EUV技术

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工业明珠灿若星河,光刻机国产化行则将至
2025-08-27 23:19
行业与公司 * 光刻机行业 半导体制造设备行业[1] * 阿斯麦公司 ASML 全球光刻机市场领导者 市场份额超过60% 在EUV领域近乎垄断[1][17] * 国产光刻机 中国本土光刻机研发与制造[19][20] 核心观点与论据 **光刻机的重要性与价值构成** * 光刻机是半导体制造核心设备 与薄膜沉积和刻蚀设备并列为三大核心 在半导体设备市场中价值占比约为20%[1][2] * 光刻机的主要任务是将掩膜板上的图形投射到晶圆表面以形成图案 每一层工艺操作都需要使用光刻技术[2] * 光学系统是光刻机价值量最高的部分 占比达整个设备价值的30%-40%[1][14] * 光刻机的核心部件包括腔体 真空泵 机械臂 阀门和管道等 这些系统在整个光刻机中的价值量占比超过60%[1][15] **光刻机性能的关键指标与技术路径** * 分辨率是衡量光刻机性能的关键指标 决定了两个点之间最小可分辨的间距[4] * 提升分辨率的三大路径 缩短光源波长 例如从436纳米汞灯到13.5纳米EUV 增大数值孔径 NA 以及优化工艺因子[1][4] * EUV 极紫外 是当前最先进的光源技术 其13.5纳米波长能实现更高分辨率 使现代高端芯片制造成为可能[1][5] * 数值孔径 NA 是影响分辨率的重要指标 NA越大 能实现的分辨率越小 静默式光刻机通过在镜头与晶圆间加入水介质提高折射率 从而增大NA 将输出孔径从134纳米提升至150纳米左右[1][6] * 工艺因子的优化涉及掩模板 照明系统及临近效应修正等多种因素 通过优化可将分辨率提高一倍 例如从0.5提升至0.25[10][11] **主要子系统及其功能** * 光源系统负责提供曝光能量 DUV使用准分子激光器 EUV使用极紫外线 价值量占比约10%以上[12] * 工件台系统控制晶圆运动 采用双工件台配置以提升效率 处理速度可达每小时300至400片 对精度要求极高[13] * 光学系统涵盖从激光器发出光到修整引导光路的全过程 包括各种透镜和反射元件[14] * 光刻机镜头设计复杂 需通过多片正负透镜组合来优化光路 控制纳米级误差 光物镜价值量占比至少2% 成本比重超20%[7][8] **行业发展历程与竞争格局** * 光刻机技术最早由美国研发 日本后在政府支持的VRSI计划下整合五大巨头 其半导体产业在1980年代达到顶峰 全球市占率超40% 存储器市场份额超60%[16][18] * 阿斯麦 ASML 成立于1984年 通过与台积电等客户深度合作及技术创新 静默式技术和EUV 实现反超并成为全球领导者[1][16][17] * 阿斯麦的成功关键在于布局供应链 与Cemer合作光源 与蔡司合作物镜 并自主开发工件台[1][17] **国产光刻机的现状与未来** * 国产光刻机研发起步较早但进展滞后 目前主要集中于低端产品 但近年来已取得显著突破[3][19] * 未来发展关键在于解决零部件供应链"卡脖子"问题 实现从低到高的逐步发展[3][20][21] * 在政府支持下 参考日本发展模式 国产光刻机有望实现突破[20] **投资视角与市场空间** * 光刻机是半导体设备板块中最具潜力的方向 其突破意义重大[3][22] * 上游供应链的盈利能力和价值量最高[3][22] * 投资者应关注DUV技术 并密切关注EUV技术的进展 这将进一步扩大市场空间并提升盈利能力[3][22][23] * 许多上市公司已在光刻机领域进行产品布局 具有较高投资价值[23]
下一代DRAM争霸赛打响
半导体芯闻· 2025-08-11 18:09
