揭秘4亿美金光刻机的制造工厂

如果您希望可以时常见面，欢迎标星收藏哦~

来源：内容 编译自 CNBC 。

在荷兰一个巨型实验室里，严密的大门后，有一台机器正在改变微芯片的制造方式。ASML该公司耗时近十年研发了高数值孔径（High NA）芯片。该芯片造价超过4亿美元，是世界上最先进、最昂贵的芯片制造设备。

CNBC 于 4 月份前往荷兰参观了该实验室。在此之前，High NA 从未被拍摄过，即使是 ASML 自己的团队也是如此。

在实验室内，High NA 认证团队负责人 Assia Haddou 向 CNBC 独家近距离展示了 High NA 机器，她称这些机器“比双层巴士还要大”。

该机器由四个模块组成，分别在康涅狄格州、加利福尼亚州、德国和荷兰制造，然后在荷兰费尔德霍芬的实验室组装，进行测试和批准，然后再次拆卸运出。 Haddou表示，这需要七架部分装载的波音飞机747 飞机，或者至少 25 辆卡车，才能将一套系统送到客户手中。

全球首个 High NA 商业化安装于英特尔，该公司将于 2024 年在俄勒冈州建造芯片制造厂（简称 fab）。迄今为止，只有五台这种巨型机器被交付使用。

目前，只有少数台湾半导体制造公司、三星和英特尔等几家公司能够提供这种芯片，它们正在加紧生产，以生产数百万块芯片。

高数值孔径 (High NA) 是 ASML 最新一代极紫外光刻机 (EUV)。ASML 是 EUV 的独家制造商，EUV 是全球唯一能够投射构成最先进微芯片的最小蓝图的光刻设备。来自Nvidia、苹果和AMD等巨头的芯片设计，没有 EUV 就无法制造。

ASML 向 CNBC 表示，其所有 EUV 客户最终都将采用高数值孔径 (High NA) 技术。其中包括美光、SK海力士和 Rapidus等其他先进芯片制造商。

Futurum 集团的丹尼尔·纽曼 (Daniel Newman) 表示：“这家公司已经完全垄断了该市场。”

CNBC 采访了 ASML 首席执行官 Christophe Fouquet，询问他是什么原因阻止了 ASML 进一步提高其机器的价格。他解释说，随着机器的进步，芯片生产成本也随之降低。

“摩尔定律告诉我们，我们需要持续降低成本，”福凯说道。“人们相信，如果能降低成本，就能创造更多机会，所以我们需要参与到这场竞争中来。”

两家主要客户已确认，High NA 较 ASML 之前的 EUV 机器有显著改进。在二月份的一次会议上，英特尔表示，迄今为止已使用 High NA 生产了约 3 万片晶圆，其可靠性约为前代机器的两倍。在同一次会议上，三星表示，High NA 可将其生产周期缩短 60%，这意味着其芯片每秒可以完成更多操作。

“一项非常冒险的投资”

由于速度和性能的提升，高数值孔径可以降低芯片价格。高数值孔径还能提高良率，这意味着每片晶圆上可用的芯片数量更多。

这是因为它可以以更高的分辨率投射芯片设计。High NA采用与EUV机器相同的工艺，但镜头开口更大，从而可以用更少的步骤投射更小的芯片设计。

“High NA意味着两点。首先，也是最重要的，就是尺寸缩小。也就是说，一块晶圆上可以容纳更多器件，”ASML技术执行副总裁Jos Benschop说道。“其次，通过避免多次图案化，可以加快生产速度，并提高良率。”

Benschop于1997年加入ASML，当时该公司刚刚上市两年。他帮助推动了ASML全力投入EUV光刻技术的决策。这项技术耗时20多年才得以开发。

“我们差点就成功了。我想有时候人们会忘记这一点，”福凯说。“这是一项非常冒险的投资，因为当我们开始的时候，没有人能保证这项技术一定有效。”

到2018年，ASML证明了EUV的可行性，各大芯片制造商开始大批量订购。EUV技术在二十年前似乎是不可能的，它能够产生大量微小的极紫外光，并将其穿过芯片设计越来越小的掩模版，投射到经过光刻胶处理过的硅晶圆上。

为了产生 EUV 光，ASML 会以每秒 5 万滴的速度从喷嘴中喷出熔融的锡液，每一滴锡液都用强大的激光喷射，产生比太阳更热的等离子体。这些微小的爆炸正是 EUV 光子发射出来的，其波长仅为 13.5 纳米。

EUV 的宽度约为五条 DNA 链，非常小，以至于所有已知物质都会吸收它，所以整个过程必须在真空中进行。EUV 光会从反射镜反射回来，反射镜会将其穿过镜头，就像相机的工作原理一样。为了解决 EUV 被反射镜吸收的问题，德国光学公司蔡司专为 ASML 制造了世界上表面最平坦的反射镜。

ASML 的老一代 DUV 光刻机使用的是波长为 193 纳米、精度较低的深紫外光。ASML 仍在生产这些光刻机，在 DUV 领域与日本的尼康和佳能竞争，但它是全球唯一一家在 EUV 光刻技术上取得成功的公司。

