最近，全球光刻机巨头ASML在其荷兰总部 向媒体展示了最新一代的High NA EUV光刻机，引起了业界的广泛关注。这款光刻机不仅引入了最 的技术，更是被誉为将成为实现2纳米以下先进制程大规模量产的必备“武器”。High NA EUV光刻机的亮点在于其高数值孔径（Numerical Aperture，NA）技术，能够实现更高分辨率和更精细的芯片制造。这项技术的突破将为半导体行业带来革命性的进步，推动芯片制造向着更小、更快、更节能的方向发展。除了已经率先获得全球首台High NA EUV光刻机的英特尔之外，台积电和三星也相继订购了这一先进设备，预计最快在2026年陆续到位。
ASML发言人Monique Mols在媒体参观总部时表示，一套High NA EUV光刻系统的大小等同于一台双层巴士，重量更高达150吨，相当于两架空中客车A320客机，全套系统需要250个货箱来装运，装机时间预计需要250名工程人员、历时6个月才能安装完成，不仅价格高昂也相当耗时。根据此前的爆料显示，High NA EUV的售价高达3.5亿欧元一台。
Monique Mols解释称：“我们不断进行工程设计和开发，还有大量工作要做来校准它并确保它适合制造系统。” “我们和我们的客户也有一个陡峭的学习曲线。”预计ASML今年还将发货“一些”（High NA EUV系统），并且在定制和安装方面仍有工作要做。
ASML CEO Peter Wennink表示，AI需要大量运算能力和数据储存，如果没有ASML将无法实现，这也是公司业务一大驱动力。ASML上季收到的EUV设备订单也创下了历史新高。
英特尔在2023年12月已率先拿下了全球首台High NA EUV光刻机，并已经开始在英特尔俄勒冈州晶圆厂安装。此前外界预计该设备将会被英特尔用于其最先进的Intel 18A制程量产，不过，日前英特尔CEO基辛格（Pat Gelsinger）在财报会议上宣布，Intel 18A预计将在2024年下半年实现制造就绪，但是并不是采用High NA EUV量产，该设备将会被应用于1.8nm以下的挑战。
除了英特尔之外，台积电、三星等晶圆代工大厂在High NA EUV设备机台采购上则慢于英特尔。业界指出，由于High NA EUV光刻机价格是当前EUV光刻机的两倍，这也意味着设备成本将大幅增加，由于明年即将量产的2nm依然可以依赖于现有的EUV光刻机来完成，并且成本并不会大幅增加，这也是台积电、三星不急于导入High NA EUV光刻机的关键。
业界人士推测，台积电预计最快在1.4纳米（A14）才导入High NA EUV曝光机台，代表2025年才可望有采购设备的消息传出，若按照台积电先前对外释出的1.4奈米量产时间将落在2027年至2028年计划下，台积电的High NA EUV曝光机台交货时间可能落在2026年开始陆续交机。
不过，可以确定的是，ASML的High NA EUV光刻机已成为英特尔、台积电及三星等晶圆制造大厂进军2nm以下先进制程的必备武器，仅是大规模采用的时间先后顺序有所差别。
事实上，进入7nm以下后，台积电就开始导入EUV光刻设备，原因在于光罩曝光层数大幅增加，在至少20层以上的重复曝光需求下，孔径重复对准的 度要求越来越高，这也让EUV光刻机成为了必备设备，不仅可以提高良率，也能降低生产成本。
对于High NA EUV系统，ASML此前也表示，其 代High NA EUA（EXE:5000）的分辨率为 8nm，可以使芯片制造商能够简化其制造流程。并且，EXE:5000每小时可光刻超过 185 个晶圆，与已在大批量制造中使用的 NXE 系统相比还有所增加。ASML还制定了到 2025 年将产能提高到每小时 220 片晶圆的路线图。这种生产力对于确保将高数值孔径集成到芯片工厂对于芯片制造商来说在经济上可行至关重要。
不过，半导体研究机构SemiAnalysis的半导体设备和制造分析分析师Jeff Koch则表示：“虽然一些芯片制造商可能会更早地推出它，以试图获得技术 地位，但大多数芯片制造商在它具有经济意义之前不会采用它。”客户可以选择等待并从现有工具中获得更多收益。Jeff Koch通过自己的计算表示，只有在 2030 年至 2031 年左右从旧技术大规模转换之后才会变得具有成本效益。此外，“预计ASML 在 2027-2028 年投产的 晶圆厂 采用前沿逻辑制程之后，可能会拥有足够的High NA EUV产能。”
原本任职于ASML的Jeff Koch不久前还曾发布了一篇题为《ASML困境：High-NA EUV比Low-NA EUV多模式更糟糕》的文章中指出，现有的Low-NA EUV系统通过双重图案化技术，相比High NA EUV更具成本优势！
