ASML是绝对的霸主，纳米压印的影响近乎零

半导体工艺与设备 2023-10-28 09:42

【TI资料】基于新型C29内核的MCU技术资料 如何增强电动汽车的实时控制能力？

近来，因为佳能发布了号称可以生产2nm的新一代纳米压印光刻机，引起了大家对其与ASML竞争的广泛讨论。

不过，semiwiki的作者Robert Maire在其文章中毫不客气地抨击了大家的这种观点。他首先表示，过去几周对佳能过度反应和当初对应用材料的Sculpta一样。他同时指出，纳米压印虽然已经取得了巨大进步，但仍然没有竞争力。在他看来，一些参与这个讨论的专家对技术基本缺乏了解。他同时还强调，芯片行业似乎一直在寻找不存在的替代品。

Robert Maire说到，上周，由于佳能宣布推出纳米压印工具，我们在 ASML 中看到了巨大的负面反应。不知何故，市场和许多所谓的“分析师”变得热衷并烦恼，认为这将是我们所知道的 ASML 的终结。

“在撰写 ASML 讣告之前，似乎没有多少人进行任何认真的事实核查，甚至进行简短的分析。”Robert Maire说。

也许市场上对那些拥有垄断地位并伴随着高估值的公司自然而然感到幸灾乐祸。也许每个人都只是想看到顶级狗从他们的基座上被撞下来。问题是事实并非如此，ASML 一如既往地坚如磐石，佳能对 ASML 业务的影响本质上为零。

在Robert Maire看来，佳能的新闻只是当时对 Applied Sculpta 工具过度反应的翻版，该工具在 SPIE 光刻会议上不恰当地介绍了，尽管它只不过是一种蚀刻工具。应用材料公司称其为成像工具，尽管它显然根本不是。

技术零了解的人表示，双重图案化已经结束，ASML的工具销量将减半。显然，这与事实相去甚远，应用材料公司还显然试图争夺 ASML 在光刻领域的一些价值。

现在，距离 Scuplta 恐慌已经过去 6 个多月了，大多数投资者似乎终于意识到它对 ASML 的影响为零。Scuplta 并没有席卷市场。早在 Sculpta 宣布时，许多专家就表示这是对 ASML 的“生存威胁”……上周我们听到了同样过分夸大的对 ASML 的“生存威胁”……不是！

与 Applied Sculpta 技术非常相似，佳能技术也已存在数十年，并且作为一项发展中的技术一直在苦苦挣扎。

佳能于 2014 年收购了德克萨斯州的 Molecular Imprints 公司，进入了纳米压印业务。Molecular Imprints 已经苦苦挣扎了很长一段时间，但从未真正获得任何重大牵引力。使用纳米压印对具有微图案的磁盘驱动器盘片进行表面修饰有一些早期的方向。当时，半导体行业的使用仅限于存储设备的重复模式。

缺陷和对准一直是纳米压印的永恒问题和限制。我们确实赞扬佳能在这些和其他领域通过日本公司闻名的不懈工程取得了巨大进步，但基本的技术限制仍然存在。

纳米压印在存储器中可能有一些潜在的应用，纳米压印比逻辑更能容忍缺陷问题，并且以较低的分辨率运行，但距离成为“现实世界”HVM（大批量制造）解决方案还有很长的路要走。

“如果6个月后，某家公司宣布在DSA（定向自组装）或多束电子束直写系统方面取得突破，并被吹捧为对ASML的“生存威胁”，那么面对愚蠢的事情，就出去购买ASML的股票从众心理。”Robert Maire说。

他指出，DSA 作为一种光刻替代方案已经存在了数十年，但其自身也有与纳米压印相当的局限性，因此一直是标准光刻的替代方案。

还有直写电子束技术，虽然分辨率比 EUV 高得多，但速度慢数百万倍，就像用铅笔复印报纸而不是 EUV 印刷机一样。有人尝试使用大规模平行铅笔，但显然它仍然非常慢。

