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作者：畅秋
最近，关于EUV光刻机，又有劲爆消息传出。
据外媒报道，有消息人士透露，由于美国施压，ASML向荷兰政府官员保证，在特殊情况下，该公司有能力远程瘫痪（remotely disable）台积电使用的EUV光刻机。知情人士称，ASML拥有“锁死开关”（kill switch），可以远端强制关闭EUV。
针对这一消息，有专家表示，远程瘫痪或关闭EUV，技术上是可行的。由于全球90%的先进制程（7nm及以下）芯片都是在中国台湾生产制造的，因此，远程瘫痪EUV光刻机的消息在行业掀起了不小的波澜。
ASML是唯一一家有能力制造EUV设备的厂商，过去几年里，每年可生产约40台这样的设备。今年2月，该公司财务长Roger Dassen在接受采访时表示，计划2024年把产量提高到约60台，而一台EUV光刻机的价格高达2.3亿美元，这还只是新设备初代版本的价格，之后的更新版本会更贵。
01、台积电受益颇多
多年来，台积电是EUV设备的最大买家，也因为有了这些设备，使其不断巩固着晶圆代工龙头一哥的地位，特别是在先进制程方面，台积电积累了丰富的技术、工艺和经验，使其能够越来越从容、灵活地使用EUV光刻机，以提高生产率，并尽量降低使用成本。2019年，台积电拥有全球42%的EUV光刻机安装量，2020年则增加到了50%。
近几年，虽然三星和英特尔不断增加EUV设备购买量，台积电安装量的全球占比依然在上升，目前约为56%，到2024年底，该晶圆代工龙头的EUV光刻机数量有望比2019年增长10倍。现在，台积电采用EUV设备生产的晶圆数量是2019年的30倍，与增加10倍的光刻机数量相比，其产量增长更为可观，这凸显出该龙头厂商在经过多年的使用和积累后，能够不断提高EUV的生产效率、缩短维修时间并减少总体停机时间。
EUV光刻系统的耗电量是非常大的，台积电通过未公开的节能技术，成功地将EUV光刻机的功耗降低了24%，该公司计划在2030年前将每台EUV设备的单位晶圆能效提高1.5倍。
02、越来越贵，台积电也发愁
虽然EUV光刻机是个好东西，特别是对于7nm以下的先进制程来说，它是不可或缺的，但是，随着系统越来越复杂，这些设备的价格越来越昂贵，即使是台积电这样的龙头企业，也不能再像以前那样任意购买了。
最近，台积电高级副总裁Kevin Zhang在阿姆斯特丹的一个技术研讨会上表示，新的high-NA（高数值孔径）EUV光刻机成本非常高，短期内不考虑采用。ASML推出的这款最新EUV光刻机可以8nm的分辨率刻印集成电路，然而，这一堪称“人类科技巅峰”的设备，每台耗资高达3.5亿欧元(约3.8亿美元)，重量则相当于两架空客A320，运输和装配非常复杂。
与ASML生产的标准款EUV光刻机相比，新的high-NA EUV设备的最大特点就是使用了更大的数值孔径，high-NA EUV采用0.55NA镜头，能够实现8nm级别的分辨率，而标准EUV使用的是0.33NA镜头。因此，这种新产品能够在晶圆上刻印出更小的特征尺寸，它对于2nm及以下制程芯片研发和生产至关重要。
然而，不断上升的成本使得3nm及以下制程芯片制造进程变得更加困难。台积电的KevinZhang表示，该公司的A16制程（1.6nm）将于2026年底推出，但不会使用high-NA EUV光刻机，可以继续依赖台积电旧款的EUV设备。他表示：“我喜欢high-NA EUV的性能，但是否使用它将取决于它在哪个层面最具经济意义，以及我们能够实现的技术平衡。”“经营一家大型芯片制造工厂的成本，包括建筑、设备、工具、电力和原材料等，而这些一直在上涨。这是整个行业所面临的共同挑战”，Kevin Zhang说。
03、美国搅局
近些年，美国在大力发展本土的芯片制造业，特别是先进制程工艺技术。为此，美国政府推出了多项扶持本土企业的优惠政策，以及资金支持，受惠最大的就是英特尔。在美国政府高额补贴的支持下，英特尔正在大举进军晶圆代工市场，为了夺回曾经不可动摇的芯片制造技术优势，该公司将更多的资源放在了EUV光刻机上，成为了该消费市场的头号玩家。
2023年12月，ASML表示，已开始向英特尔交付第一台High-NA EUV系统的主要部件，被运往了英特尔位于俄勒冈州的D1X工厂，该公司在去年的一份声明中表示，D1X是开发和完善其未来芯片制造技术的关键设施。英特尔CEO帕特·基辛格（Pat Gelsinger）曾表示，他的公司将获得第一台这种新型设备，以表明其重返芯片制造技术最前沿的决心。Oddo BHF分析师在一份报告中表示，ASML的第一款高数值孔径EUV设备名为Twinscan EXE：5200，售价约为2.5亿欧元（2.75亿美元）。
分析师在与该公司会面后表示，第二代高数值孔径EUV设备称为EXE：5200B，将具有更高的生产率，其价格将超过3.5亿欧元。在获得Twinscan EXE：5200之前，英特尔购买了EXE：5000，该公司使用它来学习如何更好地使用High-NA EUV设备，并用于18A制程工艺技术研发，积累经验。英特尔计划从 2025年开始使用Twinscan EXE：5200量产18A制程芯片。
由于高数值孔径与低数值孔径光刻机有许多不同之处，需要对基础设施进行大量更改，因此，在竞争对手之前部署Twinscan EXE：5200对英特尔来说是一个优势。一方面，该公司有足够的时间来调整其18A工艺技术，另一方面，可以调整High-NA基础设施。这些会使英特尔比台积电和三星更具优势。
