同樣是造7納米芯片,為什麼EUV光刻機比DUV光刻機貴一倍?

光刻機作為生產製造半導體芯片的關鍵設備,其技術和先進程度直接影響著芯片的工藝和性能,比如說目前非常熱門的7nm級芯片,臺積電和三星基本都採用ASML生產的EUV光刻機來製造,產能也開始趨於穩定,然而,很多人可能認為想要造7nm芯片就只能靠EUV光刻機,其實使用傳統的DUV光刻機也是可以製造的。

同樣是造7納米芯片,為什麼EUV光刻機比DUV光刻機貴一倍?

僅僅從價格上來說,DUV光刻機就比EUV光刻機便宜太多了,像ASML生產的一臺EUV光刻機價格可能高達1.2億歐元,摺合人民幣10億元左右,被人們稱之為“天價”光刻機。而相對來說,成熟的高端DUV光刻機要價只有5.8億人民幣左右,價格幾乎比EUV光刻機便宜一半,雖然同樣很貴,但是一臺EUV光刻機都快頂兩臺DUV光刻機了。

同樣是造7納米芯片,為什麼EUV光刻機比DUV光刻機貴一倍?

當年,臺積電第一代7nm芯片其實就是使用這類DUV光刻機制造的,比如說高通驍龍855,華為麒麟980都是這類光刻機參與生產製造的芯片,而後來的EUV光刻機上馬之後,臺積電的代工價格立馬水漲船高,裡面的原因自然少不了光刻機成本的大幅上升。

同樣是造7納米芯片,為什麼EUV光刻機比DUV光刻機貴一倍?

為什麼同樣製造7nm芯片,EUV光刻機卻這麼貴?這恐怕得從製造原理上說起,DUV其實就是指193nm波長的光刻機,分乾式和液浸式。基本上液浸式一次曝光可以搞定45-28的工藝,所以這個製程節點也是DUV光刻機發揮作用的主要時期,而對於10nm及7nm的先進工藝,那麼DUV光刻機就要用多重曝光技術,通過更多的曝光次數來達到目標。

同樣是造7納米芯片,為什麼EUV光刻機比DUV光刻機貴一倍?

一顆芯片的多次曝光付出的代價是巨大的,芯片每一次曝光貴的離譜,其實一次都夠燒錢了,更別提反覆曝光了,所以說曝光次數越多,芯片的量產成本越高,而且良品率也不好控制,這不管是對於臺積電這樣的代工方,還是高通和華為這樣的客戶方都是難以接受的,所以說7nm工藝用DUV光刻機不能是長期方案。

同樣是造7納米芯片,為什麼EUV光刻機比DUV光刻機貴一倍?

而EUV光刻機就不一樣了,EUV是高能紫外線,波長大概是10nm到124nm,起步就可以製造7nm工藝級別的芯片,甚至為未來5nm和3nm以後的芯片做好了準備,不需要多次曝光就可以完成,所以儘管價格貴,但是長期使用的話對控制成本和風險優勢很大。

同樣是造7納米芯片,為什麼EUV光刻機比DUV光刻機貴一倍?

而EUV光刻機之所以這麼貴,主要是其中涉及精密光學、精密運動、精密物料傳輸、高精度微環境控制等多項先進技術,是所有半導體制造設備中技術含量最高的設備,雖說EUV光刻機只有ASML生產,但是卻是英特爾、三星和臺積電等諸多巨頭多年投入研發的結果,所以說短期內指望EUV光刻機降價很不現實,這也是未來掌握先進芯片製造技術的關鍵。


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