ASML加快極紫光外光刻研發(fā)步伐
早在2013年，ASML就披露說，他們將按計劃在2015年提供450毫米晶圓制造設備的原型，Intel、三星電子、臺積電等預計將在2018年實現(xiàn)450毫米晶圓的商業(yè)性量產(chǎn)，與此同時，極紫外（EUV）光刻設備也進展順利，將在今年交付兩套新的系統(tǒng)。并且ASML在一份聲明中稱：“在客戶合作投資項目的支持下，我們已經(jīng)完成了用于極紫外、沉浸式光刻的450毫米架構的概念設計，將在2015年交貨原型，并兼容2018年的量產(chǎn)，當然如果整個產(chǎn)業(yè)來得及的話?！?/p>
歷史上每次擴大晶圓尺寸都會將可用面積增加30－40％，芯片成本也有相應的降低，300毫米過渡到450毫米同樣如此，所以為了使用更先進的制造工藝和極紫外光刻技術，450毫米晶圓勢在必行，但隨著尺寸的增大，晶圓制造的難度也是指數(shù)級增長，因此450毫米晶圓提了很多年了，但至今仍然沒能投入實用。
ASML為推進、加速研發(fā)450毫米晶圓和極紫外光刻技術，受到刺激的ASML還耗資25億美元收購了關鍵的光學技術提供商Cymer，加快極紫外光刻進展。
為什么說光刻機對晶圓廠至關重要
光刻設備是一種投影曝光系統(tǒng)。在半導體制作過程中，光刻設備會投射光束，穿過印著圖案的掩模及光學鏡片，將線路圖曝光在帶有光刻膠的硅晶圓上；通過光刻膠與光的反應來形成溝槽，然后再進行沉積、蝕刻、摻雜，架構出不同材質的線路。
其中掩膜版上面會有很多的布線，形成溝槽以后在里面會布很多的二極管、三極管等，來形成不同的功能。單位面積上布的線越多，能夠實現(xiàn)的功能就越多，效能也越高，耗能越少。
當然，并不是每個晶圓廠都必須配置光刻機，當自身產(chǎn)能不是很大或者生產(chǎn)中耗能太高、產(chǎn)生環(huán)境污染的時候，這部分的需求可以轉移到晶圓代工廠去。美國現(xiàn)在的發(fā)展趨勢是，由于高耗能、有污染所以自己不生產(chǎn)，把先前很多工廠轉移到了臺灣。臺灣由于地域限制，工廠主要集中在新竹，污染、能耗都很大，所以也想把設備轉移到大陸廠商，如中芯國際、臺積電南京等。
一個12寸廠每月的產(chǎn)能大約是8－9萬片，這已經(jīng)是很高的水平了，換算到光刻機的產(chǎn)能大約是每天3000片，實際中效率可能每小時110－120片。涂膠的速度是制約光刻機生產(chǎn)效率的核心因素，涂膠機目前主要被日本的DNS和TEL壟斷。
除了生產(chǎn)線以外，晶圓廠的研發(fā)部門也需要光刻機。
半導體國產(chǎn)化，工藝制程設備有待突破
隨著AI芯片、5G芯片、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等下游的興起，全球半導體行業(yè)重回景氣周期。行業(yè)預計全球將于2020年前投產(chǎn)62座半導體晶圓廠，其中26座設于中國大陸（其中10座是12寸廠），中國大陸預計于2019年成為全球設備支出最高地區(qū)，為國產(chǎn)半導體設備的崛起提供了發(fā)展機會。
從設備需求端測算，2018－2020年國產(chǎn)晶圓制造設備市場空間增速分別為54％，78％和97％，2018－2020年累計市場空間達250億元，CAGR 為87％。
從興建晶圓廠投資端測算，2018－2020年國產(chǎn)晶圓制造設備市場空間增速分別為157％， 94％和31％， 2018－2020年累計市場空間387億元，CAGR 為59％。平均每年超百億的市場空間在機械行業(yè)中難得一見。
2016年全球半導體專用設備前十名制造商（美國應用材料，荷蘭ASML等）的銷售規(guī)模達到了379億美元，市占率高達92％。而中國半導體設備前十名制造商的銷售額約7．3億美元，在收入規(guī)模上差距大，其根本原因還是來自技術上的差距。
目前我國半導體設備自制率不足15％，且集中于晶圓制造的后道封測，前道工藝制程環(huán)節(jié)的關鍵設備如光刻機、刻蝕機、薄膜沉積等仍有待突破，且晶圓制造等設備在采購中面臨國外企業(yè)的技術封鎖，全面國產(chǎn)化是必然選擇。
隨著這兩年，中國晶圓廠進入了投資擴產(chǎn)熱潮。中國大陸的半導體產(chǎn)業(yè)正在繼續(xù)以驚人的速度擴張。據(jù)統(tǒng)計，2019年在中國就有將近20個新開工的晶圓制造廠建設項目。
在晶圓廠制造中，光刻決定了半導體線路的精度，以及芯片功耗與性能，相關設備需要集成材料、光學、機電等領域最尖端的技術，被譽為是半導體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠。單臺設備價格在2000萬美金以上，是中國半導體設備最需突破的環(huán)節(jié)之一。
結語
目前，除了ASML，其他廠商在EUV方面，尼康和佳能在一開始有先發(fā)優(yōu)勢，但只能達到42nm，尼康在日本本土能達到28nm。而上海微電子，在技術上來說只能做到8寸廠的工藝，并且在工藝的重復性以及光源上還相差甚遠，暫時無法達標。
8寸晶圓一般是65nm級別的技術，主要應用于較為低端的芯片裝置，比如物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、部分顯卡等。對顯卡消耗較大的區(qū)塊鏈也一定程度上拉動了對8寸晶圓的需求。12寸晶圓一般用于高端的邏輯芯片（CPU＼GPU等）和存儲芯片（DRAM＼NAND等），終端下游為個人電腦、智能手機等。
因此從整體上看，中國在8寸設備上取得了一些進步，正在向12寸發(fā)展，但這條路還很長。而在光刻環(huán)節(jié)國內還無法做到。就目前來說，中國新建晶圓廠，到時候沒有光刻機供應的話，是有很大影響的。