半导体

面临三大考验 EUV光刻机能否走出一波行情

作者:诸玲珍来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2019-10-14 17:13我要评论

台积电近日宣布,已经开始了7nm+ EUV工艺的大规模量产,这是该公司乃至整个半导体产业首个商用EUV极紫外光刻技术的工艺。作为EUV设备唯一提供商,市场预估荷兰ASML公司籍此EUV设备年增长率将超过66%。这个目标是否能实现?EUV工艺在发展过程中面临哪些挑战?产业化进程中需要突破哪些瓶颈?

EUV设备让摩尔定律再延申三代工艺

光刻是集成电路生产过程中最复杂、难度最大也是最为关键的工艺,它对芯片的工艺制程起着决定性作用。193nm浸没式光刻技术自2004年年底由台积电和IBM公司应用以来,从90nm节点一直延伸到10nm节点,经历了12年时间,是目前主流的光刻工艺。但是进入7nm工艺后,它的制约也越来越明显,因此EUV工艺堂而皇之走上舞台。

全球EUV光刻技术的研发始于20世纪80年代,经过近40年的发展,EUV技术从原理到零部件再到原材料等已经足够成熟,并且在现阶段的产业应用中体现了较明显优势。

赛迪智库集成电路研究所王珺在接受《中国电子报》记者时表示,极紫外光(EUV)短于深紫外光(DUV)的波长,这让EUV光刻技术的应用显著提升了光刻机曝光分辨率,进而带动晶体管特征尺寸的缩减。制造企业在28nm及以下工艺的解决方案使用浸没式和多重曝光技术。但是进入7nm工艺,DUV的多重曝光次数增长太多,让制造成本、难度、良率、交付期限均显著恶化。在关键层应用EUV光刻技术,从而减少曝光次数,进而带来制造成本与难度的降低,这让EUV光刻技术具备了足够的生产价值。

“EUV光刻机在5nm及以下工艺具有不可替代性,在未来较长时间内应用EUV技术都将成为实现摩尔定律发展的重要方向。”王珺说。因此,从工艺技术和制造成本综合因素考量,EUV设备被普遍认为是7nm以下工艺节点最佳选择,它可以继续往下延伸三代工艺,让摩尔定律再至少延长10 年时间。

DRAM存储器将带动EUV光刻机增长

在台积电、三星、英特尔继续延续摩尔定律进行工艺发展的带动下,EUV光刻机的应用数量将持续提升。

王珺表示,从目前看,对EUV光刻技术具有明显应用需求的芯片包括应用处理器、CPU、DRAM存储器、基带芯片。

半导体专家莫大康认为ASML公司EUV设备产量若要进一步扩大,希望就落在存储器厂商身上。他向《中国电子报》记者表示,目前看,EUV光刻机主要卖给三家公司:英特尔、三星和台积电,其中台积电订得最多。他介绍说,存储器主要分为两种:一种是DRAM,另一种是3D NAND。3D NAND目前的竞争主要集中在层数上,虽然也需要工艺的先进性,但需求不那么迫切。而DRAM存储器则不同,一方面其产量比较大,另一方面若做到1znm(12—14nm)以下,就要用到EUV光刻机了,届时,存储器厂商订的EUV设备将有大的爆发。“但具体时间,还要看市场需求以及厂商导入情况。目前,ASML公司EUV设备一年的出货量只有40多台,远远未达到业界预期。”

EUV还需克服诸多挑战

现阶段EUV光刻技术已经成熟,且进入产业化阶段,但是在光刻机的光源效率、光刻胶的灵敏度等方面依然存在较大的进步空间。

有关人士指出,EUV光刻机除了价格昂贵之外(超过1亿美元),最大的问题是电能消耗,电能利用率低,是传统193nm光刻机的10倍,因为极紫外光的波长仅有 13.5nm,投射到晶圆表面曝光的强度只有光进入EUV设备光路系统前的2%。在7nm成本比较中,7nm的EUV生产效率在80片/小时的耗电成本是14nm的传统光刻生产效率在240片/小时耗电成本的1倍,这还不算设备购置成本和掩膜版设计制造成本比较。

莫大康认为EUV工艺面临三大挑战:首先是光源效率,即每小时刻多少片,按照工艺要求,要达到每小时250片,而现在EUV光源效率达不到这个标准,因此还需进一步提高,且技术难度相当大。其次是光刻胶,光刻胶的问题主要体现在:EUV光刻机和普通光刻机原理不同,普通光刻机采用投影进行光刻,而EUV光刻机则利用反射光,要通过反光镜,因此,光子和光刻胶的化学反应变得不可控,有时候会出差错,这也是迫切需要解决的难题。最后是光刻机保护层的透光材料,随着光刻机精度越来越高,上面需要一层保护层,现在的材料还不够好,透光率比较差。在以上三个挑战中,光源效率是最主要的。此外,EUV光刻工艺的良率也是阻碍其发展的“绊脚石”。目前,采用一般光刻机生产的良率在95%,EUV光刻机的良率则比它低不少,在70%~80%之间。莫大康表示,解决上述问题,关键是订单数量,只有订单多了,厂商用的多了,才能吸引更多光源、材料等上下游企业共同参与,完善EUV产业链的发展。

王珺表示,EUV技术的研发与应用难度极高,未来实现进一步发展将在全球范围内将遵循竞争优势理论,各国家和地区的供应商依靠自身优势进行国际化产业整合。


责任编辑:诸玲珍
相关链接

第二届全球IC企业家大会暨第十七届中国国际半导体博览会

9月3日,由工业和信息化部、上海市人民政府指导,中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办的第二届全球IC企业家大会暨第十七届中国国际半导体博览会在上海开幕

