最近，全球光刻機巨頭ASML在其荷蘭總部*向媒體展示了最新一代的High NA EUV光刻機，引起了業界的廣泛關注。這款光刻機不僅引入了最*的技術，更是被譽為將成為實現2納米以下先進制程大規模量產的必備“武器”。High NA EUV光刻機的亮點在于其高數值孔徑（Numerical Aperture，NA）技術，能夠實現更高分辨率和更精細的芯片制造。這項技術的突破將為半導體行業帶來革命性的進步，推動芯片制造向著更小、更快、更節能的方向發展。除了已經率先獲得全球首臺High NA EUV光刻機的英特爾之外，臺積電和三星也相繼訂購了這一先進設備，預計最快在2026年陸續到位。
ASML發言人Monique Mols在媒體參觀總部時表示，一套High NA EUV光刻系統的大小等同于一臺雙層巴士，重量更高達150噸，相當于兩架空中客車A320客機，全套系統需要250個貨箱來裝運，裝機時間預計需要250名工程人員、歷時6個月才能安裝完成，不僅價格高昂也相當耗時。根據此前的爆料顯示，High NA EUV的售價高達3.5億歐元一臺。
Monique Mols解釋稱：“我們不斷進行工程設計和開發，還有大量工作要做來校準它并確保它適合制造系統。” “我們和我們的客戶也有一個陡峭的學習曲線。”預計ASML今年還將發貨“一些”（High NA EUV系統），并且在定制和安裝方面仍有工作要做。
ASML CEO Peter Wennink表示，AI需要大量運算能力和數據儲存，如果沒有ASML將無法實現，這也是公司業務一大驅動力。ASML上季收到的EUV設備訂單也創下了歷史新高。
英特爾在2023年12月已率先拿下了全球首臺High NA EUV光刻機，并已經開始在英特爾俄勒岡州晶圓廠安裝。此前外界預計該設備將會被英特爾用于其最先進的Intel 18A制程量產，不過，日前英特爾CEO基辛格（Pat Gelsinger）在財報會議上宣布，Intel 18A預計將在2024年下半年實現制造就緒，但是并不是采用High NA EUV量產，該設備將會被應用于1.8nm以下的挑戰。
除了英特爾之外，臺積電、三星等晶圓代工大廠在High NA EUV設備機臺采購上則慢于英特爾。業界指出，由于High NA EUV光刻機價格是當前EUV光刻機的兩倍，這也意味著設備成本將大幅增加，由于明年即將量產的2nm依然可以依賴于現有的EUV光刻機來完成，并且成本并不會大幅增加，這也是臺積電、三星不急于導入High NA EUV光刻機的關鍵。
業界人士推測，臺積電預計最快在1.4納米（A14）才導入High NA EUV曝光機臺，代表2025年才可望有采購設備的消息傳出，若按照臺積電先前對外釋出的1.4奈米量產時間將落在2027年至2028年計劃下，臺積電的High NA EUV曝光機臺交貨時間可能落在2026年開始陸續交機。
不過，可以確定的是，ASML的High NA EUV光刻機已成為英特爾、臺積電及三星等晶圓制造大廠進軍2nm以下先進制程的必備武器，僅是大規模采用的時間先后順序有所差別。
事實上，進入7nm以下后，臺積電就開始導入EUV光刻設備，原因在于光罩曝光層數大幅增加，在至少20層以上的重復曝光需求下，孔徑重復對準的*度要求越來越高，這也讓EUV光刻機成為了必備設備，不僅可以提高良率，也能降低生產成本。
對于High NA EUV系統，ASML此前也表示，其*代High NA EUA（EXE:5000）的分辨率為 8nm，可以使芯片制造商能夠簡化其制造流程。并且，EXE:5000每小時可光刻超過 185 個晶圓，與已在大批量制造中使用的 NXE 系統相比還有所增加。ASML還制定了到 2025 年將產能提高到每小時 220 片晶圓的路線圖。這種生產力對于確保將高數值孔徑集成到芯片工廠對于芯片制造商來說在經濟上可行至關重要。
不過，半導體研究機構SemiAnalysis的半導體設備和制造分析分析師Jeff Koch則表示：“雖然一些芯片制造商可能會更早地推出它，以試圖獲得技術*地位，但大多數芯片制造商在它具有經濟意義之前不會采用它。”客戶可以選擇等待并從現有工具中獲得更多收益。Jeff Koch通過自己的計算表示，只有在 2030 年至 2031 年左右從舊技術大規模轉換之后才會變得具有成本效益。此外，“預計ASML 在 2027-2028 年投產的*晶圓廠*采用前沿邏輯制程之后，可能會擁有足夠的High NA EUV產能。”
原本任職于ASML的Jeff Koch不久前還曾發布了一篇題為《ASML困境：High-NA EUV比Low-NA EUV多模式更糟糕》的文章中指出，現有的Low-NA EUV系統通過雙重圖案化技術，相比High NA EUV更具成本優勢！
