半導體EUV的競爭戰火燒到周邊設備

2020/07/28


       圍繞新一代的半導體製造技術「EUV(極紫外)」,設備企業的競爭日趨激化。東京電子將在2020財年(截至2021年3月)投入創出歷史新高的開發費,Lasertec的訂單額也在過去1年翻了一番。在EUV相關設備市場,荷蘭的ASML壟斷了核心的光刻機,但在檢測和光源等領域,日本企業的存在感也在提高。

 

      「如果EUV得到普及,更高端設備的需求將增加」,半導體製造設備全球第3大製造商東京電子社長河合利樹如此表示。2020財年將投入創出歷史新高的1350億日元研發費。

 

 

      東京電子的優勢是「塗佈顯影設備(Coater Developer)」。該設備用於在作為半導體材料的矽晶圓上塗覆特殊化學藥液使之顯影。在EUV量産設備領域,該公司的市佔率為100%。本財年的合併銷售額預計達到1.28萬億日元。其中的1成以上將用於研究開發,以在EUV的普及階段鞏固領先優勢。

 

      在每年超過6萬億日元的半導體製造設備市場,正在發生代際更迭。

 


 

      半導體的電路線寬越微細,性能越高,現在的最尖端産品為5奈米。要將如此細的電路轉印到矽晶圓上,EUV光刻機是不可或缺的。隨著在世界上唯一量産EUV方式的ASML增加供貨,包括塗佈和光源等周邊設備在內的開發競爭也已拉開序幕。

 

      東芝瞄準寫入機

 

      代際更迭的象徵是測試設備製造商Lasertec。如果作為電路原版的光掩膜存在缺陷,半導體的不良率將隨之提高。該公司生産支持EUV的測試設備,2019年7月~2020年3月的訂單額增至上年同期的2.2倍,達到658億日元。全年的訂單預計3分之2與EUV相關。

 

ASML在全球形成壟斷的極紫外線(EUV)光刻設備的價格據稱超過200億日元

   

      此外,日本企業之間的激烈交鋒也在發生。在電子束掩膜寫入機領域,東芝旗下的紐富來(NuFlare Technology)在追趕日本電子和IMS NANOFABRICATION(奧地利)的聯盟。焦點是採用26萬束雷射的「Multi-Beam」技術的開發。

 

      東芝1月擊退發起敵意TOB(公開要約收購)的HOYA,鞏固了對紐富來的控制權。新派遣了開發技術人員等25人,計劃2020年度內供應支持EUV的新一代光刻設備。

 

      背景是微細化

 

      小松子公司、生産雷射源的Gigaphoton(位於栃木縣小山市)正在期待捲土重來。該公司在EUV問世之前,在光刻機的光源領域成為兩強之一。但由於競爭對手被ASML收購等原因,目前正在失去存在感。Gigaphoton力爭在ASML推出EUV新一代設備的2022年之前開發出高輸出功率的光源零部件,以奪回市佔率。


  

      各企業加快EUV設備開發的背景是,韓國三星電子和台積電(TSMC)等展開的微細化競爭。面向5G等高性能半導體的需求旺盛,兩家企業正在爭奪每台超200億日元的ASML光刻機。在這一過程中,周邊的製造設備企業的商機也在擴大。

 

      國際半導體設備與材料協會(SEMI)和日本半導體製造裝置協會(SEAJ)的統計顯示,日本造的半導體製造設備的市佔率2019年為31.3%,在過去約20年內徘徊在3成左右。

 

      在光刻設備領域,此前尼康和佳能曾席捲世界市場,但在與ASML的競爭中失敗,在EUV開發方面掉隊。在半導體領域,隨著製造流程變得困難,贏家通吃的傾向不斷加強。以EUV為契機的代際更迭還將加速設備企業的優勝劣汰。

 

      設備流通停滯 市場擴大蒙陰影

 

      「中國市場的尖端設備投資已經停止」,EUV相關零部件企業的負責人唉聲嘆氣。由於荷蘭政府不予批准,ASML一直無法向中國出口EUV光刻機。此外,周邊設備和零部件的洽購也處於停止狀態。

 

      背後存在中美的貿易摩擦。如果無法進口ASML的設備,中國的半導體廠商將在微細化競爭中落後。中國政府提出到2020年半導體自給率達到40%、2025年達到70%的目標,但處於難以實現的局面。很多觀點認為,美國向荷蘭政府施加壓力,將其用作制裁的武器。

 

      國際半導體設備與材料協會的統計顯示,2019年的半導體製造設備市場規模為597億美元,比2014年增長59%。在此期間提升存在感的是中國市場,佔世界整體的份額從2014年的11.6%提高至22.5%。對日本的半導體製造設備企業來説,中國已成為難以忽視的市場。

 

      EUV的技術開發難度大,各企業的研發成本都在膨脹。如果市場不再擴大,企業的投資回收將推遲,新技術的開發有可能難以推進。

 

      日本經濟新聞(中文版:日經中文網)廣井洋一郎

 

小資料   EUV(極紫外)光刻機:從2019年起被大型企業正式採用的最尖端的半導體製造設備。只有荷蘭的ASML在世界上實現量産。半導體的電路線寬越細小,處理能力越高。如果使用EUV,能使線寬降至7奈米以下。5奈米的半導體與10奈米相比,按單純計算可在相同面積上配備4倍的晶體管。

 

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