?熱搜！ASML新一代光刻機(jī)曝光！制造工藝可到0.2nm、芯片電路減少66%！

來(lái)源：芯榜+

EUV，即 ASML 最先進(jìn)的機(jī)器所使用的光波波長(zhǎng)，指的是電磁波譜中波長(zhǎng)從 121 納米到 10 納米的電磁輻射所在的頻段。ASML CEO 彼得·溫寧克（Peter Wennink）告訴媒體，過(guò)往 10 年間該公司已出售大約 140 臺(tái) EUV 光刻機(jī)，單價(jià)約 2 億美元一臺(tái)。 

新一代光刻機(jī)擁有：高產(chǎn)能和高數(shù)值孔徑 (High-NA)  EUV 曝光系統(tǒng)

據(jù)報(bào)道，ASML 正制造新款極紫外光線（EUV，extreme ultraviolet）光刻機(jī)，預(yù)計(jì)每臺(tái)售價(jià)約 4 億美元，或?qū)⒃?2023 年上半年完成制造，并有望在 2025 年用于芯片供應(yīng)商。

為了實(shí)現(xiàn)在2nm世代制造更精細(xì)的半導(dǎo)體，我們需要具有高產(chǎn)能和高數(shù)值孔徑 (High-NA) 的下一代 EUV 曝光系統(tǒng)。

High-NA EUV光刻機(jī)的工作原理類似于當(dāng)今的 EUV 光刻，但存在一些關(guān)鍵差異。例如與傳統(tǒng)鏡頭不同，高數(shù)值孔徑工具包含一個(gè)變形鏡頭，支持一個(gè)方向放大 8 倍，另一個(gè)方向放大 4 倍。所以字段大小減少了一半。

在某些情況下，芯片制造商會(huì)在兩個(gè)掩模上加工一個(gè)芯片。然后將掩模縫合在一起并印刷在晶圓上，這是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。

據(jù)悉，該光刻機(jī)重達(dá) 200 多噸，有“雙層巴士”那么大，旨在生產(chǎn)可用于手機(jī)、筆記本電腦、汽車以及人工智能等領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)芯片上所需的微觀電路。

據(jù)報(bào)道，ASML正制造新款極紫外光線（EUV）光刻機(jī)，預(yù)計(jì)每臺(tái)售價(jià)約4億美元，或?qū)⒃?023年上半年完成制造，并有望在2025年用于芯片供應(yīng)商。

ASML希望從2024年起在客戶工廠安裝該機(jī)器。ASML宣布，即將推出的EUV已經(jīng)有五家以上的客戶訂購(gòu)。該機(jī)器有望使芯片電路減少66%。

摩爾定律已死的說(shuō)法也傳了多年，因?yàn)樵?8nm節(jié)點(diǎn)之后芯片工藝迭代越來(lái)越困難。

臺(tái)積電、三星等公司靠著各種技術(shù)手段將芯片制成推進(jìn)3nm節(jié)點(diǎn)，1nm之后，量子隧穿效應(yīng)有可能會(huì)讓半導(dǎo)體失效。

未來(lái)工藝會(huì)如何走？在日前的FUTURE SUMMITS 2022大會(huì)上，IMEC（比利時(shí)微電子中心）展示了最新的路線圖，一路看到了2036年的0.2nm工藝。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，今年試產(chǎn)N3工藝之后，2024年會(huì)有2nm工藝，2026年則是A14工藝——A代表的是埃米，是納米之后的尺度，A14工藝可以理解為1.4nm工藝，Intel之前提出的A20、A18工藝就相當(dāng)于2nm、1.8nm工藝。

臺(tái)積電在3nm工藝完成研發(fā)之后會(huì)把團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向未來(lái)的1.4nm工藝研發(fā)，預(yù)計(jì)6月份啟動(dòng)。

接著看路線圖，IMEC預(yù)計(jì)在2028年實(shí)現(xiàn)A10工藝，也就是1nm節(jié)點(diǎn)了，2030年是A7工藝，之后分別是A5、A3、A2工藝，2036年的A2大概相當(dāng)于0.2nm節(jié)點(diǎn)了。

IMEC的路線圖基本上還是按照摩爾定律2年升級(jí)一代的水平發(fā)展的，證明了未來(lái)芯片工藝還可以迭代下去。

當(dāng)前的尖端半導(dǎo)體器件采用了“FinFET（翅片型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管）”結(jié)構(gòu)，但是預(yù)計(jì)從2nm世代以后開(kāi)始將采用下一代晶體管“GAA（Gate-Al-Around）”、“CFET（Commplementary FET）”等。

為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，需要在晶體管內(nèi)的通道中應(yīng)用諸如二硫化鎢等新材料。

與此同時(shí)，實(shí)現(xiàn)1nm及以下工藝，晶體管架構(gòu)也要改變，我們知道臺(tái)積電及三星會(huì)在3nm或者2nm節(jié)點(diǎn)放棄FinFET轉(zhuǎn)向GAA結(jié)構(gòu)，而在A5之后還要再轉(zhuǎn)向CFET晶體管結(jié)構(gòu)。

總之，挑戰(zhàn)是巨大的，要知道IMEC這個(gè)預(yù)測(cè)還是很樂(lè)觀的，但未來(lái)10多年的發(fā)展中，新工藝不跳****是不可能的，0.2nm工藝或許要到2040年時(shí)代才有可能了。

ASML的CEO Peter Wennink 展示 High-NA 的EUV曝光裝置

呼吁半導(dǎo)體價(jià)值鏈聯(lián)合起來(lái)！

在活動(dòng)中，除了imec之外，還有多家半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)也進(jìn)行了演講。ASML CEO Peter Wennink介紹了EUV曝光裝置的開(kāi)發(fā)狀況，他說(shuō)“今后15～20年將為業(yè)界的發(fā)展提供支援”。他還表示，“為了實(shí)現(xiàn)1.4nm世代以后的發(fā)展，需要強(qiáng)有力的合作”，強(qiáng)調(diào)了與各種合作伙伴企業(yè)合作的重要性。

imec的聲明說(shuō)：“半導(dǎo)體行業(yè)正以前所未有的需求蓬勃發(fā)展。芯片作為我們智能便攜式設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，嵌入到我們的日常生活中。

“然而，半導(dǎo)體制造是有代價(jià)的。它需要大量的能源和水，并產(chǎn)生危險(xiǎn)廢物。要解決這個(gè)問(wèn)題，整個(gè)供應(yīng)鏈都需要做出承諾，而生態(tài)系統(tǒng)方法將是關(guān)鍵。”

雖然system和fabless公司已經(jīng)在投資對(duì)其供應(yīng)鏈和產(chǎn)品進(jìn)行脫碳，承諾到2030年或2040年實(shí)現(xiàn)碳中和的，但由于可用的生命周期分析數(shù)據(jù)有限，它們通常對(duì)芯片制造對(duì)未來(lái)技術(shù)的貢獻(xiàn)缺乏準(zhǔn)確的見(jiàn)解。

imec通過(guò)其SSTS計(jì)劃，呼吁整個(gè)半導(dǎo)體價(jià)值鏈聯(lián)合起來(lái)，減少半導(dǎo)體行業(yè)的環(huán)境足跡。該計(jì)劃結(jié)合了imec的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)、加工技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施和機(jī)械方面的見(jiàn)解，為整個(gè)行業(yè)提供合作伙伴。