许多光刻技术都想从ASML 嘴里抢食，但很多都是无用功。

Robert Maire表示，对不可行的光刻替代品反应过度的部分原因是因为光刻的成本呈指数级增长，ASML 的垄断也是如此。

我们参加许多行业会议并了解最新趋势。我们不遗余力地参加任何行业分析师都不会参加的会议，更不用说甚至不知道了，例如最近的 SPIE 光掩模和 EUV 会议。DSA、纳米压印和其他技术总是在此类会议上讨论，但业内任何认真的人都知道，目前还没有可行的替代方案可以影响 ASML。

随着当前光刻成本增长速度超过任何其他半导体设备领域，人们仍然对替代方案抱有更大的希望和梦想。

我们还确信，中国比其他任何国家都更加努力地寻找当前认可的光刻工具的替代品。如果 DSA、纳米压印或直写可行，他们就会这么做。

尽管上周人们对见呢过产品的发布做出了无知的、歇斯底里的、过度的反应，但对于 ASML 来说，佳能的发布并没有带来任何改变。

更大、更现实、更相关的问题是全球宏观经济前景、芯片供应过剩、中国制裁等。ASML的垄断地位和市场地位没有改变，唯一显着的变量仍然是市场本身。

迄今为止，ASML 仍然是半导体设备领域最具主导地位的参与者，并因此受到适当的重视。

佳能的印记威胁并不比床底下的怪物更真实。

佳能声称其纳米压印光刻机能够生产 5 纳米芯片

在生产最先进的芯片方面，荷兰半导体制造设备制造商 ASML 已经锁定了市场。然而，佳能的新光刻技术可能很快就会挑战这一地位。

上周五，这家以其高端相机系统而闻名的日本跨国公司宣布推出一款纳米压印光刻 (NIL) 机器，据称该机器能够生产低至 5 纳米工艺节点的零件。佳能声称，通过进一步改进，它最终可以生产 2 纳米部件。我们假设佳能将能够实现可接受的良率和低缺陷率，以使所有这些变得有用。

这将使其与 ASML 的极紫外光刻 (EUV) 套件竞争。这家荷兰供应商是用于制造 7 纳米以下芯片的 EUV 的唯一供应商。也许更诱人的是，佳能的 NIL 技术——不依赖 EUV 应用中使用的复杂光学器件或镜子。

佳能的纳米压印技术的工作原理是将印有电路设计的掩模像印章一样物理地压到芯片硅片的抗蚀剂层上。

“由于其电路图案转移过程不通过光学机制，因此掩模上的精细电路图案可以忠实地复制在晶圆上。因此，可以在单个压印中形成复杂的二维或三维电路图案，”佳能解释在它的产品时说道。

这与 ASML 和其他公司使用的光刻技术不同，后者涉及使特定波长的光穿过光掩模以在晶圆上的图案层上蚀刻特征。最终目标是在芯片芯片上制作复杂的高密度电路。

尽管佳能声称其技术可以生产相当于 5 纳米工艺的芯片，但 Gartner 分析师 Gaurav Gupta 仍持怀疑态度。“如果佳能突然实现重大技术突破，我会感到惊讶，”他告诉我们。

他解释说，纳米压印光刻 (NIL) 作为一个概念已经存在了一段时间，但该技术一直受到缺陷、覆盖和吞吐量等挑战的困扰。

“我们预计五年前不会产生商业影响，并且主要从存储芯片开始，”他告诉The Register。“与大批量执行和制造准备相比，前沿节点的研发或概念能力存在很大差距，这就是挑战。”

对于 Gupta 来说，到目前为止，有关 NIL 的大部分讨论都集中在它在内存模块生产中的使用。例如，早在 2015 年， SK 海力士就与东芝成立了一家合资企业，开发 NIL 技术。

应用材料Sculpta ，威胁ASML？

在今年2 月最后一天，应用材料公司宣布了一些投资者显然认为对 EUV 扫描仪销售构成威胁的消息，随后ASML 的股价略有下跌。不过这些担忧被夸大了。因为即使应用材料公司的“图案成形技术”如宣传的那样有效，这家位于 Veldhoven 的设备制造商仍将从 Centura Sculpta 系统的广泛采用中获益。

