單價(jià)19億！英特爾狂攬ASML光刻機(jī)，美國“造芯”陷深度焦慮？
一則亮眼的財(cái)報(bào)，背后深藏“玄機(jī)”。
昨日，全球最大的光刻機(jī)供應(yīng)商ASML發(fā)布了2021年Q4及全年財(cái)報(bào)，去年?duì)I收186.11億歐元，較上一財(cái)年增長33%，凈利潤也從35.54億歐元漲至58.83億歐元，全年出貨42套EUV光刻機(jī)，比上一年增加11套。
在Q4季度中，ASML公司還新增了高達(dá)71億歐元的新訂單，其中就有一套NA 0.55高數(shù)值孔徑EUV光刻機(jī)的銷售，這是ASML下一代光刻機(jī)。而訂購這個(gè)光刻機(jī)的幕后買家，正是當(dāng)前處于內(nèi)憂外患的Intel，據(jù)說這款設(shè)備成本高達(dá)3億美元，約合19億元。由于需求量高漲，ASML還順勢公布了2022年第一季度財(cái)測，預(yù)估營收凈額約33億到35億歐元，預(yù)估2022全年的營收凈額可比2021年增長約20%。
英特爾搶“首單”！0.55NA光刻機(jī)并非那么強(qiáng)勢？
照目前ASML的進(jìn)度，在2023年推出全新的下一代EUV完全不是什么問題，而且英特爾已經(jīng)搶占了“首單”，這也意味著英特爾能夠比臺(tái)積電和三星更快一步觸達(dá)2nm芯片。
0.55NA究竟有什么好處？根據(jù)目前臺(tái)積電和三星制造3nm芯片的工藝上看，他們都是使用目前ASML最先進(jìn)的0.33NA再加上多重圖形技術(shù)，但是多重圖形技術(shù)不僅容易消耗大量EUV機(jī)器的能量，還會(huì)導(dǎo)致芯片成本上升，因此肯定不是長久之計(jì)。
相比之下，0.55NA可以讓半導(dǎo)體公司在生產(chǎn)3nm甚至更小尺寸比如2nm的芯片時(shí)，不需要使用多重圖形技術(shù)就可以進(jìn)行生產(chǎn)，而且擁有更高的光刻精度，曝光效率也將大大提升。
具體來講，據(jù)記者從業(yè)內(nèi)人士處了解，High NA將數(shù)值孔徑(NA)從當(dāng)前值0.33增加到0.55。第一個(gè)好處是這將最小光斑尺寸減小到其當(dāng)前值的60%，有助于提供更清晰的圖像，即空間中聚焦點(diǎn)的經(jīng)典投影圖像；高數(shù)值孔徑系統(tǒng)的第二個(gè)好處是增加了Y方向的縮。◤4X到8X），具有減少角度擴(kuò)展的效果，同時(shí)減少通過掩碼的3D傳播影響，提高通過狹縫的照明一致性。
但轉(zhuǎn)向更高的NA存在三個(gè)問題。首先，為從業(yè)人士所熟知的，即焦深的減少。雖然0.33 NA，13.5nm波長提供120nm的焦深，但將NA增加到0.55會(huì)將焦深降低到41nm的三分之一。其次，由于EUV掩模場大小沒有變化，會(huì)在中途被切碎硅片圖案，導(dǎo)致需要將兩個(gè)部分縫合在一起兩個(gè)mask的曝光。因此，雙曝光圖案可能會(huì)蔓延，破壞單圖案場景。最后，高數(shù)值孔徑EUV系統(tǒng)中使用更大的鏡片導(dǎo)致了不可避免的遮擋，其中一個(gè)鏡片無法避免阻擋另一個(gè)，這會(huì)導(dǎo)致在較低空間頻率下的調(diào)制減少。某些情況下，影響可能非常劇烈。
因此，即便英特爾搶到了ASML“首單”0.55NA光刻機(jī)，依然面臨相當(dāng)一段時(shí)間的產(chǎn)線配套和測試，更何況，工藝節(jié)點(diǎn)向更高數(shù)值孔徑（“high NA”）光刻的過渡不僅需要來自系統(tǒng)供應(yīng)商（例如ASML）的巨大工程創(chuàng)新，還需要對合適的光刻膠材料進(jìn)行高級開發(fā)，對于英特爾來說，即便先發(fā)拿到了設(shè)備，搶占了時(shí)間優(yōu)勢，但想要借此領(lǐng)先臺(tái)積電和三星多遠(yuǎn)，幾乎不太可能，畢竟后發(fā)拿到成熟的產(chǎn)品配套，也不見得就不是優(yōu)勢。
