挤下苹果成第一 ASML变摩尔定律救星 陷陆美晶片争霸

设备大厂艾司摩尔。(图/Shutterstock)

2021未来品牌指数(Future Brand Index 2021)百大品牌排名,由独家供应极紫外光(EUV)微影设备、荷兰半导体设备商艾司摩尔(ASML)夺下冠军,挤下美国智慧机龙头苹果,全球晶圆代工龙头台积电则是大幅跃进,登上第6。

未来品牌指数(Future Brand Index)与财富500等排名不同,评估的不是财务指标,而是由会计师事务所普华永道(PwC)选出的全球100家公司为基础,邀请3000名专家以启发、创新、独立性、公司领导、员工素质等18个不同面向的评分进行排名。

ASML提供深紫外光(DUV)微影设备等曝光机,以及独家供应的极紫外光(EUV)微影设备,更成为包括台积电、三星电子在先进制程发展的重要设备,这也使得ASML成为半导体公司想要跨入先进制程发展的关键地位,近期频频被外媒点名。

据金融时报先前报导,虽然ASML在商业上获得优异成绩,但就如许多半导体厂商一般,都陷入陆美科技战的争端,对全球半导体供应链来说都造成不小影响。ASML 供应商约有 5000 家,每个动作都对于该公司供应链有相关影响,其中超过75%的设备与服务销售销往亚洲,主要是台湾、南韩和大陆,但在美国政府对大陆半导体发展打击之下,让ASML的地位相当尴尬。

中芯国际2018年跟ASML订购EUV机台,在2019年遭到川普政府出手阻挠,导致中芯国际无法取得EUV机台。当时ASML回应,是为了遵守《瓦圣纳协议》,须等待荷兰政府审核出口许可,才能出货中芯国际。不过,中芯国际今年3月重新跟ASML签约,12亿美元的订单,主要用来采购深紫外光(DUV)微影设备,期限到今年底,但至今仍未有下文,主要是拜登政府延续川普政策,甚至大力限缩半导体生产设备与材料输入大陆。虽然大陆半导体自主化持续推进,许多半导体生产设备与材料供应商也有意打入中芯供应链,但目前来说,仍没有太多供应商有办法满足中芯的需求,显见ASML设备在半导体的关键地位。

ASML执行长Peter Wennink曾警告,美国加强对大陆的限制,不只陆会面临损失,同时也会影响美国经济,直言大陆拥有最大的半导体市场,若美国持续限制厂商出口,等待大陆完成半导体产业链自给自足,很多外国公司都会因此被排除在外,美国经济势必会受到波及。

晶圆代工厂跨入先进制程领域后,摩尔定律是否能维持,成为业界关注焦点,但ASML的EUV机台成为摩尔定律救星,台积电先是采用深紫外光(DUV)微影设备的193nm浸润式ArF微影,让台积电第一代7奈米制程出世,并采用EUV技术持续推进电晶体微缩,台积电也借此拉开与竞争对手三星电子的差距。

在进入20奈米制程后,各家厂商采用鳍式场效电晶体(FinFET),是种多重闸道 3D 电晶体,控制电流通过的闸门从平面走向类似鱼鳍的3D电晶体,并由闸极(所称的20奈米制程,指得就是闸极长度,或称线宽)所包覆,大大强化控制电流。但随着电晶体微缩持续推进,如今称数字制程更接近的是鳍片宽度,也因如此,三星电子率先在3奈米制程采用环绕闸极技术(Gate-All-AroundGAA);至于近期宣布重返晶圆代工领域的英特尔,也将扩大采用EUV技术,ASML所提供的EUV机台更说是功不可没。

先进制程持续朝着3奈米、2奈米、1.5奈米,甚至是小于1奈米制程,ASML合作研发新一代高解析度EUV曝光技术(High NA EUV),目前已经完成设备的基本设计,型号为NXE5000系列,预计2022年达到商用化,这一套半导体生产设备预料也会变得非常巨大。

ASML技术开发副总裁 Tony Yen日前受访也指出,由于2000年没有日本厂商愿意做EUV微影设备的研发与生产,主要是系统非常复杂,且当时无法确认EUV技术应用,所以ASML很早期就投入,并与蔡司(ZEISS)合作,以及收购美国圣地亚哥 Cymer,协助EUV技术重大进展。

至于摩尔定律是否面临瓶颈,Tony Yen表示没有,甚至认为摩尔定律还会再延续 10 年甚至更长,目前电晶体微缩的课题,还有3D封装的解决方案,但 2D架构微缩,仍可以持续10年,ASML也为此持续开发下一代半导体生产设备。