不过，ASML 首席执行官 Peter Wennink 今年1月回应称，分析师可能低估了这项技术。“我们目前在与客户的讨论中看到的一切都是High NA EUV更据经济效益。”
ASML的High NA EUV产品管理负责人 Greet Storms在上周五表示，拐点将于 2026-2027 年左右到来。
****** 延伸报道 ******
ASML最新EUV光刻机：27亿元，150吨重，250人要安装180天
ASML公司更是对外宣称，这是芯片制造商参与人工智能热潮的“必备品”。所谓数值孔径，指的是用来衡量光学系统能够收集的光的角度范围。通过增大数值孔径，可以实现更小的分辨率和更高的分辨能力，从而满足微细加工的要求。简单来说，数值孔径越大则分辨率越佳。
据悉，这台光刻机采用蔡司生产的0.55 NA 的镜头，能够实现8nm级别的分辨率，而标准EUV 使用0.33 NA 的镜头，实现分辨率水平为13nm。这么说吧，谁家要是拥有它，那么制造2nm及以下节点芯片，是丝毫没有任何压力。
并且在芯片制作过程中，还可以进一步提升之前传统光刻机多重曝光成本，其一个小时能曝光超过200片硅晶圆，生产效率变得更高。
一般来说，工艺节点超越5nm，低数值孔径光刻机的分辨率就不够了，只能使用EUV双重曝光或曝光成形技术来辅助。然而，这样不但大大增加成本，还会降低良品率。因此，更高数值孔径成为必需。
据悉，一台High-NA光刻机售价高达3.5亿欧元，与之对比阿斯麦传统EUV光刻机型号，包括NXE:3600D 和NXE:3400C。
它们分别可用于3~5nm、5~7nm 制程节点的芯片生产，整体平均单价约1.7 亿欧元。
所以看到了吧，这个涨幅是巨大的。为了在2nm及以下芯片制造领域重新夺回相对台积电的 优势，看得出来英特尔是下了大血本的。
值得一提的是，英特尔在2018年就跟阿斯麦预定好了，直到2023年年底，对方才开始交付。
而另一巨头台积电，则按兵不动。至于原因嘛，业内分析师预计，由于最先进的光刻机成本相比之前多重曝光的光刻机高的多，因此台积电可能要到 2030 年甚至更晚才会采用这项技术。
根据ASML公布资料，一部EUV光刻机的精密零部件超过10万多个，4万个螺栓，4000多条线路，超过2公里以上的软管线。
单次发货需要动用40个货柜、20辆卡车以及3架波音飞机才能运完。
值得一提的是，这么多零部件，涉及到来自超过40多个 的5000多家供应商。比如里面用到了德国的蔡司镜头，日本的特殊复合材料，瑞典的精密机床，美国的先进控制软件、光源等，个个都是业内 厂商。其中90%的零件都采用 上最先进的技术，85%的零部件是和供应链共同研发。
甚至一些接口都要工程师用高精度机械进行打磨，尺寸调整次数更可能高达百万次以上。等光刻机的各个组件，通过飞机运输到客户这边后，会有将近250名工程师们轮流对其进行组装，整个组装调试时间更是超过半年。
其中，每个镜面、透镜和其他光学元件都需要精确校准，以确保光束能精确地聚焦在晶圆上。按照英特尔的计划，自家2nm芯片将在2025年才能制造出来。然而，值得一提的是，ASML的总裁指出数值孔径（NA）达到0.55后，进一步提升可能会遇到技术瓶颈。
后面想让EUV光刻机继续提升分辨率，有这么几种办法。
要么不断降低光源波长，但是目前使用的13.5纳米的极紫外光已经非常短了，找不到比这更短的了。
要么提升光刻工艺因子，其中包括但不限于光刻胶的性能、曝光后处理技术、以及图案转移的精度等。
尽管通过改进这些工艺参数，可以在一定程度上提升分辨率，但目前这些技术也接近了它们的物理或化学极限，提升空间有限。
剩下还有一条路，那就是提升数值孔径（NA）。
虽然目前ASML开发的高NA EUV光刻技术，特别是0.55高NA系统，代表了光刻技术的一个重大进步。
然而，继续提高NA会遇到巨大的技术和物理障碍，比如光学系统的复杂性、制造成本的大幅上升，以及可能达到物理极限。正因如此，ASML的总裁才会指出0.55NA，可能是当前技术条件下的极限。其中最关键的因素，是阿斯麦掌握了大部分光刻机制造的上下游产业链，从而构建了一个由全球 供应商和合作伙伴组成的生态系统。要知道，阿斯麦的光刻机中超过90%的零件都是向外采购的，全球更是超过5000家供应商。
因此对于这些供应商，阿斯麦想方设法牢牢的掌握在自己手里。这意味着阿斯麦在技术创新、零部件质量以及生产效率方面都能保持 。
而对于下游客户来说，阿斯麦有个奇特的规定，就是只有投资阿斯麦才能获得优先供货权。这不仅为阿斯麦提供了一大笔资金支持，而且通过这种方式，阿斯麦与其客户之间形成了更紧密的合作关系和利益共同体。
这种模式，有助于阿斯麦在研发新技术时获得客户的直接反馈和需求，进而更好地满足市场的需要。
所以，通过与全球 供应商和合作伙伴的紧密合作，加上客户的投资，从而使得阿斯麦能够保持技术的 地位。
