中共怎么追？ 美芯片公司发布突破性EUV新工具

美中芯片战打得热火朝天，中共在美国制裁下大力发展本土芯片制造能力。美国应用材料公司公布的新工具表明，中共要想赶上领先的半导体生产技术真的很困难。

上个月底，应用材料公司（Applied Materials）公布了一项突破性的图案化（patterning）技术，称为Centura Sculpta系统，核心是“pattern shaping”的新工艺步骤，可协助芯片制造商以更少的EUV光刻步骤生产高性能的晶体管和内连布线（interconnect wiring），从而降低先进芯片製程的成本、複杂性和环境影响性。

常见的多重图案化方案如“光刻-蚀刻-光刻-蚀刻（LELE：litho-etch-litho-etch）”，其工艺流程要经过两次完整的光刻周期，需要几十个不同的工艺步骤。成本不断增加。

“Sculpta是为高级逻辑节点中最关键的图案层而设计的”，应用材料公司表示，“由于最终图案是由一个掩模创建的，因此设计成本和複杂性降低了，而且消除了双重图案化对准失误带来的产量风险。”

应用材料公司公司称，Sculpta能节约大量的成本：每月10万片初制晶圆（wafer starts）的产能将节省约2.5亿美元的成本；每片晶圆可节省约50美元的制造成本；每片晶圆可节约能源超过15kwh；每片晶圆可直接减少约相当于0.35kg以上二氧化碳的温室气体排放；每片晶圆可节省约15L的水等。

现在，EUV（极紫外光刻）光刻工具的成本大约为1.7亿美元，而荷兰芯片制造商阿斯麦（ASML）的下一代高NA（数值孔径）工具的成本可能会翻一番。高NA将把分辨率限制降低到8纳米，减少对多重图案化的需求，但不是立即就能做到，第一批机器计划在2024年之前交付。

光刻技术估计占3纳米生产成本的35%。ASML公司目前垄断了EUV光刻技术。

应用材料公司称，Sculpta新工具可以将一些关键层的EUV光刻技术使用量减少一半，而半导体行业分析师估计，它可以将EUV光刻工具的总单位需求减少近20%。

估计是粗略的，因为目前还不知道Sculpta可能被采用的速度有多快，以及节省的大量成本会对半导体制造的产能扩张产生什麽影响。

随著新工具的推出，半导体行业将受到效率提升和成本降低的推动，其可以帮助英特尔追赶台积电和三星，从而加速EUV光刻市场的增长。

Sculpta新工具可能会推动日本半导体材料制造商JSR在收购美国光刻胶厂商Inpria后实现更大的目标和回报，Inpria的目标是1纳米工艺。

在为智能手机、人工智能、量子计算和其它高科技产业开发下一代芯片的竞赛中，中共可能会被甩得更远。美国的制裁已经禁止向中共出口EUV光刻工具。没有这些工具，7纳米和5纳米工艺经济成本太高，3纳米、2纳米及更小的工艺根本无法实施。

为电子行业提供媒体、营销和专业服务的全球领先公司TechInsights的半导体行业趋势分析师哈奇森称讚说：“Sculpta是自化学机械平面化（CMP）推出以来晶圆制造领域最具创新性的新工艺步骤。”