行业竞争格局 - 全球存储芯片行业最新战场聚焦于10纳米级第六代DRAM(1c、11-12纳米级)领域,三星电子与SK海力士采取不同策略[2] - 三星为从上一代产品挫折中恢复,迅速投资新生产设施,而SK海力士推迟大规模支出直至与Nvidia等主要客户确认明年供应承诺以确保盈利能力[2] - 预计三星比SK海力士提前3-4个月开始量产1c DRAM,若成功向英伟达供应采用新工艺的HBM4,有望重夺30年来首次失去的市场领先地位[2] - 当前三星、SK海力士和美光科技在10纳米级第四代(1a、14纳米级)和第五代(1b、11-12纳米级)DRAM市场竞争,1c DRAM竞争预计明年升温[2] 三星技术进展与市场策略 - 三星于第一季度开始订购1c DRAM生产设备,上半年持续采购制造工具,预计年底完成生产线建设并全面投入量产[3] - 三星计划在HBM4产品中使用1c DRAM,以代际飞跃确保性能优势,弥补其在HBM领域落后于SK海力士的现状[3] - 第二季度三星向英伟达交付HBM4样品,目前正在进行质量测试[4] - 三星因1a和1b产品线质量问题需重新设计芯片,影响HBM产量,导致DRAM市场份额被SK海力士超越:2025年第一季度SK海力士份额36.9%,三星份额38.6%[3] SK海力士技术进展与市场策略 - SK海力士计划最早于第三季度开始订购1c DRAM设备,2026年实现量产,采取谨慎策略优先生产基于1b DRAM的第五代HBM(HBM3E)[3][4] - 公司于第一季度向英伟达交付HBM4样品,正就明年供应量进行磋商,计划第三季度敲定供应协议并在盈利能力保证后继续投资[4] - 针对1c DRAM,SK海力士将EUV层数从上一代两层增加到六层,下半年开始转换投资,并持续开发下一代EUV技术材料[5] - 公司计划所有下一代产品(包括1d、0a)均使用EUV,致力于开发提高EUV工艺生产率的方法[6] EUV技术发展 - EUV波长13.5纳米,为传统半导体曝光材料ArF的十三分之一,适用于超精细电路层,其余层使用DUV等传统工艺[5] - SK海力士最初在1a DRAM应用一层EUV,1b DRAM扩展到四层,1c DRAM进一步增至六层[5] - 公司积极应对高数值孔径(High-NA)EUV技术,传统EUV系统镜头像差0.33,High-NA EUV可达0.55,计划最早明年推出相关设备[6] - High-NA EUV掩模版开发面临重大挑战,因光的扩散角度增大会导致入射角和反射角重叠,需使用"变形"技术防止光线重叠,但缝合区域控制困难且材料未确定[7]
光刻机输家,强势反击!
半导体芯闻· 2025-07-28 18:35
光刻机行业格局演变 - ASML凭借EUV技术垄断高端光刻机市场,尤其在EUV领域形成一家独大格局[1] - 上世纪八九十年代佳能和尼康曾占据全球光刻机市场大半份额,ASML当时处于技术追赶阶段[2] - 技术路线选择偏差导致佳能尼康在157nm浸没式和EUV技术跨越中落后,ASML通过整合全球资源实现超越[3] 佳能的纳米压印技术突破 - 佳能押注纳米压印技术(NIL),2023年推出FPA-1200NZ2C设备实现14nm线宽,有望推进至10nm[5] - 通过收购Molecular Imprints和与铠侠合作加速技术研发,2024年向美国TIE研究所交付设备[8][9][10] - 相比EUV光刻机,纳米压印设备价格低一个数量级,能耗仅为EUV的10%,设备投资成本降低至40%[14] - 该技术已应用于5nm芯片制造,打破EUV垄断,并在3D NAND闪存领域展现竞争力[12][15] 尼康的技术转型策略 - 计划2028年推出兼容ASML生态的新型ArFi光刻机,采用创新镜头和工件台设计[23] - 2024年推出NSR-S636E浸润式ArF光刻机,生产效率提升10-15%,价格比竞品便宜20-30%[24][25] - 2025年推出首款面向先进封装的无掩模光刻系统DSP-100,支持600mm×600mm基板,每小时处理50片[27][28] 新兴光刻技术探索 - 美国Inversion Semiconductor开发激光尾场加速技术,目标波长6.7nm,设备成本为EUV的1/3[34] - 欧洲Lace Lithography的原子光刻技术分辨率达2nm,成本降低50%以上,能耗仅为EUV的1/10[35] - 德国默克与三星合作开发嵌段共聚物自组装技术(DSA),可减少30%EUV曝光次数,单晶圆成本降低20%[36] 行业竞争态势 - 佳能通过纳米压印技术开辟新路径,聚焦3D NAND等细分市场[12] - 尼康在浸没式ArF和先进封装领域寻求突破,逐步构建技术竞争力[26][32] - 多家企业探索替代EUV方案,未来光刻领域可能从垄断走向多技术并存[36][39]
