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                  存儲廠商爭相開啟EUV之路

                  2022-06-06 18:09 來源:中國電子報 作者:

                  存儲廠商爭相開啟EUV之路

                  圖源:pixabay

                  5月25日,美光總裁兼CEO Sanjay Mehrotra表示,公司位于中國臺灣地區的新廠正式開啟使用后,美光將引進最先進的1α納米DRAM制程進行生產,同時還將配備最先進的極紫外光(EUV)設備。此前,三星與SK海力士均已宣布,在DRAM的部分工藝中將采用EUV光刻技術。這意味著,世界排名前三的DRAM供應商三星、SK海力士、美光都已在DRAM的制造過程中使用了EUV光刻技術。

                  使用EUV是大勢所趨

                  隨著高性能計算應用的場景不斷增加,各國數據中心建設數量和速度在持續攀升,對存儲器產品的性能要求也越來越高。DRAM研發技術正在加速升級,工藝制程已經進入到10nm級別,各大存儲器廠商紛紛推出1X、1Y、1Z制程產品,并且向1α,1β、1γ 等節點技術持續推進。有觀點認為,當DRAM芯片工藝到達15nm時,就要使用EUV光刻機。隨著各大存儲廠商在工藝上的演進,EUV的加入已是大勢所趨。

                  市場報告顯示,三星在全球DRAM市場占有44%的份額,銷售額達到了近419億美元。作為DRAM領域龍頭企業,三星往往引領著技術潮流走向。三星在2020年3月就率先提出了在DRAM的制造過程中使用EUV光刻技術的方案,并且于2021年10月,開始正式批量生產基于14nm EUV光刻技術制造的DRAM。此過程中,三星還將其最先進的14nm DDR5 DRAM工藝EUV層數從兩層增加到了五層。2021年11月,三星表示,已經應用EUV技術開發了14nm 16Gb低功耗雙倍數據速率的5X (LPDDR5X) DRAM,專門用于5G、人工智能、機器學習和其他大數據終端等高速率應用領域。

                  SK海力士在2021年DRAM市場占有率為28%,排在第二位,銷售額為266億美元。與三星一樣,SK海力士在2021年第四季度財報中表示,已經在該季度中量產了基于EUV技術的1αnm工藝DDR5內存芯片。SK海力士還指出,1αnm工藝內存雖然使用的EUV光刻機成本高昂,但是有助于提高生產效率,是無法繞過的升級過程。2022年,SK海力士會繼續擴大1αnm工藝內存生產,基于EUV技術的1αnm產量預計到年底將占到總產量的25%。

                  2021年,美光占據全球23%的市場份額,排在第三位,DRAM銷售額增長41%至219億美元。美光在公布2021財年第三財季財報的電話會議中表示,此前美光一直在回避使用EUV,而是專注于其他光波較長的光刻設備上,因為其他光刻設備能夠滿足其需求。但其實美光已經訂購了EUV設備,以備不時之需,并計劃從2024年開始使用EUV光刻技術生產DRAM。

                  美光在近日舉辦的投資者日活動上,公布了DRAM的未來技術路線圖,明確指出將在1γ DRAM的工藝中引入EUV技術。而此次,美光總裁暨執行長Sanjay Mehrotra正式宣布將在中國臺灣地區的新廠引進最先進的EUV設備,這也印證了美光的EUV計劃正在穩步實施中。

                  從ASML等EUV光刻機供應商的角度來說,DRAM的制造過程中加入EUV光刻技術,可謂是一大喜訊。ASML發布的2022年第一季度財報顯示,ASML來自邏輯和存儲領域的貢獻均為50%。與上一季度相比,ASML來自存儲客戶的銷售收入大幅增加。ASML總裁兼首席執行官Peter Wennink在一份聲明中表示:“本季度,我們收到了邏輯芯片和存儲芯片客戶的多個High-NA EXE:5200系統(EUV 0.55 NA)訂單?!?/p>

                  財報中更是著重指出,為了提高芯片電路的精細程度,三星、美光、SK海力士等存儲芯片廠商,紛紛使用EUV光刻工藝來生產存儲芯片。這正是推動ASML來自存儲芯片廠商EUV訂單快速增長的一大重要原因。

                  EUV使DRAM全面提升

                  目前DRAM制造中光刻設備主要還是以DUV為主,DUV設備主要使用193nm波長來進行光刻,而EUV設備的波長為13.5nm,采用EUV設備進行生產將縮短電路的寬度,在單位面積中能夠存儲更多的數據。

                  而且,當前電子產品正在向小型化、微型化發展,智能手機、可穿戴設備等產品對芯片的尺寸和性能同樣看重,EUV技術能夠實現DRAM產品在尺寸減小的同時存儲和處理能力得到提升,功耗也會降低。同樣EUV技術和DUV技術相比,EUV所用掩膜版數量少,需要處理的步驟也會減少,進而縮短產品的生產時間,使生產效率得到提升。

                  “近些年,受庫存和產品價格的影響,各大存儲器廠商競爭非常激烈,EUV設備雖然投資價格比較高,但是帶來的效益是比較可觀的,能夠降低光罩的使用數量,提升產品良率,降低生產成本?!卑雽w行業專家楊俊剛向《中國電子報》記者表示。

                  芯謀研究分析師張先揚向記者表示,目前提高芯片組性能的方法主要有兩個,一是先進封裝,二是先進制程,這兩條路是相輔相成的。而對于存儲的性能要求始終在不斷提升,對比193nm的ArF,具備更短波長光源的EUV光刻機,可以實現更精細的半導體電路圖案設計制造,相同表面積的芯片內可以存儲更多的數據。

                  張先揚預測,未來晶圓廠在DRAM市場話語權會進一步加強,封裝企業的盈利空間會相對壓縮,DRAM終端與晶圓廠會有更加深度的綁定。

                  TrendForce集邦咨詢分析師吳雅婷也同樣表示,使用EUV光刻技術是DRAM制程微縮的必經之路,具體有三大好處:一是可以使DRAM制程進一步微縮至15nm以下。二是通過更先進制程的遞進,單顆顆粒的容量向上提升至16Gb 或更高。三是生產制程時間縮短,因為其要曝光的道數可以減少。

                  但吳雅婷也指出,由于EUV造價高昂,在產品折舊攤銷初期將難以感受到單顆芯片成本下降的速度,在占整體DRAM市場份額有限的情況下,平均銷售單價難以再呈現過往間歇性大跌的狀態。

                  作者丨許子皓

                  編輯丨諸玲珍

                  美編丨馬利亞

                  監制丨連曉東

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