荷蘭阿斯麥為何能扼住芯片產業鏈咽喉?壟斷高端EUV光刻機市場

來源:朱邦凌 百家榜創作者    關鍵詞:半導體, 激光, 光刻機, 激光技術,    發布時間:2020-03-10

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作為國內最大最先進的晶圓代工廠,中芯國際SMIC在疫情疫情期間依然沒有停產,同時還在擴大14nm等先進工藝產能。日前羊城晚報報道稱,中芯國際進口的荷蘭ASML光刻機順利入廠。報道沒有提及中芯國際購買的光刻機的詳情,不過肯定可以排除最新的EUV光刻機,現在進口的應該還是193nm波長的DUV系列光刻機。

光刻機對中芯國際等國內廠商來說,為什么如此重要?進口一臺光刻機為什么如此引人注目?原因在于光刻機在芯片制造中異常重要,同時制造業具有很高難度,一直處于產業鏈風口浪尖的位置。光刻機單價是極高的。由于光刻機涉及系統集成、精密光學、精密運動、精密物料傳輸、高精度微環境控制等多項先進技術,是所有半導體制造設備中技術含量最高的設備,因此也具備極高的單臺價值量。目前最先進的EUV設備在2018年單臺平均售價高達1.04億歐元,較2017年單臺平均售價增長4%。

光刻技術指利用光學-化學反應原理,將電路圖轉移到晶圓表面的工藝技術,光刻機是光刻工序中的一種投影曝光系統。其包括光源、光學鏡片、對準系統等。在制造過程中,通過投射光束,穿過掩膜板和光學鏡片照射涂敷在基底上的光敏性光刻膠,經過顯影后可以將電路圖最終轉移到硅晶圓上。


目前市場上主要的光刻機供應商有荷蘭的ASML、日本的NIKON和CANON,以及中國大陸的上海微電子裝備(SMEE)。上海微電子是國內光刻機領軍者,其IC前道光刻機可以實現90nm制程,未來有望逐步實現技術突破。光刻機采購節奏是內資產線資本支出的關鍵信號。內資產線一般會優先采購價值量和技術難度最高的光刻機。內資產線在19Q4至今光刻機合計采購量可觀,預示2020年內資產線資本支出將進一步提升。

FPD產能向大陸轉移,本土廠商切入FPD光刻機市場。國內FPD產能全球占比持續提升,預計2020年將提高至52%。尼康、佳能基本壟斷了FPD光刻機市場,目前國內廠商上微4.5代TFT投影光刻機已經進入產線,未來將進一步發展6代及6代以產品,切入主流廠商供應。

壟斷高端光刻機市場的ASML是一家荷蘭公司,荷蘭ASML公司 (全稱: Advanced Semiconductor Material Lithography,目前該全稱已經不作為公司標識使用,公司的注冊標識為ASML Holding N.V),中文名稱為阿斯麥爾。

這是一家總部設在荷蘭艾恩德霍芬(Veldhoven)的全球最大的半導體設備制造商之一,向全球復雜集成電路生產企業提供領先的綜合性關鍵設備。ASML的股票分別在阿姆斯特丹及紐約上市。2019年10月,位列2019福布斯全球數字經濟100強榜第50名。

最先進的7nm制程的EUV光刻機只有ASML一家公司可以生產,再無第二家,如果想要生產最先進的芯片,就必須要和它合作。高端光刻機市場已經完完全全被ASML壟斷。

從光刻機總體出貨量來看(含非IC前道光刻機),目前全球光刻機出貨量99%集中在ASML,尼康和佳能。其中ASML份額最高,達到67.3%,且壟斷了高端EUV光刻機市場。ASML技術先進離不開高投入,其研發費用率始終維持在15%-20%,遠高于Nikon和Canon。

Canon早已在很多年前便放棄了在高端光刻機上的競爭,目前產品主要集中在面板等領域。目前他們還在銷售的集成電路光刻設備在指標標上只相當于ASML的低端產品PAS5500系列。

Nikon作為世界上僅有的三家能夠制造商用光刻機的公司之一,似乎在這個領域不被許多普通人知道,許多人只知道Nikon的相機做的好,卻不知道Nikon光刻機同樣享譽全球。


ASML有一個非常奇特的規定,那就是只有投資ASML,才能夠獲得優先供貨權,意思就是要求自己的客戶要先投資自己才行。這樣奇特的合作模式使得ASML獲得了大量的資金,包括英特爾、三星、海力士都在ASML中有相當可觀的股份,其中英特爾投資的金額十分驚人,高達25.13億歐元。

日前韓媒報道稱,ASML公司正積極投資研發下一代EUV光刻機,與現有的光刻機相比,二代EUV光刻機最大的變化就是High NA(高數值孔徑)透鏡,通過提升透鏡規格使得新一代光刻機的微縮分辨率、套準精度兩大光刻機核心指標提升70%,達到業界對幾何式芯片微縮的要求。

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