2019世界VR产业大会新闻发布会

6月20日,工业和信息化部、江西省人民政府在北京联合召开新闻发布会,介绍2019世界VR产业大会有关情况及筹备工作进展。

第十一届中国中部投资贸易博览会电子信息产业发展论坛

5月19日,第十一届中国中部投资贸易博览会电子信息产业发展论坛在江西南昌召开。南昌市人民政府副市长杨文斌、江西省工信厅副厅长王亦斌出席并致辞。

2019世界超高清视频产业发展大会

5月9日,2019 世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会在广州召开。大会由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府共同主办。工业和信息化部部长苗圩出席大会并致辞。

第七届中国电子信息博览会

本次峰会主题是“创新驱动发展 智慧赋能未来”,将邀请政府行业主管部门、国内外著名专家学者和企业家发表主题演讲,深入探讨产业创新发展新模式、新动能、新路径,推动电子信息产业高质量发展。...

首届全球IC企业家大会

12月11日,由工业和信息化部、上海市人民政府指导,中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办,北京赛迪会展有限公司、中国电子报社、上海市集成电路行业协会承办的“首届全球IC企业家大会暨第十六届中国国际...

2018世界VR产业大会

10月19日,2018世界VR产业大会在南昌盛大开幕。开幕式上,全国政协副主席卢展工宣读国家主席习近平贺信,工业和信息化部部长苗圩,江西省委书记刘奇,江西省委常委、南昌市委书记殷美根分别致辞。

第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动...

8月20日,在中国创新创业大赛组委会办公室指导下,由虚拟现实产业联盟、国科创新创业投资有限公司共同举办的第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动新闻发布会在北京举行。

2018年上半年家电网购分析报告发布会

8月2日,工业和信息化部赛迪研究院、中国电子报社在北京发布了《2018年上半年家电网购分析报告》(以下简称《家电网购报告》)。报告显示,2018年上半年,我国B2C家电网购市场(含移动终端)规模达2641亿元...

2018制造业“双创”高峰论坛

6月22日,2018制造业“双创”高峰论坛在北京举办。本次论坛由中国电子信息产业发展研究院、中国制造企业双创发展联盟和中国软件行业协会工业互联网分会主办,中国电子报社、北京云道智造科技有限公司和中国船舶工...

2018世界VR产业大会新闻发布会

5月21日,记者从在北京人民大会堂召开的2018世界VR产业大会新闻发布会上获悉,由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办,中国电子信息产业发展研究院、江西省工业和信息化委员会、南昌市人民政府、虚拟现实产业...

数字经济前沿论坛-CITE2018第六届中国电...

为贯彻落实党的十九大精神,充分展示新一代信息技术产业最新发展成就,促进产业核心技术突破,加快形成数字经济新动能,引领信息技术产业供给侧改革,工业和信息化部、深圳市人民政府将于2018年4月9日-11日在深圳市共 ...

中国超高清视频(4K)产业发展大会

3月29日,中国超高清视频(4K)产业发展大会在广州市召开。大会由工业和信息化部、国家广播电视总局、广东省人民政府主办,广东省经济和信息化委员会、广东省新闻出版广电局、广东省通信管理局、广州市人民政府、中...

2019上半年中国家电市场报告发布

7月29日,中国电子信息产业发展研究院在北京发布了《2019上半年中国家电市场报告》(以下简称《报告》)。《报告》显示,2019年1月-6月,我国家电行业运行稳定、稳中有进,产销均高于去年同期。其中,...

壮丽70年 奋斗新时代

70年来,中国共产党人从未停下“赶考”脚步。神州大地上,一幅幅壮丽的发展画卷在描绘,一部部感天动地的奋斗史诗在书写。...

2019打造制造业“双创”升级版

围绕制造业“双创”升级的内涵本质、发展趋势、实践启示等方面,邀请政府部门及事业单位领导、两院院士及专家学者、重点地区及企业领导等撰写相关文章,共同探讨制造业“双创”发展新路径。...

聚焦2019全国两会

3月3日电 凝聚共识谱写时代华章,共商国是同绘复兴宏图。中国人民政治协商会议第十三届全国委员会第二次会议3日下午在人民大会堂开幕。...

MWC2019世界移动大会报道

MWC,世界移动通信大会。主办方全球移动通信系统协会(GSMA)成立于1987年,是世界移动通信界的三大国际组织之一,目前其成员已包括来自220个国家的近800家移动运营商以及230多家更为广泛的移动...

CEN视频新闻 | 2019 CITE 瑞萨电子高级副总裁

第七届电子信息博览会上,瑞萨电子高级副总裁 真冈朋光接受《中国电子报》记者采访。...

视频新闻丨院士专家畅谈智能网联汽车

3月19日,慕尼黑上海电子展前夕,新能源与智能网联汽车创新发展论坛在上海举办,论坛邀请了30多为海内外行业人士,近35场精彩发言,围绕新能源和智能网联两大领域展...

两会专访丨全国政协委员、新大陆科技集团总裁王晶

2019年全国“两会”期间,全国政协委员、新大陆集团总裁王晶在接受《中国电子报》记者采访时表示:传统农村需要发挥信息技术和互联网的载体和引擎作用,促进农业生产、...

友情链接
关于我们 | 联系我们 | 广告服务
电子信息产业网LOGO