頭條揭密》美日開發無EUV光刻機技術 ASML將更依賴中國市場

美國對中國晶片技術限制是近幾年來半導體科技界最受關注的問題，晶片技術禁令涉及層面廣泛，其中最具代表性的就是14nm以上先進工藝與用於生產7nm以上晶片的EUV光刻機。不過，今年日本與美國已各有一家企業研究出不使用EUV光刻機的晶片製造技術，這對中國而言可能為受限的晶片技術開闢了2條通道：一是加速研發無光刻機製造技術，二是新技術出現後，中國有更大的機會在這幾年內獲得先進製程光刻機。

目前全球能光刻機製造主要由荷蘭艾斯摩爾(ASML)掌控，尤其是先進工藝所需要的光刻機幾乎都是ASML所製造。美國禁令限制極紫外光（EUV）的光刻機出售給中國，同時也想勸服ASML不要再出售深紫外光（DUV）光刻機給中國，但ASML並未同意，今年以來又出口了23台DUV給中國。中國的上海微電子雖已研發出28nm光刻機，可惜穩定性不足，雖然用DUV還試驗性地製造出7nm產品，但良率太低，無法商品化。因此短期之內，其他半導體製造中所需要設備雖已相當先進，唯獨光刻機仍是中國發展先進製程半導體的重大障礙。

據外媒報導，美國晶片巨頭美光最近已開始量產無需EUV光刻機的1β(1-beta)製造工藝，主要是ASML的EUV光刻機價格太過昂貴，第1代EUV光刻機售價達到1.2億美元，第2代EUV光刻機更將上衝到4億美元，光刻機價格等比級數地上漲，讓晶片製造商難以承受，因此前幾年就已開始構想如何在製程中繞過光刻機以節約成本。

美光開發出繞過EUV光刻機的技術，意味著投入大量研發資金研製先進EUV光刻機銷售將受到重大衝擊，ASML可能無法回收其研發成本，因此在該技術尚未完全成熟前，必須擴張產能加速生產，同時想盡辦法趕快出售，這為中國在這2年取得EUV光刻機創造了有利的條件。2021年中國是ASML最大的客戶，購買了290億美元的ASML光刻機，超過台灣與韓國的250億美元左右。但未來經濟衰退的預期已經讓各大晶片製造商大幅削減資本支出，光刻機的市場也會因晶片需求下滑而萎縮，這對ASML來說更是艱鉅的挑戰。

其實對ASML長期而言最大的挑戰仍是無光刻機的晶片製造技術，目前不只美光已開發出1-β製造工藝，日本的記憶晶片製造商鎧俠也開發出無光刻機的晶片製造工藝NIL，據稱NIL工藝已投入生產，製造成本較使用光刻機降低很多，目前NIL工藝已達到10nm以下，估計已經能應用於5nm製程生產，目前的進展給全球晶片行業帶來不少啟發。例如美光，它的1β製造工藝可以不使用昂貴的EUV，但目前仍然需要ASML的DUV光刻機，這2種光刻機之間價格相差數倍之多。

新研發的1β工藝據稱可以提高晶片15%效能，存儲密度提高35%以上，是全球最頂尖的技術。估計其他幾家記憶晶片製造廠如韓國三星、SK海力士也會跟進，在目前晶片價格大跌，未來又面臨經濟衰退衝擊下，節約成本已是半導體企業的當務之急。中國的記憶晶片廠也有類似的突破性進展，芯盟科技已推出基於HITOC 技術的3D 4F² DRAM無光刻機工藝。

從整體環境來看，價格過於昂貴的EUV光刻機不久前才被認為是ASML最感自豪的先進技術，但半導體技術的轉變卻很快地改變了市場形態，ASML現在要擔心，如果無法加速把EUV賣給急需這項設備的中國，待無EUV光刻機技術更加成熟或擴及其他晶片製造領域，那ASML在EUV項目 上就得賠掉不少已投入的開發資金。業界因此盛傳ASML正在中國大量召募人手，準備擴大對中國供應光刻機的規模。

目前供應鏈已傳出因5nm產能過剩，台積電已關閉4台EUV光刻機，其他如Intel或三星也開始收縮產能，加上記憶晶片廠陸續開發出無EUV光刻機製程，若要在短時間內擴大EUV銷售，看來ASML只能寄望中國，而且時間緊迫，因為中國很可能幾年內會就趕上ASML目前的技術。至於如何繞過美國禁令，讓中國的需求來解決危局，ASML得傷不少腦筋。