EUV光刻(极紫外光刻)
是什么
- 极紫外(Extreme Ultraviolet, EUV)光刻:使用 13.5nm 波长的极紫外光在晶圆上曝光图案
- 是半导体制造最关键也最贵的设备,单台机器超过 10 万个零部件、重 180 吨
- 光源原理:CO2 激光高频轰击高速液态锡液滴产生 EUV 等离子体(业内称 "fire 50,000 tin droplets per second")
- 真空腔 + 全反射式光路(EUV 在空气中会被吸收)
在 AI 产业链中的角色
- 7nm 以下先进制程的唯一选择:7nm 部分层、5nm 全面、3nm/2nm 大规模使用
- AI 芯片制造的咽喉:NVIDIA Blackwell / AMD MI300 / Google TPU 等均依赖 EUV
- 地缘政治焦点:美国 EAR + 荷兰许可证制度,对华全面禁运 EUV
- CapEx 占比惊人:3nm 晶圆厂 EUV 设备投入占总 CapEx 25%+
主要玩家
- 设备:ASML(全球独家,2023 营收 $298.3 亿 超越 Applied Materials 成全球第一)
- 客户:台积电(最大客户,占 ASML 营收 40%+)/ 三星电子 / Intel / SK海力士 / Micron
- 核心子供应商:
演进路线
| 代际 | NA | 节点能力 | 量产时间 | 单价 |
|---|---|---|---|---|
| EUV (NXE:3400) | 0.33 | 7nm-3nm | 2018 | $1.2 亿 |
| EUV (NXE:3600D) | 0.33 | 5nm-3nm | 2021 | $1.5 亿 |
| High-NA EUV (EXE:5000) | 0.55 | 2nm-1nm | 2024 起 | $3 亿 |
| Hyper-NA EUV(规划) | 0.75+ | <1nm | 2030+ | TBD |
关键技术挑战
- 光源功率:从早期 80W → 250W → 500W(产能从 30 片/h → 200 片/h+)
- 光刻胶:EUV光刻胶 灵敏度 / 分辨率 / LWR(线宽粗糙度)三难
- 掩模缺陷:EUV 掩模无 pellicle 保护时易污染
- Stochastic 缺陷:13.5nm 光子能量大、数量少,随机性图案缺陷
- 拥有成本(CoO):单台 $1.5 亿 + 维护 + 备件,仅头部 3 家晶圆厂用得起
中国现状
- 全面禁运:荷兰 2024 起对中国停止出口所有 EUV
- 国产 EUV 路线图:上海微电子 SMEE 仍在 28nm DUV 节点,EUV 处于早期攻关阶段
- 替代路径:DUV光刻 多重曝光(SAQP)勉强支撑 7nm(中芯 N+2 工艺)
相关概念
- High-NA EUV — 下一代,NA 0.55,支撑 1nm 以下
- DUV光刻 — 上一代,193nm,仍是 28nm-7nm 主力
- ArF光刻胶 / EUV光刻胶 — 配套材料
- CMP / ALE / ALD — 先进制程协同工艺
关键来源
所属子板块半导体设备与核心材料
增量补充(2026-07-19)
来源:阿斯麦公司 (ASML.US) 2026年第二季度业绩电话会(社媒剪辑/转述 · 电话会纪要转述)
- 2026 出货与产能:ASML 指引 2026 出货约 65 台低 NA EUV,EUV 净系统销售同比 +45% 以上;2027 低 NA EUV 订单接近满产、产能计划 +30%(约 85 台),2028 正研究再 +30%(约 110 台),全部在现有厂房空间内优化实现。
- 机型换代放大有效产能:3600D 2026 年基本出完,2027 起以 3800E/3800S 为主,因生产率更高,实际晶圆产能增幅约 45%,高于 30% 的台数增幅。
- DRAM 成为 EUV 新增长极:低 NA EUV 的增长由"更具成本效益的单次曝光 EUV 替代多重图案化"驱动;HBM 与 DDR 需求带来的晶圆量增加,叠加 1b/1c 等先进节点 EUV 层数增多,共同推高 DRAM 侧 EUV 与浸没式 DUV光刻 需求(2026 存储相关净系统销售指引 +75% 以上)。
- 升级业务:ASML 的升级方案已覆盖全部版本低 NA EUV 与浸没式系统,客户在现有 fab 空间受限下通过升级快速提产,2027/2028 还将推出新升级产品。