透过ASML畅想EUV的未来

2020-01-28来源: 半导体行业观察关键字:ASML  EUV

摘要:

 

1. ASML以100%的EUV份额和94.5%的DUV Immersion份额在半导体光刻市场上占据主导地位。

 

2. EUV的客户代表所有半导体公司的前5大资本支出支出。

 

3。 随着EUV处理步骤的减少,沉积和蚀刻公司Tokyo Electron,Applied Materials和Lam Research将受到负面影响。

 

自从2006年ASML向纽约奥尔巴尼大学的纳米级科学与工程学院(CNSE)交付了第一个EUV以来,该公司越来越重视EUV。ASML是半导体光刻领域的主要领导者,并且是EUV光刻的唯一制造商,尼康和佳能是其主要竞争对手。

 

分叉的公司

 

ASML主要销售光刻系统,以及通过收购Hermes Microsystems而获得的计量/检查线。我称此部分标题为“分叉的公司”的意思是,该公司已成为“深紫外线/可见光”公司和“扩展紫外线”公司。 我预计到2020年,EUV的收入将占光刻技术总收入的近50%,因为周围的许多生态系统问题已在7nm处得到一定程度的解决,而似乎在5nm处却没有表现出众。正是由于这些原因,EUV花了很长时间(自2006年以来)才达到公司在生产芯片上使用EUV的地步。 EUV vs 沉浸式DUV金融深潜 ASML是唯一的EUV供应商,因此拥有100%的市场份额。借助Immersion DUV,ASML可与尼康竞争。图1显示,按总出货量(基于91个单元)计,ASML在Immersion DUV市场中占有94.5%的份额。佳能公司没有参与这一领域,ASML在DUV中的地位几乎与在EUV中一样。

 

 

但是,随着芯片设计人员将技术节点转移到10nm以下,DUV的购买量正在减少,而EUV的数量却在增加。图2显示了2017-2022年的同比收入。我在2019年12月24日的Seeking Alpha文章中讨论了题为“ KLA:尽管2020年行业增长持平,但仍领先于半导体设备市场 ”的文章: “根据我的分析,估计第四季度半导体设备进口总额为40亿美元,这笔资金用于2020年。我估计另外有16亿美元的设备流向了中国,13亿美元流向了韩国,10亿美元流向了台湾。”

 

预计EUV收入将在2021年超过DUV沉浸式收入。在2017-2022年期间,随着ASML过渡到具有更高功能和吞吐量的新一代产品,EUV系统的ASP预计将从99,000,000欧元增长至1.45亿欧元,从而降低每像素成本。另一方面,DUV浸没式ASP均保持在5500万欧元,并且应该一直保持到2022年。

 

 

DUV对ASML的益处

 

除了为ASML提供50亿欧元的收入外(图2),与非EUV系统相比,EUV的毛利率也要低得多。非EUV包括DUV Immersion(占收入的80%),包括来自I-Line、KrF DUV和ARF DUV Dry的收入,它们总计约占DUV Immersion收入的20%。

 

图3显示,按季度计算,非EUV毛利润率为50%,而2019年第四季度的毛利润率虽小但仍在增长,仅为33%。随着NXE:3400C平均售价的增加以及出货量的增加,我预计利润率将会增加。

 

 

EUV现在和未来的发展方向是什么?


逻辑与铸造 


EUV已经并将在未来五年内继续主要作为逻辑和代工公司的工具。

 

  •                   台积电(TSM)(27个系统)Error! Hyperlink reference not valid.

  •                   三星电子(13个系统)

  •                   英特尔(Intel)(10个系统)、Error! Hyperlink reference not valid.

  •                   Globalfoundries收到了2个系统,但最终将它们送回。

以上是迄今累计发货60台的主要客户。ASML估计,2020年将有35套EUV系统出货,其中30套用于逻辑/代工,5套用于存储器。

 

那存储呢?

 

EUV将不会用于NAND。3D NAND芯片的尺寸已经从平面2D NAND缩小,并且不需要EUV。这意味着只有三星、SK海力士和美光科技(MU)是DRAM的可行客户。

 

三星在2019年年中宣布,它将分阶段部署新技术。EUV将首先应用于接触位线的BLP层。位线基本上充当了中央数据通道的作用。通过这样做,芯片制造商可以减少构图步骤,从而从根本上降低成本。对于随后的一代DRAM芯片,如1A-NM,三星将EUV技术应用于四层,然后将五层用于1b芯片。

 

但是,在其在Conrad Hotel举行的2019年投资者论坛上:“与现有ArF(氟化氩)技术进行的多图案化技术相比,EUV将工艺复杂度降低了50%。"图4显示了复杂性降低的图形。这是一个关键问题,将在下一节中详细说明,不仅对DRAM,而且对逻辑也是如此。

 

 