这家荷兰公司于2016年左右开始研发价值4亿美元的高数值孔径（NA）机器。高数值孔径机器的工作原理与深紫外（DUV）相同，使用相同的极紫外（EUV）光源。但有一个关键的区别。

高数值孔径 (NA) 的数值孔径越大，意味着其透镜开口越大，从而增加了反射镜捕获光线的角度。更多来自更大角度的光线使高数值孔径机器能够一步将越来越小的设计转移到晶圆上。相比之下，较低数值孔径的机器则需要通过多个掩模版进行多次 EUV 光投射。

“当数量增加时，流程就会变得非常复杂，良率也会下降，”福凯说。

分辨率随着数值孔径 (NA) 的增加而提高，从而减少了对多个掩模版和曝光的需求，节省了时间和成本。然而，高数值孔径机器的成本也会上升。

福凯说：“你必须使用的镜子越大，因此系统就越大。”

这些机器也消耗大量电力。

“如果我们不逐步提高人工智能芯片的能效，模型的训练可能会消耗掉全球的能源，这可能在2035年左右发生，”福凯说道。他表示，正因如此，ASML自2018年以来已将每片晶圆的曝光所需功率降低了60%以上。

中国、关税和美国经济增长

ASML 以其突破性的 EUV 光刻机而闻名，但其较老的 DUV 光刻机在 2024 年仍占其业务的 60%。ASML 去年售出了 44 台 EUV 光刻机，起价 2.2 亿美元。DUV 光刻机价格低得多，价格从 500 万美元到 9000 万美元不等，但 ASML 在 2024 年售出了 374 台老款光刻机。

中国是这些DUV系统的主要买家，占ASML 2024年第二季度业务的49%。Fouquet告诉CNBC，中国市场销售额达到峰值的原因是ASML直到去年才完成大量积压订单。他表示，到2025年，中国市场的业务应该会恢复到20%至25%之间的“历史正常水平”。

美国出口管制禁止阿斯麦（ASML）向中国出售EUV光刻机。这项禁令始于特朗普第一任政府时期。Futurum集团的纽曼表示，中国自主研发EUV光刻机的可能性“非常小”，相反，他们会使用最先进的DUV芯片来制造智能手机等设备。

在人工智能（Generation AI）的竞争中，美国对先进技术流入中国的担忧加剧。这种繁荣也推动了芯片股的飙升，其中包括阿斯麦（ASML）的股价在7月份创下历史新高。

由于芯片行业面临唐纳德·特朗普总统的关税等关键不确定因素，ASML 的股价自此下跌了 30% 以上。

本肖普告诉CNBC，ASML根本不知道关税会对公司产生什么影响。ASML在全球拥有约800家供应商，关税对公司的影响非常复杂。

生产一台High NA机器需要经过许多进出口环节。该机器的四个模块分别在美国、荷兰和德国制造，然后运往荷兰进行组装和测试，在那里再次拆卸，然后运往美国或亚洲等地的芯片制造厂。

多年来，亚洲市场一直占据 ASML 业务的 80% 以上。2024 年，美国市场的份额约为 17%，但增长迅速。ASML 在全球拥有 4.4 万名员工，其中 8,500 名员工在美国 18 个办事处工作。

ASML 2024 年的大部分高北美市场出货量都流向了英特尔，后者正在俄亥俄州和亚利桑那州建设新的晶圆厂。这家美国芯片制造商近年来举步维艰，但 Fouquet 表示，英特尔仍然是 ASML 的“强大合作伙伴”，并且对美国半导体的独立发展“至关重要”。

总部位于台湾的台积电在芯片制程工艺方面遥遥领先于英特尔。CNBC近期参观了台积电位于菲尼克斯北部的新晶圆厂，该厂目前已投入量产。作为美国本土最先进的芯片厂，台积电对高NA的需求可能很快就会到来。

与此同时，ASML 正在亚利桑那州建设其在美国的首个培训中心。Fouquet 告诉 CNBC，该中心将在“未来几个月”开放，目标是每年培训 1200 名 EUV 和 DUV 人员。他表示，“该中心的产能不仅能满足美国的需求，还能用于培训更多全球人才。”

这家荷兰公司计划进一步提高其下一台机器 Hyper NA 的数值孔径。

Fouquet 告诉 CNBC，ASML 已经为下一代机器设计了一些光学草图，而且“这未必是一个难以制造的产品”。他预计 Hyper NA 的需求将在“2032 年至 2035 年之间”出现。但他不愿对价格进行猜测。

目前，ASML 专注于满足高数值孔径 (High NA) 的需求。该公司计划今年至少再出货 5 台系统，并在几年内将产能提升至 20 台。

https://www.cnbc.com/2025/05/22/exclusive-look-at-high-na-asmls-new-400-million-chipmaking-colossus.html

半导体精品公众号推荐

专注半导体领域更多原创内容

关注全球半导体产业动向与趋势

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第4043期内容，欢迎关注。

『半导体第一垂直媒体』

实时 专业 原创 深度

公众号ID：icbank

喜欢我们的内容就点“在看”分享给小伙伴哦