Robert 半導體行業觀察
來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）翻譯自「Seeking Alpha」，作者Robert Castellano，謝謝。
摘要：
1. ASML以100％的EUV份額和94.5％的DUV Immersion份額在半導體光刻市場上佔據主導地位。
2. EUV的客戶代表所有半導體公司的前5大資本支出支出。
3. 隨著EUV處理步驟的減少，沉積和蝕刻公司Tokyo Electron，Applied Materials和Lam Research將受到負面影響。
自從2006年ASML向紐約奧爾巴尼大學的納米級科學與工程學院（CNSE）交付了第一個EUV以來，該公司越來越重視EUV。ASML是半導體光刻領域的主要領導者，並且是EUV光刻的唯一製造商，尼康和佳能是其主要競爭對手。
分叉的公司
ASML主要銷售光刻系統，以及通過收購Hermes Microsystems而獲得的計量/檢查線。我稱此部分標題為“分叉的公司”的意思是，該公司已成為“深紫外線/可見光”公司和“擴展紫外線”公司。
我預計到2020年，EUV的收入將佔光刻技術總收入的近50％，因為周圍的許多生態系統問題已在7nm處得到一定程度的解決，而似乎在5nm處卻沒有表現出眾。正是由於這些原因，EUV花了很長時間（自2006年以來）才達到公司在生產芯片上使用EUV的地步。
EUV vs 沉浸式DUV金融深潛
ASML是唯一的EUV供應商，因此擁有100％的市場份額。藉助Immersion DUV，ASML可與尼康競爭。圖1顯示，按總出貨量（基於91個單元）計，ASML在Immersion DUV市場中佔有94.5％的份額。佳能公司沒有參與這一領域，ASML在DUV中的地位幾乎與在EUV中一樣。
圖1
但是，隨著芯片設計人員將技術節點轉移到10nm以下，DUV的購買量正在減少，而EUV的數量卻在增加。圖2顯示了2017-2022年的同比收入。我在2019年12月24日的Seeking Alpha文章中討論了題為“ KLA：儘管2020年行業增長持平，但仍領先於半導體設備市場 ”的文章：
“根據我的分析，估計第四季度半導體設備進口總額為40億美元，這筆資金用於2020年。我估計另外有16億美元的設備流向了中國，13億美元流向了韓國，10億美元流向了臺灣。”
預計EUV收入將在2021年超過DUV沉浸式收入。在2017-2022年期間，隨著ASML過渡到具有更高功能和吞吐量的新一代產品，EUV系統的ASP預計將從99,000,000歐元增長至1.45億歐元，從而降低每像素成本。另一方面，DUV浸沒式ASP均保持在5500萬歐元，並且應該一直保持到2022年。
圖2
DUV對ASML的益處
除了為ASML提供50億歐元的收入外（圖2），與非EUV系統相比，EUV的毛利率也要低得多。非EUV包括DUV Immersion（佔收入的80%），包括來自I-Line、KrF DUV和ARF DUV Dry的收入，它們總計約佔DUV Immersion收入的20%。
圖3顯示，按季度計算，非EUV毛利潤率為50%，而2019年第四季度的毛利潤率雖小但仍在增長，僅為33%。隨著NXE:3400C平均售價的增加以及出貨量的增加，我預計利潤率將會增加。
圖3
EUV現在和未來的發展方向是什麼？
邏輯與鑄造
EUV已經並將在未來五年內繼續主要作為邏輯和代工公司的工具。
- 臺積電（TSM）（27個系統）Error! Hyperlink reference not valid.
- 三星電子（13個系統）
- 英特爾（Intel）（10個系統）、Error! Hyperlink reference not valid.