表1显示,在2017年第三季度开始在1x nm节点生产五个季度后,美光从2019年第一季度的1y nm节点快速转移到2019年第三季度的1z nm节点。三星和SK海力士都将在2020年开始在1z nm节点生产。

 

 

随着美光升级其单个DRAM晶圆厂,其在1Z nm节点的经验使该公司能够跳过其台湾晶圆厂16(RexChip)的1Y nm节点,直接转向1Z nm。

 

根据我们的报告——《热门IC:人工智能、5G、CMOS图像传感器和存储芯片市场分析》,美光将从1x nm(2019年70%到2020年43%)、1y nm(15%到27%)和1z nm(6%到28%)过渡,我还预测了1αnm,增长到2%。

 

EUV对资本设备行业的影响

 

正如我上面所说的,ASML正在分化为一家"深紫外/可见光"公司和一家"扩展紫外"公司。该公司的基本原理很清楚,如上图2所示。2017-2022年EUV单位出货量增长强劲,而DUV出货量下降,原因有两个:

 

(1)技术节点正在减少,台积电、三星和英特尔作为技术节点过渡的领导者,有足够的财力购买价格为1.25亿美元的EUV系统,而DUV系统的价格为6500万美元。

 

(2)ASML是唯一一家生产EUV系统的公司,而该公司在DUV销售方面与尼康竞争(如果你认为94.5%的市场份额是竞争的话——见图1)。

 

EUV的好处之一是减少了芯片处理步骤,如图5所示,该图与上面的图4不同但类似。显然,根据ASML,用EUV代替ARF浸渍将大大减少沉积、蚀刻和计量步骤。谁是沉积、蚀刻和计量的领先供应商?Lam研究公司(LRCX)、应用材料公司(AMAT)和KLA公司(KLAC)(除东京电子株式会社外)根据我们的报告“全球半导体设备:市场、市场份额、市场预测”。

 

 

如果我们看下面的图6,使用浸没式DUV(ARF-1)在20nm节点有13个掩模层,每个掩模层使用多个DEP蚀刻步骤。如果我们移动到图表的顶部,在10nm有18个掩模层,沉积-蚀刻步骤的使用增加了50%。

 

如图左下方所示,在7nm节点进行多层图案化需要27层掩模层,而在7nm节点切换到EUV(右下方)后,只需要14层掩模层,与20nm节点采用DUV的情况类似。

 

在术语方面,从DUV到EUV的切换,双光刻、双蚀刻(Lele)工艺将被取消,而ARF-I将继续用于自对准双图案化(SADP)和自对准四图案化(SAQP)工艺,最重要的是,将省去一半的处理步骤。

 

图6

 

EUV有赢家也有输家

 

表2显示了沉积和蚀刻行业的顶级公司应用材料公司、Lam研究公司和东京电子公司的收入突破。

 

 

从近期来看,应用材料公司对EUV的收入敞口最大,为52%,其次是东京电子公司(Tokyo Electron),为44%,根据Logic和Foundry产生的收入,Lam研究公司为36%。这些收入是基于前四个季度的数据,仅用于设备,而不是服务或备件。

 

读者必须认识到,上述段落中定义的风险敞口是指如果和/或当DUV被EUV取代时,设备的收入将受到影响的金额。这是一个移动值,取决于给定季度的设备采购。显然,DRAM和NAND风险敞口在过去四个季度有所下降,因为这些行业的设备销售因库存积压、ASP减少和利润率低而减少。

 

随着DRAM公司三星和SK海力士转向EUV,以及资本支出从周期性低点增加,EUV的长期风险敞口将增加。NAND收入将不会有近期或长期EUV风险敞口。

 

7nm技术节点是公认的"甜蜜点",因为EUV的内在能力超过DUV,EUV将成为DUV浸没的可行替代方案。在65nm,利用DUV浸没,一个掩膜曝光就足够了。Intel在45nm节点使用第二个掩膜进行线切割,TSMC在28nm节点使用第二个掩膜。后来,在20nm节点,双重图案化变得普遍。在14nm节点,使用多个图案化工艺。

 

7nm的EUV可以使用一个掩模完成,从而减少了处理时间和辅助设备,特别是沉积和蚀刻,如上图4和5所示。

 

目前只有4家公司在生产7nm产品,正如我上面所说,Globalfoundries已经取消了EUV计划。除了这些公司之外,还有DRAM制造商三星,SK Hynix和美光。

 

有人可能会说,这只代表了六七家公司。然而,这些公司都是最大的资本支出公司。根据我的分析,这些公司代表了前十大资本支出公司中的前五名。不仅如此,它们的资本支出明显高于排名后五位的公司。

 

正如任何技术转型一样,有赢家也有输家。

 

获奖者:

 

ASML

 

半导体逻辑和代工企业台积电、三星和英特尔

 

失败者:

 

沉积和蚀刻公司应用材料和Lam Research

 

关键字:ASML  EUV 编辑:muyan 引用地址:http://news.pyfle.com/manufacture/ic486624.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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