台积电引进最先进EUV光刻机，谁该着急了？
6月17日，台积电研发资深副总经理米玉杰在台积电硅谷技术研讨会上表示，公司将在2024年引进ASML高数值孔径极紫外光（high-NA EUV）光刻机，以开发客户所需的相关基础设施和图案化解决方案。不过，米玉杰在发布会上没有透露，台积电在购入该设备之后，何时会在制程研发中使用。
高数值孔径EUV光刻机是第二代EUV光刻工具，更高数值的孔径意味着更小的光线入射角度，也意味着能够用来制造尺寸更小、速度更快的芯片。高数值孔径EUV是当前最先进的EUV光刻机，目前只有ASML能够生产。尽管台积电业务开发资深副总经理张晓强称，台积电2024年还不准备运用新的高数值孔径EUV工具生产，引进的光刻机将主要用于与合作伙伴的研究，但台积电此次成功引进最先进的光刻机，无疑将进一步巩固自身在先进制程研发方面的领先地位。
助力先进制程研发
作为制造芯片最先进的设备，光刻机的先进程度直接决定了芯片的制程工艺。ASML发言人称，更高的光刻分辨率将允许芯片缩小170%，同时密度增加2.9倍。未来比3纳米更先进的工艺将极度依赖高NA EUV光刻机。
正是因为只有ASML才能生产EUV光刻机，ASML的利润较为可观。此前，ASML发布2021财年最新财报称，公司2021年净销售额为186亿欧元，同比增长35%；净利润59亿欧元，同比增长63.9%。此次台积电从ASML公司引进这一最先进的光刻机，将对台积电在先进制程的研发产生较大帮助。
参加此次台积电硅谷技术研讨会的TechInsights芯片经济学家丹•哈切森表示，台积电到2024年拥有新的光刻机，意味着他们将更快地获得最先进的技术。高数值孔径EUV光刻机是下一项重要技术创新，将确保台积电的芯片技术处于领先地位。
“光刻机对于先进制程工艺的演进具有不可替代的作用，是使芯片技术处于领先地位的关键。”赛迪顾问集成电路中心高级咨询顾问池宪念向《中国电子报》记者表示，台积电引进先进光刻机，有助于在先进制程制造领域继续巩固领先地位。
不过，台积电不是唯一一家关注到高数值孔径EUV光刻机的芯片代工龙头企业。在台积电宣布获得这一最先进光刻机之前，英特尔就在2021年7月公布的最新路线图会议上，提到公司将拥有ASML的高数值孔径EUV光刻机。英特尔方面表示，2025年开始，公司将用高数值孔径EUV光刻机进行生产。
向先进制程工艺率先演进，是所有晶圆代工厂共同的目标。创道投资咨询总经理步日欣对记者表示，晶圆代工厂有了更先进的光刻机，就可以更好地推动更先进工艺制程的研发，以提升自身的竞争力。
“在这样的竞争态势下，购买高数值孔径光刻机是必然趋势。”步日欣说。但需要看到的是，随着摩尔定律进入瓶颈期，高端光刻机成本和造价越来越高，晶圆代工厂也会平衡成本和收益，按照不同的节奏来推动更高端设备的产业化。
不过，半导体行业专家莫大康认为，先进工艺制程的研发路径差异不大，都是从FinFET工艺向GAA工艺演进。各公司的设备基本相同，所以先进制程工艺的水平应该差异比较小。研发的关键还是在于生产线管理、人才储备及研发经验等方面。
先进工艺竞争日趋白热化
工欲善其事，必先利其器。ASML高数值孔径EUV光刻机如此抢手的背后，正是日渐白热化的先进制程争夺战。
提到先进制程的最新进展，就不得不提到台积电。虽然很早之前，台积电和三星就公开宣称已具备5纳米芯片制造能力，但台积电显然通过实际行动证明了自己在晶圆代工界的龙头地位。2020年秋季，全球第一款5纳米芯片产品出货。该芯片正是苹果在2020年秋季发布会上，首次公布的A14仿生芯片。据了解，这款SoC的晶体管数量达到惊人的118亿个，功能相当完善。而该款5纳米芯片的代工者，正是台积电。
面对台积电当时的风光，彼时的三星正苦苦追赶。为了抢在台积电之前完成3纳米研发，三星芯片制造工艺直接跳过4纳米，从5纳米上升到3纳米。
2021年5月，IBM对外公布全球第一颗2纳米芯片。IBM的这颗“重磅炸弹”不仅为自己正名，也让业界意识到，先进制程的“兵家必争之地”已来到2纳米工艺节点。
当前，各大芯片头部厂商都积极瞄准2纳米这一重要工艺节点，其中当属公开宣布“IDM 2.0战略”的英特尔表现得最为活跃。
此前，英特尔大踏步进军芯片代工业务，对包括2纳米在内的先进工艺制程进行了大手笔投入。2021年7月，英特尔公布了最新的技术路线，还对芯片制程工艺命名进行了修改。比如，英特尔将10纳米工艺节点改名为Intel 7，7纳米技术改为Intel 4，5纳米技术改成Intel 3，2纳米技术改成Intel20A。值得一提的是，在2纳米节点时，英特尔将FinFET工艺转为了GAAFET工艺。
台积电在2纳米制程的研发方面也不容小觑。早在2019年，台积电便宣布启动了2纳米工艺的研发。在定下目标后，台积电宣布将在2纳米、3纳米等先进制程工艺的研发方面支出大约300亿美元。最终，台积电成功找到了切入GAAFET技术路线的重要路径，在2纳米制程研发方面取得技术突破。
近日，有关台积电2纳米“杀手锏”的热度不断发酵。就在美国当地时间6月16日，台积电在2022年北美技术论坛上，首度推出采用纳米片晶体管之下一世代先进2纳米（N2）制程技术，以及支援N3与N3E制程的独特TSMC FINFLEX技术。有消息称，台积电2纳米首期工厂预计会在2024年年底前投产，搭载2纳米芯片的终端产品预计在2025年上市。外界预测，在ASML高数值孔径EUV光刻机的加持下，台积电有望成为全球第一家率先提供2纳米制程代工服务的晶圆厂。
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作者丨张依依
编辑丨诸玲珍
美编丨马利亚
监制丨连晓东
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