- Globalfoundries收到了2個系統，但最終將它們送回。
以上是迄今累計發貨60臺的主要客戶。ASML估計，2020年將有35套EUV系統出貨，其中30套用於邏輯/代工，5套用於存儲器。
那存儲呢？
EUV將不會用於NAND。3D NAND芯片的尺寸已經從平面2D NAND縮小，並且不需要EUV。這意味著只有三星、SK海力士和美光科技（MU）是DRAM的可行客戶。
三星在2019年年中宣佈，它將分階段部署新技術。EUV將首先應用於接觸位線的BLP層。位線基本上充當了中央數據通道的作用。通過這樣做，芯片製造商可以減少構圖步驟，從而從根本上降低成本。對於隨後的一代DRAM芯片，如1A-NM，三星將EUV技術應用於四層，然後將五層用於1b芯片。
但是，在其在Conrad Hotel舉行的2019年投資者論壇上：“與現有ArF（氟化氬）技術進行的多圖案化技術相比，EUV將工藝複雜度降低了50％。"圖4顯示了複雜性降低的圖形。這是一個關鍵問題，將在下一節中詳細說明，不僅對DRAM，而且對邏輯也是如此。
圖4
表1顯示，在2017年第三季度開始在1x nm節點生產五個季度後，美光從2019年第一季度的1y nm節點快速轉移到2019年第三季度的1z nm節點。三星和SK海力士都將在2020年開始在1z nm節點生產。
表1
隨著美光升級其單個DRAM晶圓廠，其在1Z nm節點的經驗使該公司能夠跳過其臺灣晶圓廠16（RexChip）的1Y nm節點，直接轉向1Z nm。
根據我們的報告——《熱門IC:人工智能、5G、CMOS圖像傳感器和存儲芯片市場分析》，美光將從1x nm（2019年70%到2020年43%）、1y nm（15%到27%）和1z nm（6%到28%）過渡，我還預測了1αnm，增長到2%。
EUV對資本設備行業的影響
正如我上面所說的，ASML正在分化為一家"深紫外/可見光"公司和一家"擴展紫外"公司。該公司的基本原理很清楚，如上圖2所示。2017-2022年EUV單位出貨量增長強勁，而DUV出貨量下降，原因有兩個：
（1）技術節點正在減少，臺積電、三星和英特爾作為技術節點過渡的領導者，有足夠的財力購買價格為1.25億美元的EUV系統，而DUV系統的價格為6500萬美元。
（2）ASML是唯一一家生產EUV系統的公司，而該公司在DUV銷售方面與尼康競爭（如果你認為94.5%的市場份額是競爭的話——見圖1）。
EUV的好處之一是減少了芯片處理步驟，如圖5所示，該圖與上面的圖4不同但類似。顯然，根據ASML，用EUV代替ARF浸漬將大大減少沉積、蝕刻和計量步驟。誰是沉積、蝕刻和計量的領先供應商？Lam研究公司（LRCX）、應用材料公司（AMAT）和KLA公司（KLAC）（除東京電子株式會社外）根據我們的報告“全球半導體設備:市場、市場份額、市場預測”。
圖5
如果我們看下面的圖6，使用浸沒式DUV（ARF-1）在20nm節點有13個掩模層，每個掩模層使用多個DEP蝕刻步驟。如果我們移動到圖表的頂部，在10nm有18個掩模層，沉積-蝕刻步驟的使用增加了50%。
如圖左下方所示，在7nm節點進行多層圖案化需要27層掩模層，而在7nm節點切換到EUV（右下方）後，只需要14層掩模層，與20nm節點採用DUV的情況類似。
在術語方面，從DUV到EUV的切換，雙光刻、雙蝕刻（Lele）工藝將被取消，而ARF-I將繼續用於自對準雙圖案化（SADP）和自對準四圖案化（SAQP）工藝，最重要的是，將省去一半的處理步驟。
圖6
EUV有贏家也有輸家
表2顯示了沉積和蝕刻行業的頂級公司應用材料公司、Lam研究公司和東京電子公司的收入突破。
表2
從近期來看，應用材料公司對EUV的收入敞口最大，為52%，其次是東京電子公司（Tokyo Electron），為44%，根據Logic和Foundry產生的收入，Lam研究公司為36%。這些收入是基於前四個季度的數據，僅用於設備，而不是服務或備件。
讀者必須認識到，上述段落中定義的風險敞口是指如果和/或當DUV被EUV取代時，設備的收入將受到影響的金額。這是一個移動值，取決於給定季度的設備採購。顯然，DRAM和NAND風險敞口在過去四個季度有所下降，因為這些行業的設備銷售因庫存積壓、ASP減少和利潤率低而減少。
隨著DRAM公司三星和SK海力士轉向EUV，以及資本支出從週期性低點增加，EUV的長期風險敞口將增加。NAND收入將不會有近期或長期EUV風險敞口。
7nm技術節點是公認的"甜蜜點"，因為EUV的內在能力超過DUV，EUV將成為DUV浸沒的可行替代方案。在65nm，利用DUV浸沒，一個掩膜曝光就足夠了。Intel在45nm節點使用第二個掩膜進行線切割，TSMC在28nm節點使用第二個掩膜。後來，在20nm節點，雙重圖案化變得普遍。在14nm節點，使用多個圖案化工藝。
7nm的EUV可以使用一個掩模完成，從而減少了處理時間和輔助設備，特別是沉積和蝕刻，如上圖4和5所示。
目前只有4家公司在生產7nm產品，正如我上面所說，Globalfoundries已經取消了EUV計劃。除了這些公司之外，還有DRAM製造商三星，SK Hynix和美光。
有人可能會說，這隻代表了六七家公司。然而，這些公司都是最大的資本支出公司。根據我的分析，這些公司代表了前十大資本支出公司中的前五名。不僅如此，它們的資本支出明顯高於排名後五位的公司。
正如任何技術轉型一樣，有贏家也有輸家。
獲獎者：
- ASML
- 半導體邏輯和代工企業臺積電、三星和英特爾
失敗者:
- 沉積和蝕刻公司應用材料和Lam Research
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