众所周知，目前最牛的光刻机，还是ASML的EUV光刻机，用于7nm及以下工艺芯片的光刻，且全球只有ASML能够制造EUV光刻机。

自从2015年推出第一代EUV光刻机后，ASML目前也发展了3代，从最开始NXE:3400B，到NXE:3400C再到NXE:3600D，预计在今年可能会推出新一代的机器，叫做NXE:5000。

而到2025年可能会推出全新一代的High-NA EUV光刻机。何谓High-NA EUV，即高数值了孔径的EUV光刻机。

之前的EUV光刻机，其数值孔径（NA）为0.33。而High-NA EUV光刻机，其NA达到了0.55。

数值孔径高了，有什么用？值孔径代表的其实是解析度（精度），数值孔径越高，解析度越高，精度也就越高，这样可以更好，更快的曝光更复杂的集成电路图案，降低单次构图间距。

比如数值孔径为0.55的High-NA EUV光刻机，就可以用于2nm芯片的光刻，而数值孔径为。0.33NA的EUV光刻机，主要用于3nm-7nm芯片的光刻。

那么全新一代的High-NA EUV光刻机之后，又会是什么样的光刻机？近日ASML的首席技术官Martin van den Brink接受媒体采访后表示，这可能是EUV最后一代技术了。

也就是说2025年推出全新的High-NA EUV光刻机NXE:5200之后，可能无法再提升数值孔径，只能维持在这个精度了。

EUV光刻机的市场空间有限

实际上，我们回看光刻机的发展历史，随着芯片工艺的不断先进，光刻机的生产厂家就在不断减少。

例如上世纪八十年代，光刻机的生产厂家有近十家，但是后来逐渐减少到只有ASML、尼康、佳能三家。

这三家情况是，佳能只做到了KRF光刻机，尼康做到了ARFi光刻机，ASML做到了EUV光刻机。

也就是说，虽然光刻机的主要供应商还有三家，但是也已经出现了产品代际的断层。

佳能放弃了ARF光刻机，尼康放弃了EUV光刻机，都是因为市场空间有限。

ASML现在几乎已经垄断了光刻机市场，但是尽管如此，ASML在2021年的营收也只有186亿欧元。

这是什么概念？也就是说，ASML一年的营收还不及苹果一个月。

这还是在EUV光刻机被抢购的情况下取得的成绩，不过有外媒表示，EUV光刻机的时代在宣告结束。

简单来说，就是下一代高NA EUV光刻机将会受到市场的“冷落”。

售价和耗电量将进一步提升，企业不堪重负

虽然High-NA EUV光刻机的强大性能，可以将先进制程推往下一阶段，但其带来的成本需求将更大。

首先，就是售价，全新一代High NA EUV光刻机的售价预计将会超过3亿美元，是传统EUV光刻机售价的三倍左右，这意味着台积电等各大厂商的设备成本将再次提升。

其次是耗电量，EUV光刻机本就是耗电大户，而由于High-NA EUV光刻机对于光源的需求大幅提升，耗电量也将从1.5兆瓦提升到2兆瓦。此外还需要使用水冷铜线为其供电。

台积电目前已经安装了超80台EUV光刻机，此前就因不堪电费的重负，已经关闭了4台EUV光刻机。还计划将在2023年上调先进工艺的代工价格，减轻财务负担。

这也是Martin van den Brink不看好再下一代EUV光刻技术——Hyper-NA EUV光刻技术的根本原因，虽然理论上，Hyper-NA EUV光刻可以提供0.75左右的数值孔径，但因其技术难度将大幅提升，导致其制造和使用成本都高得惊人，且不一定能真正投入生产，性价比基本没有。

所以受此约束，Martin van den Brink更是大胆预测：“如果成本限制解决不了，High-NA技术很可能将成为EUV光刻技术的终点，半导体光刻技术之路就将走到尽头。”

北京半导体行业协会副秘书长朱晶表示，未来更先进的制程工艺很可能没有大规模的增量市场进行支撑了，像是手机、PC和数据中心等市场的增量规模，都已经无法支撑Hyper-NA EUV光刻机的巨量研发投入，另外能源消耗量也无法承担，除非元宇宙，区块链这些新场景的渗透率快速提升，对先进工艺的需求增量快速增加，不然，High-NA光刻技术就将是EUV光刻的结局了。

EUV光刻统治地位不保，新技术更具潜力

随着EUV光刻机所暴露的问题越来越多，更多的企业和大学都在想方设法绕道而行，目前已经有多项技术脱颖而出。

9月21日，美国原子级精密制造工具的纳米技术公司Zyvex Labs发布公告，已推出世界上最高分辨率的光刻系统“ZyvexLitho1”，其基于STM扫描隧道显微镜，使用的是EBL电子束光刻方式，可以制造出0.7纳米线宽的芯片，相当于2个硅原子的宽度，是当前制造精度最高的光刻系统。

据悉，ZyvexLitho1光刻系统的高精度光刻可以用于实验室阶段高端制程工艺的产品研发，是传统芯片制造所需光刻机的一个应用补充，主要可用于制造对于精度有较高要求的量子计算机的相关芯片，例如高精度的固态量子器件、纳米器件及材料，对半导体产业的发展也具有巨大的促进作用。目前，Zyvex Labs已经开始接受订单，6个月内就可出货。

对于这个新型光刻系统是否会威胁到EUV光刻的统治地位，赛迪顾问集成电路产业研究中心一级咨询专家池宪念表示：“短期内并不会。”池宪念认为ZyvexLitho1是一种使用电子束曝光作为光刻方式的设备，与传统光刻机工作原理会有明显的差异。它是通过电子束改变光刻胶的溶解度，最后选择性地去除曝光或未曝光区域。它的优势在于可以绘制10纳米以下分辨率的自定义图案，是属于无掩模光刻直接写入的工作方式，精度远高于目前的传统光刻机。但是由于这类型设备的单个产品光刻的工作时间要在几小时到十几小时不等，工作效率方面还需进一步提高，因此不会快速取代EUV光刻机。

此外还有多电子束直写光刻机（MEB）、定向自组装技术（DSA）以及纳米压印技术（NIL）等技术。其中，MEB被广泛应用于掩膜的制造，分辨率可达到2纳米，未来将被用于在晶圆上直接刻画图形而不借助掩膜版。DSA则利用两种聚合物材料的定向生长进行加工，对于材料的控制要求高，生长缺陷大，目前还不能真正用于生产，但可兼顾分辨率极高的加工速度需求。

其中NIL技术也被视为是最佳替代方案。据了解，NIL技术（纳米压印微影技术）是在一个特殊的“印章”上，先刻上纳米电路图案，然后再将电路图案“压印”在晶圆上，就像盖章一样。由于没有镜头，NIL技术比EUV要省钱很多。根据佳能等厂商发布的消息，NIL的耗电量可压低至EUV生产方式的10%，设备投资也将降低至40%。

日本的半导体厂商铠侠从2017年就开始与佳能等半导体企业合作，研发NIL的量产技术。已成功掌握15纳米量产技术，目前正在进行15纳米以下技术研发，预计2025年达成，精度可达5纳米。

文章来源： 简叔，互联网乱侃秀，中国电子报