超能网▲超能课堂(217)什么是EUV光刻机？为什么大家都在追求它？( 二 )
在现有技术条件上 ， NA数值孔径并不容易提升 ， 目前使用的镜片NA值是0.33 ， 大家可能还记得之前有过一个新闻 ， 就是ASML投入20亿美元入股卡尔·蔡司公司 ， 双方将合作研发新的EUV光刻机 ， 许多人不知道EUV光刻机跟蔡司有什么关系 ， 现在应该明白了 ， ASML跟蔡司合作就是研发NA0.5的光学镜片 ， 这是EUV光刻机未来进一步提升分辨率的关键 ， 不过高NA的EUV光刻机至少是2025-2030年的事了 ， 还早着呢 ， 光学镜片的进步比电子产品难多了 。
NA数值一时间不能提升 ， 所以光刻机就选择了改变光源 ， 用13.5nm波长的EUV取代193nm的DUV光源 ， 这样也能大幅提升光刻机的分辨率 。
在上世纪90年代后半期 ， 大家都在寻找取代193nm光刻光源的技术 ， 提出了包括157nm光源、电子束投射、离子投射、X射线和EUV ， 而从现在的结果来看只有EUV是成功了 。 当初由Intel和美国能源部牵头 ， 集合了摩托罗拉、AMD等公司还有美国的三大国家实验室组成EUVLLC ， ASML也被邀请进入成为EUVLLC的一份子 。 在1997到2003年间 ， EUVLLC的几百位科学家发表了大量论文 ， 证明了EUV光刻机的可行性 ， 然后EUVLLC解散 。
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2006年全球首台EUV光刻机原型
接下来ASML在2006年推出了EUV光刻机的原型 ， 2007年建造了10000平方米的无尘工作室 ， 在2010年造出了第一台研发用样机NXE3100 ， 到了2015年终于造出了可量产的样机 ， 而在这研发过程中 ， Intel、三星、台积电这些半导体大厂的输血是绝对不少的 。
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作为全球唯一一家能EUV光刻机的厂家 ， ASML自然获得了大量的订单 ， 截止至2019年第二季度 ， ASML的NEX:3400BEUV光刻机的装机数已经多达38台 ， 而下半年他们推出了效率更高的NEX:3400C光刻机 ， 而在2019年全年一共交付了26套EUV光刻机 ， 为他们带来了27.89亿欧元的收入 ， 占了全年收入的31% ， 而全年卖了82台的ArFi远紫外光光刻机才进账47.67亿欧元 ， 可见一套EUV光刻机是多么的赚钱 。
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新的NEX:3400C产能从原来的125每小时晶圆提升到170每小时晶圆 ， 销量大幅提升（图片来源：wikichip）
尽管EUV光刻机相当之贵 ， 接近1.2亿美元一台 ， 但半导体厂商还是愿意去投入 ， 因为7nm以及以上的工艺的确需要EUV光刻机 ， 几时同样的7nm工艺 ， 使用EUV光刻技术之后晶体管密度和性能都变得更好 ， 根据台积电给出的数据 ， 相较于初代7nm工艺 ， 7nmEUV（N7+）可以提供1.2倍的密度提升 ， 同等功耗水平下提供10%的性能增幅 ， 或者同性能节省15%的功耗 。
现在三星和台积电都已经使用7nmEUV工艺开始生产芯片了 ， 预定今年发布的AMDZen3架构第四代锐龙处理器用的就是台积电7nmEUV工艺 ， Intel现在的10nm工艺还没用上EUV技术 ， 不过预定在7nm工艺时期用上EUV光刻 ， 国内的中芯国际也从ASML订购了一台EUV光刻机 ， 但因为种种问题 ， 现在交货时间还未明确 。
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