荷兰半导体设备巨头 ASML 已赢得全球领先芯片制造商对其最新一代 High NA EUV 光刻设备的采用承诺,以满足人工智能技术对更强大芯片的激增需求。据彭博社报道,台积电和三星电子分别计划从 2030 年和 2028 年开始,将 ASML 的 High NA EUV 设备用于高产量制造,加入英特尔的行列。这些设备每台售价高达 4 亿美元。
台积电是全球最大的定制芯片代工厂,为英伟达、苹果等公司生产芯片;三星则是存储芯片领域的领导者。此前,台积电对采用成本更高的 High NA 设备一直持谨慎态度,认为其带来的生产率提升尚不足以证明成本的合理性。然而,随着 AI 需求激增,台积电现已改变策略,计划于 2030 年开始采用基于当前 6 英寸掩模版的 High NA 系统。
除了设备采用,四家公司还同意对光掩模版技术格式进行一项关键转变,从目前的 6 英寸标准升级至 12 英寸版本。光掩模版是半导体生产中的关键组件,类似于印刷用的雕版,但它是用光在硅晶圆上印制图案。向更大尺寸掩模版的转变长期以来被认为复杂且昂贵,但此次协调推进有望在芯片生产中带来显著效益。ASML 首席技术官 Marco Pieters 表示,新技术可将 High NA 设备的吞吐量提高 40%,并简化设计流程。
ASML 是全球唯一能制造极紫外(EUV)光刻设备的公司,这些设备是生产全球最先进 AI 加速器及类似芯片所必需的。该公司于 2019 年推出低数值孔径(low NA)EUV 设备,并一直在与客户合作采用更先进的 High NA 设备。台积电在声明中表示,计划在 2031 年前建立一条 12 英寸掩模版试产线,目标是在 2033 年前将该技术用于 High NA 设备的生产。台积电首席执行官 魏哲家 表示,公司始终相信合作的力量,能在技术障碍成为半导体行业的经济障碍之前将其克服。
三星电子也计划从 2028 年开始将 High NA 设备用于计算机存储芯片的生产,并表示将与行业伙伴密切合作,开发所需的掩模版技术和支持基础设施。当前,AI 数据中心运营商对存储芯片的庞大需求引发了全球存储芯片短缺,推高了整个电子行业的价格。英特尔已接收 High NA 设备,正努力从仅自产芯片向代工服务提供商转型,并表示已能向潜在客户提供该技术的优势。
台积电对尖端芯片制造工具的重新接纳对 ASML 的增长至关重要。据彭博社汇编的数据,台积电约占 ASML 收入的 16%。随着三星和英特尔的承诺增加,ASML 的三大客户均已支持向 High NA 技术的转变。Pieters 表示,这是 High NA 技术在高产量制造中应用的一大步,客户已认识到该系统相比多重图案化策略的优势。随着芯片制造向下一代推进,预计需要 High NA 技术的层数将增加,这也促使客户认识到扩大掩模版尺寸的机会。
光刻是使用光将图案烧制在硅盘上的材料上,这些图案随后被填充其他材料以形成晶体管和连接,赋予设备处理和数据存储的能力。行业推动这些特征变得更小,迫使设备制造商探索更特殊的技术。ASML 最先进的设备使用极紫外光作为光源,这种光在地球上并不自然存在。6 英寸掩模版的限制已持续数十年,导致 AI 数据中心计算机关键部件的改进放缓。由于无法将单个芯片做得更大,公司转而采用垂直堆叠和复杂的接口布置,这增加了制造和部署的复杂性和成本。