在今年早些時候，臺積電表示，公司已在全球范圍內(nèi)部署并運(yùn)行了大約50％的所有極紫外（EUV）光刻工具，這意味著該公司使用的EUV機(jī)器比業(yè)內(nèi)任何其他公司都要多。而根據(jù)Digitimes最近的一份報(bào)告，為了保持領(lǐng)先地位，臺積電已經(jīng)訂購了超過十二臺ASML的Twinscan NXE EUV光刻機(jī)，并將于明年交付。

訂購了13款EUV工具，還需要更多

DigiTimes 援引未披露的工業(yè)消息來源稱，臺積電已經(jīng)訂購了至少13套ASML的EUV系統(tǒng)。盡管尚不清楚確切的交付和安裝時間表，但他們表示，這些工具將在2021年全年交付。同時，他們指出，臺積電明年的實(shí)際需求可能高達(dá)16 到17臺EUV光刻機(jī)，因?yàn)樵摴菊谑褂镁哂蠩UV層的制造技術(shù)來提高產(chǎn)量，臺積電尚未確認(rèn)該報(bào)告。

目前，臺積電使用ASML的Twinscan NXE EUV光刻機(jī)在其N7 +和N5節(jié)點(diǎn)上生產(chǎn)商用芯片，但該公司將在接下來的幾個季度中增加N6（實(shí)際上定于2020年第四季度或2021年第一季度進(jìn)入HVM）以及還具有EUV層的N5P流程。

臺積電對EUV工具的需求隨著其技術(shù)變得越來越復(fù)雜并采用了需要使用極紫外光刻工具進(jìn)行處理的更多層而不斷增加。臺積電的N7 +最多使用四層EUV，以減少制造高度復(fù)雜的電路時多圖案技術(shù)的使用。

根據(jù)ASML的數(shù)據(jù)，從2018年至2019年，每月每開始生產(chǎn)約45，000個晶圓，一個EUV層就需要一個Twinscan NXE光刻機(jī)（one EUV layer required one Twinscan NXE scanner for every ~45，000 wafer starts per month in 2018 ~ 2019）。隨著工具生產(chǎn)率的提高，WSPM的數(shù)量也在增加。因此，要配備一個GigaFab（每月產(chǎn)能超過100，000個晶圓），以使用N3或更先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)制造芯片，該工廠則至少需要40個EUV工具。

臺積電董事會本周早些時候批準(zhǔn)了151億美元的資本支出，用于購買新生產(chǎn)工具，晶圓廠建設(shè)和安裝特殊技術(shù)能力，升級其先進(jìn)封裝設(shè)施以及2021年第一季度的研發(fā)等方面的支出，這些資金可能會用于購買EUV工具。。

ASML提升EUV生產(chǎn)能力

ASML最新的Twinscan NXE：3400B和NXE：3400C步進(jìn)掃描系統(tǒng)非常昂貴。早在10月份，ASML就在其訂單中透露了四個EUV系統(tǒng)，價值5.95億歐元（約合7.03億美元），因此一件設(shè)備的成本可能高達(dá)1.475億歐元（約合1.775億美元）。也就是說，13套EUV可能使臺積電花費(fèi)高達(dá)22.84億美元。

但是，對于EUV工具而言，金錢并不是唯一的問題。ASML是生產(chǎn)和安裝EUV光刻機(jī)的唯一一家公司，并且其生產(chǎn)和安裝能力相對有限。在對制造過程進(jìn)行了所有調(diào)整之后，該公司認(rèn)為可以將單臺機(jī)器的周期時間縮短至20周，這將使年產(chǎn)能達(dá)到45至50個系統(tǒng)。

在今年的四個季度中，ASML已交付了23臺EUV光刻機(jī)，并且打算出售的數(shù)量略低于其最初計(jì)劃在2020年推出的35臺系統(tǒng)。到目前為止，ASML已交付了83臺商用EUV工具（其中包括NXE：3350B，NXE：3400B，以及從2015年第一季度到2020年第三季度銷售的NXE：3400C機(jī)器）銷售給所有客戶。

領(lǐng)先行業(yè)

如果臺積電關(guān)于在全球范圍內(nèi)安裝并運(yùn)行的所有Twinscan NXE工具擁有約50％所有權(quán)的主張是正確的，則該公司可能已經(jīng)擁有30至40臺EUV光刻機(jī)，這比業(yè)內(nèi)任何其他公司都多。

臺積電當(dāng)然不是唯一一家采購大量EUV工具的半導(dǎo)體制造商。三星被認(rèn)為會落后一些，因?yàn)樵摴緝H使用EUV來制造其7LPP和5LPE SoC以及一些DRAM。但是，隨著三星晶圓廠擴(kuò)大EUVL在邏輯上的使用，而三星半導(dǎo)體提高基于EUV的DRAM的生產(chǎn)，這家企業(yè)集團(tuán)將不可避免地不得不開始購買更多的Twinscan NXE光刻機(jī)。

預(yù)計(jì)英特爾還將在2022年開始使用7納米節(jié)點(diǎn)制造芯片，屆時他們也將開始部署EUVL系統(tǒng)。盡管該工藝技術(shù)以及英特爾未來計(jì)劃存在許多不確定性，但不可避免的是，該公司還將在未來幾年成為EUVL的主要采用者之一。

ASML的其他主要客戶是SK hynix，后者已經(jīng)測試驅(qū)動這些工具并開發(fā)適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)和DRAM IC。

美光公司計(jì)劃避免在未來幾代DRAM世代中使用EUVL，但是由于最終仍將必須過渡到啟用EUV的節(jié)點(diǎn)，因此，為了發(fā)展，它將在未來幾年內(nèi)至少采購一個Twinscan NXE系統(tǒng)。

不可避免的是，在未來幾年對EUV工具的需求只會增加，但是從今天的立場來看，在可預(yù)見的未來，臺積電將繼續(xù)成為這些光刻機(jī)的主要采用者，三星和英特爾也將緊隨其后。
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