光刻机输家的反击
半导体行业观察· 2025-07-24 08:46
光刻机行业格局演变 - ASML凭借EUV技术垄断高端光刻机市场,尤其在EUV领域形成一家独大格局[1][3] - 上世纪八九十年代佳能与尼康曾主导全球光刻机市场,占据大半份额[2] - 技术路线选择偏差导致佳能尼康在浸没式光刻和EUV技术迭代中落后,ASML实现反超[3] 佳能的纳米压印技术突破 - 2023年推出FPA-1200NZ2C设备实现14纳米线宽,有望推进至10纳米,支持5纳米制程[7][16] - 技术原理采用"盖印章"式压印,一次成型复杂电路,避开光学衍射限制[15] - 成本优势显著:设备价格比EUV低一个数量级,能耗仅为EUV的10%[15] - 重点布局3D NAND闪存等细分市场,与铠侠合作推进量产应用[13] - 已向美国TIE研究所交付设备,客户包括英特尔、三星等巨头[11] 尼康的技术转型策略 - 计划2028年推出兼容ASML生态的浸没式ArFi光刻机,争夺市场份额[25][26] - 2024年推出NSR-S636E浸润式ArF光刻机,生产效率提升10-15%,价格低20-30%[27] - 2025年推出首款FOPLP工艺光刻系统DSP-100,支持600mm×600mm基板,每小时处理50片[29][30] - 采用无掩模技术实现1.0μm分辨率,瞄准先进封装市场[30][34] 其他颠覆性技术探索 - 美国Inversion Semiconductor开发激光尾场加速技术,目标波长6.7纳米,成本为EUV的1/3[36] - 欧洲Lace Lithography原子光刻技术达2纳米分辨率,能耗仅EUV的1/10[37] - 德国默克与三星合作开发嵌段共聚物自组装技术,可减少30%EUV曝光次数[38] 行业未来发展趋势 - 光刻技术路线呈现多元化趋势,可能从单一垄断转向多技术并存[38][41] - 佳能尼康通过构建产业生态联盟增强竞争力,包括芯片制造商和材料供应商合作[39] - 新兴市场和细分领域(如先进封装)成为竞争焦点[34][39]
阿斯麦Q2财报:订单额环比增41%!管理层警告2026年增长或无法实现
仪器信息网· 2025-07-23 11:37
财务表现 - 2025年Q2净销售额77亿欧元(精确值76.92亿欧元),达到业绩指引上限 [1][2][4] - Q2毛利率53.7%,超预期,主要受益于设备升级业务增长及一次性成本降低 [2][4] - Q2净利润22.9亿欧元,每股收益5.9欧元 [1][3][4] - Q2新增订单额55.41亿欧元,环比增长40.8%,其中EUV光刻系统贡献23亿欧元,占比41.5% [2][3][4] - Q1新增订单39.36亿欧元,Q2环比显著增长 [3][4] - Q2现金及短期投资72.48亿欧元,较Q1的91.04亿欧元有所下降 [4] 产品与技术 - EUV光刻系统表现突出,贡献显著 [1][2] - 光刻工艺强度持续提升,尤其在DRAM领域 [4] - TWINSCAN NXE:3800E的推出巩固了技术优势 [4] - 首台TWINSCAN EXE:5200B系统(High NA EUV技术)在本季度交付 [4] 业绩展望 - 预计Q3净销售额74-79亿欧元,毛利率50%-52% [5] - 预计Q3研发成本12亿欧元,SG&A费用3.1亿欧元 [5] - 预计2025年全年净销售额增长15%,毛利率约52% [1][5] - 2026年增长面临宏观经济与地缘政治不确定性,暂无法确认具体增速 [5] 运营数据 - Q2新光刻系统销量67台,较Q1的73台有所下降 [4] - Q2二手光刻系统销量9台 [4] - Q2设备管理服务销售额20.96亿欧元,较Q1的20.01亿欧元增长 [4]
美国初创公司,目标直指EUV核心技术
半导体芯闻· 2025-07-22 18:23