据悉，2024年，ASML将生产10台High-NA EUV设备，英特尔将获得其中的6台。除了英特尔，三星也在寻求获得高数值孔径EUV，三星电子副董事长兼设备解决方案部门负责人Kyung Kye-hyun表示，该公司与ASML就采购高数值孔径EUV达成了协议。“三星已经确保了获得高数值孔径EUV设备技术的优先权”，Kyung Kye-hyun说：“我相信，从长远来看，我们创造了一个机会，可以优化高数值孔径技术在DRAM和逻辑芯片生产中的使用。”
04、抛售ASML股份
12年前，ASML为了维持运营，发行了有限投票权的股票给三大客户。2012年8月~9月，英特尔、三星、台积电一共投资了65亿美元给ASML，其中英特尔持有超过15%的股份，三星持有3%，台积电持有5%。后来，ASML的股价一路狂飚，三星、台积电、英特尔不断减持ASML的股份套现，虽然减持，却还是保留了一部分，因为有了股东身份，有利于争夺EUV光刻机。不过，2024年2月，有媒体报道称，三星已经将所持ASML的所有剩余股份卖光了，套现65亿元人民币。三星表示，要将套现的这笔钱，用于半导体工艺技术升级。
事实上，台积电也基本将ASML的股份卖光了，只有英特尔还留有一点点，但也非常少，几乎可以忽略了。为何这三家大厂都选择抛售ASML的股份呢？一方面，自然是因为投资赚到了大钱，当初的投资到现在至少赚了10倍。
另外，现在的EUV光刻机，似乎没以前那么香了，首先是ASML的产能提升了不少，不必像以前那么去抢了（High-NA EUV除外），同时，ASML的EUV光刻机，升级换代越来越难了，ASML之前表示，0.55 NA之后，很难再升级，也许是最后一代了，要升级可能也要到2030年了。再有，硅基芯片已经发展到物理极限了，进步越来越难，后续可能会是光电芯片、碳基芯片、量子芯片等等，EUV光刻机的行业地位和前途并不像以前那么明朗了。
05、EUV市场变动，中国有可为
近些年，由于美国施压，ASML不能把EUV光刻机卖给中国大陆晶圆厂。2024年1月，ASML公司证实，为遵从美国的管制措施，荷兰政府吊销了2023年颁发的NXT：2050i和NXT：2100i DUV（深紫外线）光刻系统出口许可证，影响了中国客户。
NXT：2050i是一款高生产率、双级浸润式DUV光刻机，专为在先进制程节点上批量加工12英寸晶圆而设计，NXT：2100i则是NXT：2050i的后续产品，配备了新的投影光学调节系统。过去数年中，中国大陆是ASML的全球第三大市场，仅次于中国台湾和韩国。
在2023年第三季度，中国大陆成了ASML光刻机最大出口市场，占到其销售总量的46%。ASML前任CEO温尼克（Peter Wennink）在2023年10月对投资者表示，来自美国的限制措施将影响到该企业约15%的对华销售份额。
今年4月，美国政府再度向荷兰施压，要求ASML限制对中国大陆部分设备提供服务。温尼克曾公开反对美国的限制措施，并警告说，这些限制会刺激中国开发新技术，对ASML构成竞争。他曾在接受媒体采访时说：“你给他们施加的压力越大，他们就越有可能加倍努力。”确实如温尼克所说，限制会激发潜能。
以2023年8月华为推出的Mate 60系列手机为例，当时，可以说震惊了全球半导体业，业内都在讨论用DUV设备制造先进制程芯片的话题，而这些芯片原本是需要用到EUV设备的。其实，用DUV设备制造先进制程芯片，比使用EUV更复杂，例如，需要通过增加CVD层spacer实现自对准，以及四次曝光叠加才能完成第一层:Fin，精度要1nm左右，光是首层多重曝光就大幅提高了光刻成本，3~4个光罩加上四次浸没光刻，复杂且反复的光刻必将导致良率下降，这些都是成本啊。
不过，有得就有失，在没有EUV光刻机的情况下，能够利用DUV设备制造出先进制程芯片，而且用时比人们想象的要短，已经很厉害了。梁孟松先生在2020年辞职信里提到，3年多完成先进制程工艺研发的三级跳，依靠的不是EUV设备，而是工程师们在晶圆厂的know-how上面，做出了奇迹般的贡献和传递。在全球EUV光刻机市场出现较大变局的当下（台积电不再依赖于最贵的新设备，美国和英特尔搅局，三大晶圆厂抛售ASML股份，以及ASML有能力远程瘫痪台积电EUV设备），中国可以有更多作为。
据悉，台积电将在2025年投入量产的2nm芯片，可能不再采用EUV激光，而是下一代技术PUV，也被称为软X射线技术，这是一种波长为6.5nm的铌激光技术，PUV设备是科学家用于拍摄原子化学物理现象的工具。据悉，该技术最初是由IBM研发的，美国工艺战略研究报告认为，这是美国超越台积电的重要机会。在研发EUV光刻机的同时，中国也应该关注PUV的发展，并在必要时给予资源倾斜。
EUV光刻机解决的是芯片内部的性能和速度问题，而芯片与芯片之间的连接和通信也非常重要，芯片运行速度再快，也会受到芯片间信息传输的限制，这一点，近些年业界大厂越来越重视，例如，英伟达正在研发各种光传输技术，用于串联超级人工智能模型的大脑。在全球EUV市场出现较大变化的当下，中国可以多管齐下，尽量做更多的技术研发和储备，以便能够应对将来出现的更大技术和市场变革。
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