來(lái)源:中國(guó)電子報(bào) 發(fā)布時(shí)間:2022-6-9 9:33
5月25日,美光總裁兼CEO Sanjay Mehrotra表示,公司位于中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的新廠正式開(kāi)啟使用后,美光將引進(jìn)最先進(jìn)的1α納米DRAM制程進(jìn)行生產(chǎn),同時(shí)還將配備最先進(jìn)的極紫外光(EUV)設(shè)備。此前,三星與SK海力士均已宣布,在DRAM的部分工藝中將采用EUV光刻技術(shù)。這意味著,世界排名前三的DRAM供應(yīng)商三星、SK海力士、美光都已在DRAM的制造過(guò)程中使用了EUV光刻技術(shù)。
使用EUV是大勢(shì)所趨
隨著高性能計(jì)算應(yīng)用的場(chǎng)景不斷增加,各國(guó)數(shù)據(jù)中心建設(shè)數(shù)量和速度在持續(xù)攀升,對(duì)存儲(chǔ)器產(chǎn)品的性能要求也越來(lái)越高。DRAM研發(fā)技術(shù)正在加速升級(jí),工藝制程已經(jīng)進(jìn)入到10nm級(jí)別,各大存儲(chǔ)器廠商紛紛推出1X、1Y、1Z制程產(chǎn)品,并且向1α,1β、1γ等節(jié)點(diǎn)技術(shù)持續(xù)推進(jìn)。有觀點(diǎn)認(rèn)為,當(dāng)DRAM芯片工藝到達(dá)15nm時(shí),就要使用EUV光刻機(jī)。隨著各大存儲(chǔ)廠商在工藝上的演進(jìn),EUV的加入已是大勢(shì)所趨。
市場(chǎng)報(bào)告顯示,三星在全球DRAM市場(chǎng)占有44%的份額,銷售額達(dá)到了近419億美元。作為DRAM領(lǐng)域龍頭企業(yè),三星往往引領(lǐng)著技術(shù)潮流走向。三星在2020年3月就率先提出了在DRAM的制造過(guò)程中使用EUV光刻技術(shù)的方案,并且于2021年10月,開(kāi)始正式批量生產(chǎn)基于14nm EUV光刻技術(shù)制造的DRAM。此過(guò)程中,三星還將其最先進(jìn)的14nm DDR5 DRAM工藝EUV層數(shù)從兩層增加到了五層。2021年11月,三星表示,已經(jīng)應(yīng)用EUV技術(shù)開(kāi)發(fā)了14nm 16Gb低功耗雙倍數(shù)據(jù)速率的5X(LPDDR5X) DRAM,專門用于5G、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和其他大數(shù)據(jù)終端等高速率應(yīng)用領(lǐng)域。
SK海力士在2021年DRAM市場(chǎng)占有率為28%,排在第二位,銷售額為266億美元。與三星一樣,SK海力士在2021年第四季度財(cái)報(bào)中表示,已經(jīng)在該季度中量產(chǎn)了基于EUV技術(shù)的1αnm工藝DDR5內(nèi)存芯片。SK海力士還指出,1αnm工藝內(nèi)存雖然使用的EUV光刻機(jī)成本高昂,但是有助于提高生產(chǎn)效率,是無(wú)法繞過(guò)的升級(jí)過(guò)程。2022年,SK海力士會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大1αnm工藝內(nèi)存生產(chǎn),基于EUV技術(shù)的1αnm產(chǎn)量預(yù)計(jì)到年底將占到總產(chǎn)量的25%。
2021年,美光占據(jù)全球23%的市場(chǎng)份額,排在第三位,DRAM銷售額增長(zhǎng)41%至219億美元。美光在公布2021財(cái)年第三財(cái)季財(cái)報(bào)的電話會(huì)議中表示,此前美光一直在回避使用EUV,而是專注于其他光波較長(zhǎng)的光刻設(shè)備上,因?yàn)槠渌饪淘O(shè)備能夠滿足其需求。但其實(shí)美光已經(jīng)訂購(gòu)了EUV設(shè)備,以備不時(shí)之需,并計(jì)劃從2024年開(kāi)始使用EUV光刻技術(shù)生產(chǎn)DRAM。
美光在近日舉辦的投資者日活動(dòng)上,公布了DRAM的未來(lái)技術(shù)路線圖,明確指出將在1γDRAM的工藝中引入EUV技術(shù)。而此次,美光總裁暨執(zhí)行長(zhǎng)Sanjay Mehrotra正式宣布將在中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的新廠引進(jìn)最先進(jìn)的EUV設(shè)備,這也印證了美光的EUV計(jì)劃正在穩(wěn)步實(shí)施中。
從ASML等EUV光刻機(jī)供應(yīng)商的角度來(lái)說(shuō),DRAM的制造過(guò)程中加入EUV光刻技術(shù),可謂是一大喜訊。ASML發(fā)布的2022年第一季度財(cái)報(bào)顯示,ASML來(lái)自邏輯和存儲(chǔ)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)均為50%。與上一季度相比,ASML來(lái)自存儲(chǔ)客戶的銷售收入大幅增加。ASML總裁兼首席執(zhí)行官Peter Wennink在一份聲明中表示:“本季度,我們收到了邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片客戶的多個(gè)High-NA EXE:5200系統(tǒng)(EUV 0.55 NA)訂單!