核心观点 - 硅谷初创公司xLight成功筹集4000万美元资金,致力于开发新型激光器原型,该技术有望颠覆全球芯片产业[2] - xLight的激光技术基于美国国家实验室的粒子加速器技术,将成为极紫外(EUV)光刻机的核心组件[2] - 该技术旨在解决晶圆厂的核心痛点,帮助芯片工厂更快、更便宜地生产更多先进芯片[3] - EUV光刻机领域存在中美竞争与供应链重塑问题,xLight致力于在美国及其盟国建立供应链[4] 技术突破 - xLight的激光技术源自美国国家实验室的尖端物理研究,与巨型粒子加速器使用相同技术[2] - 该技术将成为EUV光刻机的核心组件,而EUV光刻机是制造更小、更快芯片的主要工具[2] - 公司CEO表示这是晶圆厂中最昂贵的工具,对晶圆成本和产能影响最大[3] 行业影响 - 该技术有望帮助晶圆厂提升产能与效率,解决AI时代芯片供应不足的问题[3] - EUV光刻机开发耗时数十年,目前全球唯一供应商是欧洲的ASML[4] - 美国曾将EUV激光技术公司Cymer出售给ASML,被行业人士称为"可怕的错误"[4] 融资与供应链 - 本轮4000万美元融资由Playground Global领投,多家投资机构跟投[4] - 公司原型组件将主要来自美国国家实验室[4] - 公司明确表示要建立美国及其盟国的供应链,避免重蹈Cymer被收购的覆辙[4] 行业竞争 - 中国正在EUV技术领域大力投资[4] - 美国政府长期阻止EUV光刻机出口中国,称其为"最重要的一项出口管制"[4] - 行业人士强调"这次一定要做对",显示出该技术的地缘政治重要性[4]
重大突破!前ASML专家林楠推进中国EUV技术攻坚
是说芯语· 2025-05-01 18:36
中国EUV光刻技术突破 - 中国科学院上海光学精密机械研究所林楠团队在EUV光源领域取得重大突破,开发出基于固体激光器技术的LPP-EUV光源,能量转换效率达到3.42%,超越国际顶尖水平[2] - 该技术打破西方在EUV核心技术上的垄断,标志着中国半导体产业正式进入7纳米以下先进制程领域[2] - EUV光刻技术是制造高端芯片的关键,能够将芯片电路图案缩小到纳米级别,提升性能并降低功耗[4] EUV技术现状 - EUV技术长期被国外企业垄断,荷兰ASML是全球唯一能生产商用EUV光刻机的企业[4] - 自2019年美国实施出口管制后,ASML被禁止向中国出售先进EUV光刻设备,严重制约中国高端芯片自主生产[4] - ASML采用激光轰击液态锡靶技术,使用20千瓦级二氧化碳激光器,但效率仅为0.02%[6] - ASML的光学系统使用蔡司制造的多层镀膜反射镜,表面粗糙度控制在0.1纳米以内,反射率达70%[6] 林楠团队技术路线 - 采用固体脉冲激光器代替二氧化碳激光作为驱动光源,实现3.42%的能量转换效率[8] - 固体激光器具有体积小、电光转换效率高(~20%)的优势,未来商业化后有望降低制造成本[11] - 通过优化激光峰值功率密度、改进激光脉冲控制算法和靶材材料实现关键技术突破[12] - 自主研发的LPP系统通过双脉冲打靶技术将锡液滴控制精度提升至纳米级[12] 技术对比与潜力 - 固体激光器理论最大效率接近6%,为进一步优化留足空间[11] - 固体脉冲激光器已实现千瓦级功率输出,未来有望达到万瓦级[12] - 与清华大学SSMB-EUV光源方案协同,形成多技术路径并行的研发格局[12] 产业链影响 - 短期提振中国半导体产业信心,有望摆脱对国外设备的依赖[18] - 长期将带动半导体产业链协同发展,从上游材料到下游应用市场[18] - 吸引更多优秀人才投身半导体产业,形成良好的人才培养和创新生态[18] 技术挑战与进展 - 构建完整EUV生态系统仍是巨大挑战,中国在EUV光学元件、光刻胶、对准系统等关键领域仍依赖进口[19] - 上海光机所的离子束抛光技术已实现反射镜表面粗糙度低于0.1nm[20] - 中国电子科技集团研发的纳米级同步定位技术可将同步误差控制在0.5nm以内[22] - 国产EUV光刻胶国产化率不足1%,日本垄断全球99%的市场[21] 科研背景 - 林楠研究员师从诺贝尔物理学奖得主,曾在ASML担任研发科学家和光源技术负责人[14] - 已申请/授权美、日、韩等国国际专利110余项,多项专利成功实现产品转化[14] - 2021年放弃国外优厚待遇全职归国,组建先进光刻研究小组[14]