ASML是全球唯一能生產(chǎn)EUV光刻機(jī)的公司，因此奠定了ASML行業(yè)巨頭的地位。但是EUV光刻機(jī)并不是唯一能生產(chǎn)出高端芯片的方式，別的技術(shù)和工藝也在突破高端芯片制造的可能性。

一旦成功，EUV光刻機(jī)的時(shí)代可能就要落幕了。那么都有哪些技術(shù)探索呢？ASML還能把握EUV光刻機(jī)風(fēng)口嗎？

EUV光刻機(jī)時(shí)代落幕了

一顆芯片的誕生會(huì)經(jīng)歷設(shè)計(jì)、制造、封裝三大環(huán)節(jié)，其中制造環(huán)節(jié)是最重要，難度也是最高的。芯片設(shè)計(jì)花費(fèi)的成本普遍集中科研投入，EDA軟件的授權(quán)以及人力成本等等。

但是芯片制造從搭建生產(chǎn)線到采購(gòu)設(shè)備材料，再到實(shí)際生產(chǎn)等等都需要幾十億美元的開銷。如果是生產(chǎn)7nm，5nm等高端芯片，動(dòng)輒百億美元的投入都是很正常的。

別的不說(shuō)，單單是采購(gòu)一臺(tái)EUV光刻機(jī)就需要1.2億美元，臺(tái)積電擁有80臺(tái)以上的EUV光刻機(jī)，可想而知資金投入有多大。

EUV光刻機(jī)產(chǎn)能有限，成本高，且容易受到規(guī)則的限制無(wú)法自由出貨，所以外界在嘗試探索繞開EUV光刻機(jī)生產(chǎn)高端芯片的技術(shù)和工藝，那么都有哪些技術(shù)探索呢？

首先是日本鎧俠的納米壓印技術(shù)。

傳統(tǒng)的芯片制造方法是通過(guò)光刻機(jī)運(yùn)用照相機(jī)的原理，將設(shè)計(jì)好的芯片圖案曝光在晶圓表面，整個(gè)過(guò)程極度依賴光學(xué)系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)、雙工件臺(tái)、控制系統(tǒng)這四大件。

如果是生產(chǎn)高端芯片，還需要運(yùn)用EUV極紫外光。功耗大不說(shuō)，過(guò)程也十分繁瑣。

但是日本鎧俠公司研發(fā)的納米壓印技術(shù)簡(jiǎn)略了制造過(guò)程，降低了成本。所謂的納米壓印技術(shù)其實(shí)就是將芯片圖案刻制的設(shè)備模板中，然后以“蓋章”的方式把芯片圖案壓印在晶圓表面。

鎧俠，佳能等日本巨頭打算朝著5nm高端制程的方向發(fā)展，如果成功，或許是半導(dǎo)體行業(yè)的重大突破。

其次是DUV多重曝光技術(shù)。

目前ASML生產(chǎn)出貨的EUV光刻機(jī)數(shù)值孔徑為0.33，有非常高的精度。設(shè)備雖好，卻不是誰(shuí)都能買得到。相比之下，DUV光刻機(jī)的獲取難度會(huì)更低一些。

但由于精度有限，想要將更精密的芯片線路曝光出來(lái)，就需要采用多重曝光技術(shù)了。臺(tái)積電曾用DUV光刻機(jī)多次曝光實(shí)現(xiàn)了7nm的量產(chǎn)，證明了多重曝光技術(shù)的可行性。

不僅如此，美國(guó)存儲(chǔ)芯片巨頭美光科技也采用了多重曝光，運(yùn)用DUV光刻機(jī)開發(fā)出高性能DRAM芯片，芯片能效提升了25%，功耗降低20%，密度提升了35%。

另外還有先進(jìn)封裝工藝。

芯片制程不斷壓縮，到了3nm之后出現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題。比如三星量產(chǎn)的3nm良率低，導(dǎo)致客戶抱以謹(jǐn)慎使用的態(tài)度。還有臺(tái)積電即將量產(chǎn)的3nm也存在成本的現(xiàn)象，據(jù)傳臺(tái)積電每片12英寸晶圓的代工報(bào)價(jià)超過(guò)了2萬(wàn)美元，折合人民幣14萬(wàn)元。

如此昂貴的價(jià)格，可能會(huì)勸退不少客戶，或者導(dǎo)致終端產(chǎn)品的價(jià)格暴漲，消費(fèi)者需要花更多錢才能買到產(chǎn)品。

這些都是追求芯片性能提升的附加條件，不過(guò)業(yè)內(nèi)正在積極探索先進(jìn)封裝工藝，用2.5D/3D封裝技術(shù)將芯片性能持續(xù)擴(kuò)大。

目前已經(jīng)有芯片堆疊，芯粒等路徑在進(jìn)行開拓了，且先進(jìn)封裝會(huì)成為后摩爾時(shí)代的主流技術(shù)。不需要EUV光刻機(jī)，也能維持先進(jìn)封裝工藝的持續(xù)發(fā)展。

就有美媒表示，EUV光刻機(jī)時(shí)代開始“落幕”了，鎧俠的納米壓印技術(shù)，美光的EUV多重曝光和先進(jìn)封裝工藝都有望擺脫對(duì)EUV光刻機(jī)的依賴。

半導(dǎo)體行業(yè)本就是如此，在不斷探索中前行，當(dāng)初人類創(chuàng)造出EUV光刻機(jī)，同樣是在無(wú)數(shù)種選擇中脫穎而出。但我們明顯能夠看出，EUV光刻機(jī)的制程已經(jīng)有所放緩了，ASML下一代的NA EUV光刻機(jī)有可能是最后一代制程。

ASML能否繼續(xù)把握EUV光刻機(jī)的風(fēng)口，就得看傳統(tǒng)芯片制造工藝還能走多遠(yuǎn)，或者說(shuō)摩爾定律能否延續(xù)十年，二十年以上的發(fā)展。

寫在最后

ASML的EUV光刻機(jī)將人類芯片從中低端推向高端，不可否認(rèn)帶來(lái)的貢獻(xiàn)是非常大的。可未來(lái)的路不能僅限于EUV光刻機(jī)，在人類長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)的芯片發(fā)展歷程中，都是在打破極限，也許EUV光刻機(jī)只是打破極限的開端。