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擠下蘋果成第一!ASML變摩爾定律救星 陷中美晶片爭霸

2021-09-08
作者: 中時電子報

▲設備大廠艾司摩爾。(圖/取自ASML臉書)

2021未來品牌指數(Future Brand Index 2021)百大品牌排名,由獨家供應極紫外光(EUV)微影設備、荷蘭半導體設備商艾司摩爾(ASML)奪下冠軍,擠下美國智慧機龍頭蘋果,全球晶圓代工龍頭台積電則是大幅躍進,登上第6。

未來品牌指數(Future Brand Index)與財富500等排名不同,評估的不是財務指標,而是由會計師事務所普華永道(PwC)選出的全球100家公司為基礎,邀請3000名專家以啟發、創新、獨立性、公司領導、員工素質等18個不同面向的評分進行排名。

ASML提供深紫外光(DUV)微影設備等曝光機,以及獨家供應的極紫外光(EUV)微影設備,更成為包括台積電、三星電子在先進製程發展的重要設備,這也使得ASML成為半導體公司想要跨入先進製程發展的關鍵地位,近期頻頻被外媒點名。

據金融時報先前報導,雖然ASML在商業上獲得優異成績,但就如許多半導體廠商一般,都陷入中美科技戰的爭端,對全球半導體供應鏈來說都造成不小影響。ASML 供應商約有 5000 家,每個動作都對於該公司供應鏈有相關影響,其中超過75%的設備與服務銷售銷往亞洲,主要是台灣、南韓和中國,但在美國政府對中國半導體發展打擊之下,讓ASML的地位相當尷尬。

中芯國際2018年跟ASML訂購EUV機台,在2019年遭到川普政府出手阻撓,導致中芯國際無法取得EUV機台。當時ASML回應,是為了遵守《瓦聖納協議》,須等待荷蘭政府審核出口許可,才能出貨中芯國際。不過,中芯國際今年3月重新跟ASML簽約,12億美元的訂單,主要用來採購深紫外光(DUV)微影設備,期限到今年底,但至今仍未有下文,主要是拜登政府延續川普政策,甚至大力限縮半導體生產設備與材料輸入中國。雖然中國半導體自主化持續推進,許多半導體生產設備與材料供應商也有意打入中芯供應鏈,但目前來說,仍沒有太多供應商有辦法滿足中芯的需求,顯見ASML設備在半導體的關鍵地位。

ASML執行長Peter Wennink曾警告,美國加強對中國的限制,不只中國會面臨損失,同時也會影響美國經濟,直言中國擁有最大的半導體市場,若美國持續限制廠商出口,等待中國完成半導體產業鏈自給自足,很多外國公司都會因此被排除在外,美國經濟勢必會受到波及。

晶圓代工廠跨入先進製程領域後,摩爾定律是否能維持,成為業界關注焦點,但ASML的EUV機台成為摩爾定律救星,台積電先是採用深紫外光(DUV)微影設備的193nm浸潤式ArF微影,讓台積電第一代7奈米製程出世,並採用EUV技術持續推進電晶體微縮,台積電也藉此拉開與競爭對手三星電子的差距。

在進入20奈米製程後,各家廠商採用鰭式場效電晶體(FinFET),是種多重閘道 3D 電晶體,控制電流通過的閘門從平面走向類似魚鰭的3D電晶體,並由閘極(所稱的20奈米製程,指得就是閘極長度,或稱線寬)所包覆,大大強化控制電流。但隨著電晶體微縮持續推進,如今稱數字製程更接近的是鰭片寬度,也因如此,三星電子率先在3奈米製程採用環繞閘極技術(Gate-All-AroundGAA);至於近期宣布重返晶圓代工領域的英特爾,也將擴大採用EUV技術,ASML所提供的EUV機台更說是功不可沒。

先進製程持續朝著3奈米、2奈米、1.5奈米,甚至是小於1奈米製程,ASML合作研發新一代高解析度EUV曝光技術(High NA EUV),目前已經完成設備的基本設計,型號為NXE5000系列,預計2022年達到商用化,這一套半導體生產設備預料也會變得非常巨大。

ASML技術開發副總裁 Tony Yen日前受訪也指出,由於2000年沒有日本廠商願意做EUV微影設備的研發與生產,主要是系統非常複雜,且當時無法確認EUV技術應用,所以ASML很早期就投入,並與蔡司(ZEISS)合作,以及收購美國聖地亞哥 Cymer,協助EUV技術重大進展。

至於摩爾定律是否面臨瓶頸,Tony Yen表示沒有,甚至認為摩爾定律還會再延續 10 年甚至更長,目前電晶體微縮的課題,還有3D封裝的解決方案,但 2D架構微縮,仍可以持續10年,ASML也為此持續開發下一代半導體生產設備。

(本文由「中時電子報」授權轉載)

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