ASML 锁定 TSMC、三星与 Intel,华为竞速打破其垄断
EUV 光刻是制造最先进 AI 芯片的关键瓶颈之一。ASML 正将最大客户牢牢锁定在最新技术上,而在中国,华为正牵头试图摆脱对这家荷兰公司的依赖。
据 Bloomberg 报道,ASML 已获得头部芯片厂商承诺采用其最新量产技术。三星计划从 2028 年起使用 ASML 的 High-NA EUV 光刻机进行大批量生产,TSMC 则定在 2030 年。Intel 已在产线上运行这些设备,走在了最前面。单台设备造价高达 4 亿美元。
ASML 是全球唯一的 EUV 光刻机制造商,也是生产最强 AI 加速器的核心设备供应商。公司 2019 年推出了结构相对简单的 Low-NA 版本,此后一直在与客户合作推进更复杂的 High-NA 系统。
更大掩模版旨在将吞吐量提升 40%
这项合作的关键在于一个微小但至关重要的技术转变:四家公司计划将光掩模版从目前的 6 英寸标准升级到 12 英寸。光掩模版本质上是一种承载芯片电路图案的"底片"。在光刻过程中,光线穿过掩模版投射到涂有光敏材料的硅片上,将图案转移到硅片表面,进而形成晶体管和电路通路。
掩模版越大,单次曝光可成像的面积就越大。此前 6 英寸的尺寸上限卡住了单颗芯片的大小,厂商不得不将多颗芯片纵向堆叠并以复杂方式互连,推高了成本和设计复杂度。
这项升级长期被视为复杂且代价高昂。但 ASML 技术负责人 Marco Pieters 表示,四家公司的协同推进有望将 High-NA 设备的吞吐量提升 40%,并简化设计流程,他称之为一个巨大的机遇。TSMC 和 ASML 计划到 2031 年建成 12 英寸掩模版的测试产线,High-NA 设备的量产应用则定在 2033 年。
TSMC 此前一直持观望态度,理由是产能提升尚不足以抵消高昂成本。如今公司态度发生转变。这对 ASML 意义重大——TSMC 贡献了其约 16% 的营收。加上三星和英特尔,三大核心客户已全部到位。三星是全球最大的内存厂商之一,计划从 2028 年起在内存芯片上采用 High NA 技术。受 AI 数据中心需求拉动,内存芯片价格正在快速攀升。
华为主导中国破解 ASML 依赖
与此同时,据《金融时报》报道,华为正推动将外国技术从中国半导体供应链中剥离,并设法绕过西方针对 ASML 关键技术的出口管制。该公司正沿光刻产业链全面布局,并协助促成与中芯国际(SMIC)等头部晶圆厂的合作交易。
中国的目标并非最顶尖的 EUV 技术,而是 DUV。DUV 即深紫外光刻,波长为 193 纳米;EUV 则短得多,仅 13.5 纳米。波长越短,可制造的电路结构越精细,芯片性能也越强。DUV 是更早期的成熟技术,目前全球绝大多数芯片都依赖它生产。通过所谓的多重图形(multi-patterning)工艺——即经过多次曝光逐步叠加图形——DUV 也能制造更先进的半导体,但工序复杂度和成本都远高于 EUV。
据《金融时报》报道,华为这一布局的核心是 Yuliangsheng,一家上海设备厂商,参与研发了中国首台先进 DUV 光刻机。该公司从 SiCarrier 分拆而来,《金融时报》称 SiCarrier 与华为关系密切,华为对此予以否认。目前这台光刻机正由 SMIC 和华为自有产线进行测试,暂时用于复杂度较低的半导体。Yuliangsheng 的目标是年底前交付十二台 DUV 光刻机,但与 ASML 仍有较大差距。
Bernstein 分析师林清源表示,华为在中国 DUV 推进中扮演的是项目管理角色,仅有一台 DUV 原型机远远不够。你需要数千家供应商和客户协同配合,再加一个统筹调度的核心力量。
最大的瓶颈仍是投影镜头和光源。据英国《金融时报》报道,域励盛使用的镜头来自蔡司(Zeiss)。蔡司表示,其光学产品只出售给 ASML。但业内人士指出存在二级市场渠道。与此同时,华为旗下的哈勃投资正在支持蔡司的竞争对手,如福建至期光子,以及光源开发商北京瑞盛元激光,以便在这一环节也实现更强的自主可控。