的净销售额为118.2亿欧元（约合924.6亿人民币），同比增长8%；净利润为25.92亿欧元（约合202.74亿人民币）。而在EUV光刻机方面，2019年ASML共交付了26台光刻机，占销售额的31%，约为27.89亿欧元（约合218.1亿人民币），核算下来，单台EUV光刻机的售价便达到了惊人的8.4亿人民币。

据此前ASML的报告预计，2020年将交付35台EUV光刻机，2021年则会达到45到50台的交付量，为2019年的两倍左右。

如此昂贵却稀少的机器自然也限制了目标客户，因此目前使用ASML公司EUV光刻机的主要是台积电及三星，而今年也是这两家晶圆代工厂5nm量产的节点。同时双方都已宣布，对于3nm工艺的研发已经有所突破，但按照计划，可能需要等到2022年才会量产，这也与ASML发布下一代光刻机的步调基本一致。

当然，国内厂商也在积极向ASML订购光刻机，如中芯国际便早在2018年初向ASML订购了一台EUV光刻机。遗憾的是，如今2年过去，中芯国际的14nm工艺都已经量产，但这台EUV光刻机至今仍未交付。

尽管在工艺制程上，7nm制程仍然可以不使用EUV光刻机，但在5nm及以下的制程，EUV将成为必备工具。国内目前自主生产最先进的光刻机仅能进行90nm工艺制造，仅能满足低端芯片生产的需求，但对于中高端芯片，依然无能为力。从技术水平来看，国内的光刻机与ASML仍有15年以上的差距，因此在未来几年，高端光刻机还是由ASML所掌控。

从芯片工艺节点来看，今年为5nm，2022年将进入3nm制程，2024年有望突进2nm，届时ASML下一代EUV也将在这一年量产。或许由于众所周知的原因，国内未必能够拿到最新一代的EUV光刻机，但编者认为随着此次疫情下，国际关系的促进，中国企业采购第一代EUV光刻机的阻力也会变小，届时可以加速缩小国内外芯片企业在工艺制程上的差距。