不過，ASML 首席執行官 Peter Wennink 今年1月回應稱，分析師可能低估了這項技術。“我們目前在與客戶的討論中看到的一切都是High NA EUV更據經濟效益。”
ASML的High NA EUV產品管理負責人 Greet Storms在上周五表示，拐點將于 2026-2027 年左右到來。
****** 延伸報道 ******
ASML最新EUV光刻機：27億元，150噸重，250人要安裝180天
ASML公司更是對外宣稱，這是芯片制造商參與人工智能熱潮的“必備品”。所謂數值孔徑，指的是用來衡量光學系統能夠收集的光的角度范圍。通過增大數值孔徑，可以實現更小的分辨率和更高的分辨能力，從而滿足微細加工的要求。簡單來說，數值孔徑越大則分辨率越佳。
據悉，這臺光刻機采用蔡司生產的0.55 NA 的鏡頭，能夠實現8nm級別的分辨率，而標準EUV 使用0.33 NA 的鏡頭，實現分辨率水平為13nm。這么說吧，誰家要是擁有它，那么制造2nm及以下節點芯片，是絲毫沒有任何壓力。
并且在芯片制作過程中，還可以進一步提升之前傳統光刻機多重曝光成本，其一個小時能曝光超過200片硅晶圓，生產效率變得更高。
一般來說，工藝節點超越5nm，低數值孔徑光刻機的分辨率就不夠了，只能使用EUV雙重曝光或曝光成形技術來輔助。然而，這樣不但大大增加成本，還會降低良品率。因此，更高數值孔徑成為必需。
據悉，一臺High-NA光刻機售價高達3.5億歐元，與之對比阿斯麥傳統EUV光刻機型號，包括NXE:3600D 和NXE:3400C。
它們分別可用于3~5nm、5~7nm 制程節點的芯片生產，整體平均單價約1.7 億歐元。
所以看到了吧，這個漲幅是巨大的。為了在2nm及以下芯片制造領域重新奪回相對臺積電的*優勢，看得出來英特爾是下了大血本的。
值得一提的是，英特爾在2018年就跟阿斯麥預定好了，直到2023年年底，對方才開始交付。
而另一巨頭臺積電，則按兵不動。至于原因嘛，業內分析師預計，由于最先進的光刻機成本相比之前多重曝光的光刻機高的多，因此臺積電可能要到 2030 年甚至更晚才會采用這項技術。
根據ASML公布資料，一部EUV光刻機的精密零部件超過10萬多個，4萬個螺栓，4000多條線路，超過2公里以上的軟管線。
單次發貨需要動用40個貨柜、20輛卡車以及3架波音飛機才能運完。
值得一提的是，這么多零部件，涉及到來自超過40多個*的5000多家供應商。比如里面用到了德國的蔡司鏡頭，日本的特殊復合材料，瑞典的精密機床，美國的先進控制軟件、光源等，個個都是業內*廠商。其中90%的零件都采用*上最先進的技術，85%的零部件是和供應鏈共同研發。
甚至一些接口都要工程師用高精度機械進行打磨，尺寸調整次數更可能高達百萬次以上。等光刻機的各個組件，通過飛機運輸到客戶這邊后，會有將近250名工程師們輪流對其進行組裝，整個組裝調試時間更是超過半年。
其中，每個鏡面、透鏡和其他光學元件都需要精確校準，以確保光束能精確地聚焦在晶圓上。按照英特爾的計劃，自家2nm芯片將在2025年才能制造出來。然而，值得一提的是，ASML的總裁指出數值孔徑（NA）達到0.55后，進一步提升可能會遇到技術瓶頸。
后面想讓EUV光刻機繼續提升分辨率，有這么幾種辦法。
要么不斷降低光源波長，但是目前使用的13.5納米的極紫外光已經非常短了，找不到比這更短的了。
要么提升光刻工藝因子，其中包括但不限于光刻膠的性能、曝光后處理技術、以及圖案轉移的精度等。
盡管通過改進這些工藝參數，可以在一定程度上提升分辨率，但目前這些技術也接近了它們的物理或化學極限，提升空間有限。
剩下還有一條路，那就是提升數值孔徑（NA）。
雖然目前ASML開發的高NA EUV光刻技術，特別是0.55高NA系統，代表了光刻技術的一個重大進步。
然而，繼續提高NA會遇到巨大的技術和物理障礙，比如光學系統的復雜性、制造成本的大幅上升，以及可能達到物理極限。正因如此，ASML的總裁才會指出0.55NA，可能是當前技術條件下的極限。其中最關鍵的因素，是阿斯麥掌握了大部分光刻機制造的上下游產業鏈，從而構建了一個由全球*供應商和合作伙伴組成的生態系統。要知道，阿斯麥的光刻機中超過90%的零件都是向外采購的，全球更是超過5000家供應商。
因此對于這些供應商，阿斯麥想方設法牢牢的掌握在自己手里。這意味著阿斯麥在技術創新、零部件質量以及生產效率方面都能保持*。
而對于下游客戶來說，阿斯麥有個奇特的規定，就是只有投資阿斯麥才能獲得優先供貨權。這不僅為阿斯麥提供了一大筆資金支持，而且通過這種方式，阿斯麥與其客戶之間形成了更緊密的合作關系和利益共同體。
這種模式，有助于阿斯麥在研發新技術時獲得客戶的直接反饋和需求，進而更好地滿足市場的需要。
所以，通過與全球*供應商和合作伙伴的緊密合作，加上客戶的投資，從而使得阿斯麥能夠保持技術的*地位。
