在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中,光刻機(jī)被譽(yù)為“皇冠上的明珠”,是制造芯片最關(guān)鍵的設(shè)備。由于其技術(shù)極其復(fù)雜,研發(fā)和制造門(mén)檻極高,因此全球能生產(chǎn)高端光刻機(jī)的公司極為稀少。
一、ASML(荷蘭)——全球最先進(jìn)的光刻機(jī)制造商
ASML 是目前世界唯一能夠量產(chǎn)極紫外光(EUV)光刻機(jī)的公司,也是先進(jìn)芯片制造的核心設(shè)備供應(yīng)商。其總部位于荷蘭,是典型的高科技“隱形冠軍”。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
EUV光刻機(jī)獨(dú)家供應(yīng)商,波長(zhǎng)為13.5納米,用于5nm、3nm甚至2nm芯片制程。
提供先進(jìn)的DUV(深紫外)光刻機(jī),包括ArF干式和浸沒(méi)式系統(tǒng)。
研發(fā)中的 High-NA EUV 光刻機(jī)將用于1.5nm甚至更小節(jié)點(diǎn)。
市場(chǎng)份額
ASML占據(jù)全球光刻機(jī)市場(chǎng)約80%以上的份額,在先進(jìn)制程領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。其主要客戶(hù)包括臺(tái)積電、三星、英特爾等芯片巨頭。
二、Nikon(日本)——曾經(jīng)的王者,仍保有一席之地
Nikon 是一家歷史悠久的日本光學(xué)設(shè)備制造商,在20世紀(jì)90年代曾是全球光刻設(shè)備的領(lǐng)先者。然而在EUV技術(shù)的競(jìng)賽中落后于ASML,目前主要生產(chǎn) DUV 光刻機(jī),應(yīng)用于成熟制程(65nm 以上)。
技術(shù)特點(diǎn)
主攻 ArF 浸沒(méi)式與 KrF 光刻系統(tǒng)。
在LCD光刻設(shè)備領(lǐng)域仍有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
專(zhuān)注于IC封裝、MEMS、LED等成熟工藝市場(chǎng)。
發(fā)展挑戰(zhàn)
由于EUV領(lǐng)域未能突破,Nikon在先進(jìn)制程市場(chǎng)份額不斷被ASML蠶食,目前市占率約為10%左右,但在部分市場(chǎng)仍不可或缺。
三、Canon(日本)——光刻領(lǐng)域的“老將”回歸
Canon 是另一家日本老牌光學(xué)公司,在上世紀(jì)也曾是光刻技術(shù)的代表力量。近年來(lái)逐步退出高端邏輯芯片光刻競(jìng)爭(zhēng),轉(zhuǎn)而專(zhuān)注于中低端設(shè)備和納米壓印光刻(NIL)技術(shù)。
技術(shù)路線(xiàn)
擅長(zhǎng) G線(xiàn)/I線(xiàn) 光刻,用于PCB、LED、玻璃基板等制造。
推動(dòng)納米壓?。∟IL)技術(shù),有望在特定場(chǎng)景(如3D NAND)形成突破。
不參與EUV競(jìng)爭(zhēng)。
應(yīng)用領(lǐng)域
主要面向中小型芯片廠、科研院所以及非硅基產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)。
四、其他光刻相關(guān)企業(yè)與技術(shù)路線(xiàn)
雖然全球主流光刻設(shè)備市場(chǎng)由以上幾家公司主導(dǎo),但一些新技術(shù)路徑也在嘗試打破傳統(tǒng)光刻的技術(shù)壁壘:
1. 納米壓印光刻(NIL)
如美國(guó)的 Molecular Imprints(已被Canon收購(gòu))專(zhuān)注于通過(guò)模板直接壓印圖案,繞過(guò)傳統(tǒng)曝光機(jī)制,適合存儲(chǔ)芯片和微結(jié)構(gòu)加工。
2. 電子束直寫(xiě)(E-beam Lithography)
如瑞典的 Raith、德國(guó)的 Vistec 提供超高分辨率的科研級(jí)電子束直寫(xiě)設(shè)備,適合納米實(shí)驗(yàn)、光掩膜制備。
3. 光刻材料公司
如 JSR(日本)、TOK(日本)、杜邦(美國(guó)) 等,在光刻膠、抗蝕劑、顯影液等方面提供支撐。
五、總結(jié)
全球光刻機(jī)市場(chǎng)集中度極高,技術(shù)高度封鎖。目前,ASML 幾乎壟斷了最先進(jìn)的 EUV 光刻市場(chǎng),日本的 Nikon 與 Canon 則在中低端和特定領(lǐng)域維持一定市場(chǎng)份額。