“著急”先進(jìn)制程背后 美國芯片制造陷入“空前焦慮”
無論是“瘋狂招人”，還是著急上先進(jìn)制程，都體現(xiàn)出英特爾這一曾經(jīng)的全球頂級芯片巨頭背后深藏的“焦慮”，英特爾又代表著美國的芯片制造業(yè)。結(jié)合美國最近數(shù)年屢屢揮出的“制裁大棒”來看，美國不希望任何一個(gè)國家或地區(qū)，存在能夠超越美國本土芯片制造這般的企業(yè)或集團(tuán)存在。
但事實(shí)卻與美國所思所想大相徑庭，臺(tái)灣有全球第一的芯片代工大廠臺(tái)積電，韓國也有巨頭三星，甚至中國國內(nèi)如今也正出現(xiàn)如中芯國際等一眾敢于挑戰(zhàn)先進(jìn)制程的半導(dǎo)體制造業(yè)代表。這也使得以英特爾為代表的美國本土芯片制造群體的集體“焦慮”。
為此，英特爾背后沒少做手腳。今日，據(jù)臺(tái)灣《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》報(bào)道，英特爾CEO基辛格（Pat Gelsinger）正敦促美國與歐洲竭力將芯片制造帶回本土。他在彭博The Year Ahead論壇上表示，政府必須考察80%的芯片制造集中在亞洲所衍生出的“國家安全影響”，并從疫情導(dǎo)致芯片斷鏈的情況中學(xué)到教訓(xùn)。
基辛格表示，自己一直游說在美擴(kuò)大芯片生產(chǎn)，目標(biāo)是美國在未來十年的芯片生產(chǎn)占比能達(dá)到全球的30%，歐洲的占比則重回20%，高于當(dāng)前的12%與9%。他稱，將很快宣布英特爾在美國和歐洲制造的拓展計(jì)劃；粮癜压据斀o臺(tái)積電和三星電子等制造同業(yè)歸咎于傲慢自大和對現(xiàn)有技術(shù)的自滿，但同時(shí)強(qiáng)調(diào)，英特爾現(xiàn)在正在迎頭趕上，“我們將在四年內(nèi)發(fā)展五個(gè)制程節(jié)點(diǎn)，它們目前的進(jìn)度符合預(yù)期或有所超前。”
恰巧的是，就在上個(gè)月，逾50家美國企業(yè)的負(fù)責(zé)人呼吁美國國會(huì)盡快通過520億美元補(bǔ)助與獎(jiǎng)勵(lì)美國國內(nèi)芯片制造的“芯片法案”，以及另一項(xiàng)鼓勵(lì)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與制造的提案，但此項(xiàng)進(jìn)展緩慢。這與美國本身的國情有關(guān)，畢竟如此巨額的支出費(fèi)用，需要各個(gè)相關(guān)機(jī)構(gòu)的輪流審批，更何況美國當(dāng)前正深受變種疫情的侵?jǐn)_，根本無暇顧及此類項(xiàng)目的審核。即便當(dāng)即審批下來，離真正發(fā)放也還需要相當(dāng)長一段時(shí)間。
而這一空窗期，也將給予英特爾的強(qiáng)力競爭對手如臺(tái)積電和三星以絕佳的機(jī)會(huì)。按照英特爾在先進(jìn)制程領(lǐng)域多年來“擠牙膏式”的脾性，大概率到臺(tái)積電和三星真正拿到設(shè)備之時(shí)，英特爾都還未開始或者剛剛開始著手先進(jìn)制程的落地，這種差距在過去數(shù)代先進(jìn)制程的競爭中多有體現(xiàn)。因此，英特爾的“落敗”，是美國式傲慢芯片制造路線的“落敗”，這種差距是長期形成的，并不是搶一個(gè)ASML光刻機(jī)或者換一個(gè)CEO就能立馬解決的。
編輯：ZQY 最后修改時(shí)間：2022-07-19
