台积电正在使用具有EUV层的制造技术来提高产量

在今年早些时候，台积电表示，公司已在全球范围内部署并运行了大约50％的所有极紫外（EUV）光刻工具，这意味着该公司使用的EUV机器比业内任何其他公司都要多。而根据Digitimes最近的一份报告，为了保持领先地位，台积电已经订购了超过十二台ASML的Twinscan NXE EUV光刻机，并将于明年交付。

订购了13款EUV工具，还需要更多

DigiTimes 援引未披露的工业消息来源称，台积电已经订购了至少13套ASML的EUV系统。尽管尚不清楚确切的交付和安装时间表，但他们表示，这些工具将在2021年全年交付。同时，他们指出，台积电明年的实际需求可能高达16 到17台EUV光刻机，因为该公司正在使用具有EUV层的制造技术来提高产量，台积电尚未确认该报告。

目前，台积电使用ASML的Twinscan NXE EUV光刻机在其N7 +和N5节点上生产商用芯片，但该公司将在接下来的几个季度中增加N6（实际上定于2020年第四季度或2021年第一季度进入HVM）以及还具有EUV层的N5P流程。

台积电对EUV工具的需求随着其技术变得越来越复杂并采用了需要使用极紫外光刻工具进行处理的更多层而不断增加。台积电的N7 +最多使用四层EUV，以减少制造高度复杂的电路时多图案技术的使用。

根据ASML的数据，从2018年至2019年，每月每开始生产约45，000个晶圆，一个EUV层就需要一个Twinscan NXE光刻机（one EUV layer required one Twinscan NXE scanner for every ~45，000 wafer starts per month in 2018 ~ 2019）。随着工具生产率的提高，WSPM的数量也在增加。因此，要配备一个GigaFab（每月产能超过100，000个晶圆），以使用N3或更先进的节点制造芯片，该工厂则至少需要40个EUV工具。

台积电董事会本周早些时候批准了151亿美元的资本支出，用于购买新生产工具，晶圆厂建设和安装特殊技术能力，升级其先进封装设施以及2021年第一季度的研发等方面的支出，这些资金可能会用于购买EUV工具。。

ASML提升EUV生产能力

ASML最新的Twinscan NXE：3400B和NXE：3400C步进扫描系统非常昂贵。早在10月份，ASML就在其订单中透露了四个EUV系统，价值5.95亿欧元（约合7.03亿美元），因此一件设备的成本可能高达1.475亿欧元（约合1.775亿美元）。也就是说，13套EUV可能使台积电花费高达22.84亿美元。

但是，对于EUV工具而言，金钱并不是唯一的问题。ASML是生产和安装EUV光刻机的唯一一家公司，并且其生产和安装能力相对有限。在对制造过程进行了所有调整之后，该公司认为可以将单台机器的周期时间缩短至20周，这将使年产能达到45至50个系统。

在今年的四个季度中，ASML已交付了23台EUV光刻机，并且打算出售的数量略低于其最初计划在2020年推出的35台系统。到目前为止，ASML已交付了83台商用EUV工具（其中包括NXE：3350B，NXE：3400B，以及从2015年第一季度到2020年第三季度销售的NXE：3400C机器）销售给所有客户。

领先行业

如果台积电关于在全球范围内安装并运行的所有Twinscan NXE工具拥有约50％所有权的主张是正确的，则该公司可能已经拥有30至40台EUV光刻机，这比业内任何其他公司都多。

台积电当然不是唯一一家采购大量EUV工具的半导体制造商。三星被认为会落后一些，因为该公司仅使用EUV来制造其7LPP和5LPE SoC以及一些DRAM。但是，随着三星晶圆厂扩大EUVL在逻辑上的使用，而三星半导体提高基于EUV的DRAM的生产，这家企业集团将不可避免地不得不开始购买更多的Twinscan NXE光刻机。

预计英特尔还将在2022年开始使用7纳米节点制造芯片，届时他们也将开始部署EUVL系统。尽管该工艺技术以及英特尔未来计划存在许多不确定性，但不可避免的是，该公司还将在未来几年成为EUVL的主要采用者之一。

ASML的其他主要客户是SK hynix，后者已经测试驱动这些工具并开发适当的节点和DRAM IC。

美光公司计划避免在未来几代DRAM世代中使用EUVL，但是由于最终仍将必须过渡到启用EUV的节点，因此，为了发展，它将在未来几年内至少采购一个Twinscan NXE系统。

不可避免的是，在未来几年对EUV工具的需求只会增加，但是从今天的立场来看，在可预见的未来，台积电将继续成为这些光刻机的主要采用者，三星和英特尔也将紧随其后。
责任编辑:tzh