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EUV技術讓DRAM 再無瑕疵?

2019-06-24
關鍵詞: EUV DRAM DUV

  

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  DRAM提前步入EUV時代

  EUV(極紫外光),是基于DUV(深紫外光)升級的最新一代光刻機設備。隨著半導體制程微縮走向極限,EUV光刻機設備成為焦點。EUV的作用在于,可繼續壓榨晶體管的密度,降低光罩用量,提升良率并降低芯片制造成本。

  由于DRAM制程向1z納米或1α納米制程推進的難度越來越高(三星18 nm工藝技術被傳出因良率過低導致的瑕疵品引發客戶賠償的消息),目前采用EUV設備提升量產能力,降低DRAM的生產成本,成為最為緊迫的辦法。

  目前全球三大DRAM芯片巨頭——三星、美光和海力士都將工藝制程開進10nm級別,此10nm級別并非就是10nm,它又分為三個等級,其中1xnm對應16nm-19nm制程,1ynm對應14nm-16nm制程,1znm對應12nm-14nm制程,在這之后還會有1α及1β納米制程節點。制程的微縮逐漸成為DRAM原廠的發展瓶頸。

  一年前,美光不認為EUV 光刻機在DRAM芯片的制造環節上是必須的,甚至未來發展到1znm以下的1α和1β工藝技術,可能都不需要EUV光刻機。加上EUV價格昂貴(1億美金以上),及去年DRAM價格正處于高漲的甜蜜期,美光做此判斷乃情理之中。但今年迫于市場壓力不得不改變此策略。

  據多家調研機構的數據顯示,2019年上半年,受市場供需影響,消費類NAND Flash閃存價格下滑了30%,DRAM內存價格也是一路下跌,雖然原廠計劃減產救市,但短期仍不見止跌信號。要降低成本,一是微縮制程,二是啟用EUV設備。顯然,啟用EUV設備將更為直接有效。

  據韓媒報道,三星將在2019年11月開始量產采用EUV 技術的1z 納米DRAM。量產初期將在華城17產線,不過由于與晶圓代工事業部共享EUV設備,所以初期使用量不大,之后平澤工廠也會啟動EUV DRAM量產;美光計劃2019年底在日本廣島B2新工廠量產1znm LPDDR4;SK海力士也有意以EUV制程生產DRAM。可以判斷,在1α納米或1β納米世代,EUV將開始全面導入。

  EUV時代,ASML獲利最大

  在DUV(深紫外光)時代,光刻機市場主要被荷蘭ASML、日本索尼和尼康三巨頭占據,但到了EUV時代,變成只有ASML一家供應商。目前,ASML已占據整個光刻機市場70%的份額。

  今年4月,ASML發布首季財報,第一季凈收入3.55億歐元,毛利率41.6%。業績成長迅速。

  競爭格局分水嶺出現在193nm光刻技術成為市場主流之后,ASML逐漸后來居上。加上英特爾、臺積電和三星入股ASML更加夯實了其龍頭地位。

  2012年英特爾以25.38億歐元購買了ASML 15%的股權,臺積電以8.38億歐元購買了ASML 5%的股權,三星以5.03億歐元購買了ASML 3%的股權。除此,三巨頭還給出高額資金助力技術研發。

  有了三大巨頭的助力,ASML在2012年推出了試驗型EUV光刻設備NXE 3100,后續又推出了量產型NEX 3300B,2014年推出了NXE 3350B,目前,已經推出新一代量產型的NXE 3400B和NXE 3400C EUV設備。

  在7nm工藝量產關鍵節點,ASML的NXE 3400B EUV光刻機成為了臺積電、三星實現量產計劃的關鍵。ASML曾表示,2017年下半到2018年初,EUV光刻機每小時晶圓吞吐量約125片,而ASML新一代EUV光刻機(NXE 3400C),芯片吞吐量可達到每小時170片水準,這將使產能增加36%。

  更有消息顯示,ASML計劃在2019年出貨30臺EUV光刻機,同時正準備將NXE 3400C EUV光刻機推廣到DRAM產業,而這恰恰與DRAM原廠導入EUV的想法不謀而合。

  工藝制程微縮的挑戰尚存,DRAM在1znm出現的良率瑕疵問題,EUV能否幫助全部解決?我們拭目以待。


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