报道显示，Sculpta 是一种选择性蚀刻工具，旨在不对称地去除材料。通过以可配置的角度和速度在晶圆上移动等离子束，化学反应物质会蚕食现有特征的侧壁，从而改变其形状。例如，孔可以拉长成椭圆体。

尽管该技术不能提高图案分辨率，但它可以创建更密集的图案，而无需添加另一个光刻周期，即应用双重图案。考虑上面提到的孔的图案。孔的最小直径由规格决定，但孔的间距越近，在给定区域内的孔就越多。然而，间距受到光刻的限制。紧密的间距需要分两步进行，即按顺序对两组孔进行图案化。

应用材料公司在新闻发布会上展示的 Sculpta 可以用更少的步骤取代沉积、光刻、蚀刻和其他工艺的第二个周期。首先，通过标准光刻程序对更小但更密集的孔进行图案化。接下来，使用 Sculpta 工具放大孔，使它们比单一图案化步骤更靠近。

应用材料公司推出的 Sculpta 是一种在某些情况下减少 EUV 光刻需求的方法。新闻材料重点介绍了两个双图案用例，其中之一已在上面概述，但也可能还有其他用例。无论如何，很明显 Sculpta 并不能取代光刻技术，这是互补的。

即便如此，应用材料公司声称，所提出的双图案用例可以显着节省成本，部分原因是降低了复杂性。对于它所取代的每个 EUV 双图案序列，Sculpta 可以为每个晶圆节省 50 美元，或者每月每 100k 晶圆启动节省 2.5 亿美元。此外，应用材料公司表示，该技术已经为大规模部署做好了准备，他们也已经与领先客户一起开发了六年，英特尔和三星对此都赞不绝口。

分析人士对Sculpta 的潜在影响存在不同意见。Semiconductor Advisors 的 Robert Maire 对此并不以为然，称其“只是另一种蚀刻工具”，它模仿的是 Tokyo Electron 的产品。“说 Sculpta 是双图案 EUV 的替代品有些牵强，因为它仅在某些情况下充当替代品，而不是所有情况。因此，要说这会产生某种重大影响，比如消除双重图案或 EUV 的使用，也是一个漫长的过程。”

IC Knowledge 的 Scotten Jones 则更有信心，称 Sculpta 是“光刻工具集的有用补充”。他指出，吞吐量将是节省成本的一个主要因素，“但 Sculpta 工具的速度必须非常慢，才不会成为比 EUV 光刻循环便宜得多的选择。”

Dylan Patel 和 Semianalysis 的同事们非常热情，他们写道，Sculpta 将“重新定义光刻和图案化市场”，并指出“Sculpta 用例显然是独一无二的”。根据对该工具的吞吐量、周期时间、成本、出货量预估和客户收入预估的分析，Semianalysis 得出未来 EUV 需求将减少 45 亿美元的结论。只有市场研究公司的付费客户知道具体时间是什么时候，但可能还很遥远。不过，作为参考，去年ASML的EUV系统销售收入达到70亿美元，同比增长13%。

为了便于讨论，我们假设 Sculpta 工作得很好。芯片制造商已经在生产中应用了 EUV 双图案化，并且随着高数值孔径的出现，他们对它的需求也会不断增加。最终，高数值孔径双图案也将变得普遍。这推动了对 ASML 工具的需求。显然，Sculpta 可以消除部分需求。

但 Sculpta 也将产生新的需求。在摩尔定律的这个阶段，尺寸缩放已经放缓并将继续放缓，任何有助于降低成本的措施都有助于保持行业的增长。“我们欢迎任何制程改进的推动者。在过去的几年里，我们与许多合作伙伴在 EUV 的抗蚀剂、掩模和蚀刻技术方面进行了合作。抗蚀剂灵敏度、成像对比度等的改进都显着提高了生产率或成像性能。反过来，这些收益为我们的客户在 EUV 升级过程中节省了大量成本。”ASML 发言人回应了 Bits&Chips 的评论请求。“在接下来的几个月里，我们将在客户需要时与客户合作，看看 [Sculpta] 带来了什么好处。”

登录阅读全文

