為了順利用上極紫外光刻（EUV）技術來生產芯片，半導體行業耗費了十多年時間才走到今天這一步。不過從荷蘭阿斯麥（ASML）最近更新的 2024-2025 路線圖來看，抵達具有高數值孔徑的下一階段，所需時間將要少得多。據悉，當前市面上最先進的芯片，已經用上了 5 / 4 nm 的制造工藝。

　　借助 ASML Twinscan NXE:3400C 或類似的系統，結合具有 0.33 數值孔徑（NA）的光學旗艦，機器能夠提供 13nm 的精度。

　　對于單模方法的7/6nm（間距36~38 nm）和5nm（間距30-32 nm）的工藝節點來說，這樣的精度已經足夠。

　　對隨著半導體行業向5nm以下（間距< 30nm）轉進，未來幾年可能就需要用到雙光刻曝光了。

　　而在后 3nm 節點，ASML 及其合作伙伴正在開發一套全新的 EVU 工具 —— 它就是具有 0.55 高 NA 鏡頭、能夠實現 8nm 精度、有望消除在更先進制程節點上使用多重曝光的 Twinscan EXE:5000 系列。

　　新款高 NA 掃描儀仍在開發之中，預計其結構將異常復雜、龐大、且昂貴——每臺成本將超過 4 億美元。

　　除了新的光學器件，高數值孔徑還需要用到新的光源、甚至需要新建晶圓工廠大樓以容納更大的機器 ——這些無疑都要追加大量的投資。

　　即便如此，在權衡半導體器件的性能、功率、面積和成本（PPAc）之后，領先的邏輯芯片和存儲設備制造商還是更愿意接納新技術。

　　這意味著高 NA EVU 掃描儀對后3nm時代至關重要，且各廠商對高 NA 工具的需求也將異常旺盛。

　　幾周前，ASML 透露其高數值孔徑 Twinscan EXE:5200 系統（EUV 0.55 NA）在 2022 年 1 季度收到了來自邏輯和 DRAM 客戶的多份訂單。

　　此外路透社上周報道稱，該公司在五月份澄清將于 2024 年交付試點用的高 NA 掃描儀訂單，并將從 2025 年開始交付具有更高生產力的后續型號（超5份訂單）。

　　有趣的是，早在 2020 - 2021 年，ASML 就表示已收到來自三大客戶的 High-NA 購買意向（無疑是英特爾、三星、臺積電），且總計達到了 12 套。

　　至于 ASML 已開始著手打造的首套 High-NA 系統，其將于 2023 年完工，以供 Imec 和 ASML 客戶開展相關研發工作。

　　ASML 首席執行官 Peter Wennink 表示：“我們正在高 NA EUV 方面取得良好的進展，目前已開始在位于 Veldhoven 的新潔凈室中集成首套高 NA 系統”。

　　ASML 在今年 1 季度收到了多個 EXE:5200 系統訂單，且 4 月份收到了額外的 EXE:5200 系統訂單。通過這些預定，ASML 收到了來自三家邏輯芯片和兩家存儲制造商客戶的高 NA 系統訂單。作為 ASML 的下一代高 NA 系統，EXE:5200 將大力推動下一代的光刻性能和生產力的提升。

　　據悉，ASML 的 Twinscan EXE:5200 系統較常規的 Twinscan NXE:3400C 機器要復雜得多，因而原廠的工具構建工作也需要耗費更長的時間。

　　該公司希望在未來中期能夠交付多達 20 臺 High-NA 系統，這可能意味著其客戶將不得不奮力爭搶這些機器的優先使用權。

　　Wennink 補充道：“我們還在與供應鏈合作伙伴展開討論，以確保在中期達成約 20 套 EUV 0.55 NA 系統的產能”。

　　唯一確認使用 ASML 的 High-NA 工具的，還只有英特爾的 18A 工藝節點。后者曾披露在 2025 年轉入量產，大致可以趕上 ASML 開始交付其生產的 High-NA EUV 系統的時間。

　　不過近日，英特爾又將 18A 的上手時間推遲到了 2024 下半年，并表示可借助 ASML 的 Twinscan NXE:3600D 或 NXE:3800E 系統實現 18A 制造（大概率是利用多重曝光來實現）。

　　顯然，英特爾希望加速推進其 18A 工藝節點的推出，以從臺積電手中奪回制程技術的領先地位。

　　然而對于商用芯片來說，多重曝光也意味著更長的產品周期、更低的產率、更高的風險、以及潛在的更低產能（即使仍有提升的空間）。

　　最后，包括三星、SK 海力士和美光等業內領先的半導體制造商，也將不可避免地采用 High-NA EUV 來量產芯片，問題是它們尚未給出確切的時間表。