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可量产0.2nm工艺!ASML公布超级EUV光刻机:但死胡同也不远了
2024-06-18 来源:快科技
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关键词: 英特尔 光刻机 半导体

ASML去年底向Intel交付了全球第一台High NA EUV极紫外光刻机,同时正在研究更强大的Hyper NA EUV光刻机,预计可将半导体工艺推进到0.2nm左右,也就是2埃米。


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ASML第一代Low NA EUV光刻机孔径数值只有0.33,对应产品命名NXE系列,包括已有的3400B/C、3600D、3800E,以及未来的4000F、4200G、4X00。


该系列预计到2025年可以量产2nm,再往后就得加入多重曝光,预计到2027年能实现1.4nm的量产。


High NA光刻机升级到了0.55,对应产品EXE系列,包括已有的5000、5200B,以及未来的5400、5600、5X00。


它们将从2nm以下工艺起步,Intel首发就是14A 1.4nm,预计到2029年左右能过量产1nm,配合多重曝光可以在2033年前后做到0.5nm的量产,至少也能支持到0.7nm。


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接下来的Hyper NA光刻机预计将达到0.75甚至更高,2030年前后推出,对应产品命名为HXE系列。


ASML预计,Hyper AN光刻机或许能做到0.2nm甚至更先进工艺的量产,但目前还不能完全肯定。


值得一提的是,单个硅原子的直径约为0.1nm,但是上边提到的这些工艺节点,并不是真实的晶体管物理尺寸,只是一种等效说法,基于性能、能效一定比例的提升。


比如说0.2nm工艺,实际的晶体管金属间距大约为16-12nm,之后将继续缩减到14-10nm。


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Low/High/Hyper三种光刻机会共同使用单一的EUV平台,大量的模块都会彼此通用,从而大大降低研发、制造、部署成本。


不过,High NA光刻机的单台价格已经高达约3.5亿欧元,Hyper NA光刻机必然继续大幅涨价,而且越发逼近物理极限,所以无论技术还是成本角度,Hyper NA之后该怎么走,谁的心里都没数。


微电子研究中心(IMEC)的项目总监Kurt Ronse就悲观地表示:“无法想象只有0.2nm尺寸的设备元件,只相当于两个原子宽度。或许到了某个时刻,现有的光刻技术必然终结。”


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不久前,Intel从ASML拿到的全球第一台高NA EUV光刻机,已经开始在美国俄勒冈州希尔斯伯勒附近的工厂内安装了。


这台型号为Twinscan EXE:5000的光刻机着实是个庞然大物,运输过程中动用了250个货箱,总重约150吨,先用飞机从荷兰运到俄勒冈州波特兰,再用卡车分批次拉到工厂。


目前安装的还只是核心组件,全部搞定需要250多名ASML、Intel的工程师,耗时约6个月,然后还得花时间调试。


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这台光刻机主要作为研究之用,将会在Intel 18A节点上进行测试,但大规模量产得等到刚刚宣布的Intel 14A节点上,时间预计2025-2026年左右 。


该光刻机可以实现8nm的分辨率,而现有低NA光刻机单次曝光只能做到13nm,同时晶体管密度几乎可以增加3倍。


大家非常关心的价格上,ASML的说法是大约3.8亿美元,但这只是起步价,更高配置自然更贵,Intel CEO帕特·基辛格透露在4亿美元左右,也就是逼近29亿元。


相比之下,低NA EUV光刻机约为1.83亿美元。


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另外,ASML公司公开表示,美国严厉的芯片管控规定,只会倒逼中国厂商进步更快。


ASML CEO Christophe Fouquet表示,多年来,公司都不用担心设备的去向会受到政治限制,但突然之间,这却变成了全世界最重要的话题之一。


过去一段时间,美国一直在向荷兰施压,以阻止中国获得关键的半导体技术。去年,荷兰政府宣布了新的半导体设备出口管制措施,主要针对先进制程的芯片制造技术,阿斯麦首当其冲。


根据ASML今年1月1日发布的声明,荷兰政府撤销的是2023年颁发的NXT:2050i和NXT:2100i光刻系统的出口许可证,“此禁令将影响少数在华客户”。


为进一步遏制中国的科技发展,美国日前还要求荷兰政府对中国境内部分阿斯麦设备的维修服务增加限制。


中国已连续三个季度成为ASML最大市场,今年第一季度,对华出口占到ASML系统销售额的49%。


ASML十分担忧对华出口进一步受限。公司CEO甚至表示,限制措施会让中国更有动力开发自己的高端技术(光刻机),“施加的限制越多,就越会促使对方自力更生”。


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相关消息,ASML公司日前发文,悼念ASML创始人之一维姆·特罗斯(Wim Troost)离世。


据报道,维姆·特罗斯于6月8日逝世,享年98岁。


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ASML公司表示:“Wim Troost去世了。Wim是我们的创始元老之一,也是1987年至1990年期间的CEO,那时ASML正努力争取其第一个客户。退休后,Wim一直是ASML和高科技产业的真正大使。他激励了后来的许多代人。我们感谢Wim对ASML的DNA和强大公司文化的贡献,他的领导力、毅力和远见。我们向Wim的家人表示慰问。”


据了解,Wim Troost在飞利浦时期就对晶圆步进机的开发充满热情,他几乎是单枪匹马地在资源匮乏的情况下维持了项目的生命,并最终促成了飞利浦与ASM的合资,成立了ASML。


在市场竞争激烈、公司生存艰难的时期,Wim Troost的再次出山,为ASML奠定了坚实的基础。


在《光刻巨人:ASML崛起之路》一书中提到,“Wim Troost从废料堆中拯救了晶圆步进机。在二战后的几十年里,如果说有谁是飞利浦的代表人物,那非他莫属。”


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