單價19億！英特爾狂攬ASML光刻機，美國“造芯”陷深度焦慮？

一則亮眼的財報，背后深藏“玄機”。

昨日，全球最大的光刻機供應商ASML發布了2021年Q4及全年財報，去年營收186.11億歐元，較上一財年增長33%，凈利潤也從35.54億歐元漲至58.83億歐元，全年出貨42套EUV光刻機，比上一年增加11套。

ASML發布2021年Q4及全年財報（圖源：ASML官網）

在Q4季度中，ASML公司還新增了高達71億歐元的新訂單，其中就有一套NA 0.55高數值孔徑EUV光刻機的銷售，這是ASML下一代光刻機。而訂購這個光刻機的幕后買家，正是當前處于內憂外患的Intel，據說這款設備成本高達3億美元，約合19億元。由于需求量高漲，ASML還順勢公布了2022年第一季度財測，預估營收凈額約33億到35億歐元，預估2022全年的營收凈額可比2021年增長約20%。

英特爾搶“首單”！0.55NA光刻機并非那么強勢？

照目前ASML的進度，在2023年推出全新的下一代EUV完全不是什么問題，而且英特爾已經搶占了“首單”，這也意味著英特爾能夠比臺積電和三星更快一步觸達2nm芯片。

0.55NA究竟有什么好處？根據目前臺積電和三星制造3nm芯片的工藝上看，他們都是使用目前ASML最先進的0.33NA再加上多重圖形技術，但是多重圖形技術不僅容易消耗大量EUV機器的能量，還會導致芯片成本上升，因此肯定不是長久之計。

相比之下，0.55NA可以讓半導體公司在生產3nm甚至更小尺寸比如2nm的芯片時，不需要使用多重圖形技術就可以進行生產，而且擁有更高的光刻精度，曝光效率也將大大提升。

具體來講，據記者從業內人士處了解，High NA將數值孔徑(NA)從當前值0.33增加到0.55。第一個好處是這將最小光斑尺寸減小到其當前值的60%，有助于提供更清晰的圖像，即空間中聚焦點的經典投影圖像；高數值孔徑系統的第二個好處是增加了Y方向的縮小（從4X到8X），具有減少角度擴展的效果，同時減少通過掩碼的3D傳播影響，提高通過狹縫的照明一致性。

但轉向更高的NA存在三個問題。首先，為從業人士所熟知的，即焦深的減少。雖然0.33 NA，13.5nm波長提供120nm的焦深，但將NA增加到0.55會將焦深降低到41nm的三分之一。其次，由于EUV掩模場大小沒有變化，會在中途被切碎硅片圖案，導致需要將兩個部分縫合在一起兩個mask的曝光。因此，雙曝光圖案可能會蔓延，破壞單圖案場景。最后，高數值孔徑EUV系統中使用更大的鏡片導致了不可避免的遮擋，其中一個鏡片無法避免阻擋另一個，這會導致在較低空間頻率下的調制減少。某些情況下，影響可能非常劇烈。

因此，即便英特爾搶到了ASML“首單”0.55NA光刻機，依然面臨相當一段時間的產線配套和測試，更何況，工藝節點向更高數值孔徑（“high NA”）光刻的過渡不僅需要來自系統供應商（例如ASML）的巨大工程創新，還需要對合適的光刻膠材料進行高級開發，對于英特爾來說，即便先發拿到了設備，搶占了時間優勢，但想要借此領先臺積電和三星多遠，幾乎不太可能，畢竟后發拿到成熟的產品配套，也不見得就不是優勢。

“著急”先進制程背后 美國芯片制造陷入“空前焦慮”

無論是“瘋狂招人”，還是著急上先進制程，都體現出英特爾這一曾經的全球頂級芯片巨頭背后深藏的“焦慮”，英特爾又代表著美國的芯片制造業。結合美國最近數年屢屢揮出的“制裁大棒”來看，美國不希望任何一個國家或地區，存在能夠超越美國本土芯片制造這般的企業或集團存在。

但事實卻與美國所思所想大相徑庭，臺灣有全球第一的芯片代工大廠臺積電，韓國也有巨頭三星，甚至中國國內如今也正出現如中芯國際等一眾敢于挑戰先進制程的半導體制造業代表。這也使得以英特爾為代表的美國本土芯片制造群體的集體“焦慮”。

為此，英特爾背后沒少做手腳。今日，據臺灣《經濟日報》報道，英特爾CEO基辛格（Pat Gelsinger）正敦促美國與歐洲竭力將芯片制造帶回本土。他在彭博The Year Ahead論壇上表示，政府必須考察80%的芯片制造集中在亞洲所衍生出的“國家安全影響”，并從疫情導致芯片斷鏈的情況中學到教訓。

英特爾CEO基辛格（Pat Gelsinger）（圖源：Bloomberg）

基辛格表示，自己一直游說在美擴大芯片生產，目標是美國在未來十年的芯片生產占比能達到全球的30%，歐洲的占比則重回20%，高于當前的12%與9%。他稱，將很快宣布英特爾在美國和歐洲制造的拓展計劃。基辛格把公司輸給臺積電和三星電子等制造同業歸咎于傲慢自大和對現有技術的自滿，但同時強調，英特爾現在正在迎頭趕上，“我們將在四年內發展五個制程節點，它們目前的進度符合預期或有所超前。”

恰巧的是，就在上個月，逾50家美國企業的負責人呼吁美國國會盡快通過520億美元補助與獎勵美國國內芯片制造的“芯片法案”，以及另一項鼓勵半導體設計與制造的提案，但此項進展緩慢。這與美國本身的國情有關，畢竟如此巨額的支出費用，需要各個相關機構的輪流審批，更何況美國當前正深受變種疫情的侵擾，根本無暇顧及此類項目的審核。即便當即審批下來，離真正發放也還需要相當長一段時間。

而這一空窗期，也將給予英特爾的強力競爭對手如臺積電和三星以絕佳的機會。按照英特爾在先進制程領域多年來“擠牙膏式”的脾性，大概率到臺積電和三星真正拿到設備之時，英特爾都還未開始或者剛剛開始著手先進制程的落地，這種差距在過去數代先進制程的競爭中多有體現。因此，英特爾的“落敗”，是美國式傲慢芯片制造路線的“落敗”，這種差距是長期形成的，并不是搶一個ASML光刻機或者換一個CEO就能立馬解決的。