EUV光刻（极紫外光刻）
7nm 以下先进制程必备。13.5nm 波长极紫外光，由 ASML 独家垄断，单台售价约 $1.5 亿。台积电 / 三星电子 / Intel 是三大客户，对华禁运（据2-10）。
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：
- 光源 — Cymer（被 ASML 收购）
- 光学系统 — 蔡司 Zeiss
- 光刻胶 — JSR / 信越化学 / TOK
- 掩模 — Photronics / 凸版印刷
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
∈ belongs_to::2-10-半导体设备与核心材料