財(cái)報(bào)中更是著重指出,為了提高芯片電路的精細(xì)程度,三星、美光、SK海力士等存儲(chǔ)芯片廠商,紛紛使用EUV光刻工藝來(lái)生產(chǎn)存儲(chǔ)芯片。這正是推動(dòng)ASML來(lái)自存儲(chǔ)芯片廠商EUV訂單快速增長(zhǎng)的一大重要原因。
EUV使DRAM全面提升
目前DRAM制造中光刻設(shè)備主要還是以DUV為主,DUV設(shè)備主要使用193nm波長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行光刻,而EUV設(shè)備的波長(zhǎng)為13.5nm,采用EUV設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)將減小電路的寬度,在單位面積中能夠存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。
而且,當(dāng)前電子產(chǎn)品正在向小型化、微型化發(fā)展,智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品對(duì)芯片的尺寸和性能同樣看重,EUV技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)DRAM產(chǎn)品在尺寸減小的同時(shí)存儲(chǔ)和處理能力得到提升,功耗也會(huì)降低。同樣EUV技術(shù)和DUV技術(shù)相比,EUV所用掩膜版數(shù)量少,需要處理的步驟也會(huì)減少,進(jìn)而縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間,使生產(chǎn)效率得到提升。
“近些年,受庫(kù)存和產(chǎn)品價(jià)格的影響,各大存儲(chǔ)器廠商競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,EUV設(shè)備雖然投資價(jià)格比較高,但是帶來(lái)的效益是比較可觀的,能夠降低光罩的使用數(shù)量,提升產(chǎn)品良率,降低生產(chǎn)成本!卑雽(dǎo)體行業(yè)專家楊俊剛表示。
芯謀研究分析師張先揚(yáng)向記者表示,目前提高芯片組性能的方法主要有兩個(gè),一是先進(jìn)封裝,二是先進(jìn)制程,這兩條路是相輔相成的。而對(duì)于存儲(chǔ)的性能要求始終在不斷提升,對(duì)比193nm的ArF,具備更短波長(zhǎng)光源的EUV光刻機(jī),可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的半導(dǎo)體電路圖案設(shè)計(jì)制造,相同表面積的芯片內(nèi)可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。
張先揚(yáng)預(yù)測(cè),未來(lái)晶圓廠在DRAM市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng),封裝企業(yè)的盈利空間會(huì)相對(duì)壓縮,DRAM終端與晶圓廠會(huì)有更加深度的綁定。
TrendForce集邦咨詢分析師吳雅婷也同樣表示,使用EUV光刻技術(shù)是DRAM制程微縮的必經(jīng)之路,具體有三大好處:一是可以使DRAM制程進(jìn)一步微縮至15nm以下。二是通過(guò)更先進(jìn)制程的遞進(jìn),單顆顆粒的容量向上提升至16Gb或更高。三是生產(chǎn)制程時(shí)間縮短,因?yàn)槠湟毓獾牡罃?shù)可以減少。
但吳雅婷也指出,由于EUV造價(jià)高昂,在產(chǎn)品折舊攤銷初期將難以感受到單顆芯片成本下降的速度,在占整體DRAM市場(chǎng)份額有限的情況下,平均銷售單價(jià)難以再呈現(xiàn)過(guò)往間歇性大跌的狀態(tài)。