作者:九林
1984年4月1日愚人節(jié)這一天,飛利浦和跟荷蘭的一家小公司合資,成了一家新公司。新公司的縮寫叫ALS,跟漸凍癥的縮寫是一樣的。一直到1996年,這家公司改名叫ASML。
也就是現(xiàn)在,大名鼎鼎的ASML。今年,ASML的High NA EUV光刻機成為設備新晉“頂流”。其數(shù)值孔徑(NA)從之前標準 EUV 光刻機的 0.33 提升到了 0.55 ,鏡頭的分辨率從之前的13 nm提升到了 8 nm,能夠?qū)崿F(xiàn)2nm以下先進制程大規(guī)模量產(chǎn)。英特爾、臺積電、三星哪怕豪侈巨資也要拿下。
ASML光刻巨頭的生意風生水起,今年ASML又賣了多少臺光刻機?
?01、ASML有哪些光刻機?
想要知道ASML究竟賣了多少光刻機,首先要簡單了解一下這個光刻巨頭到底造了哪些類型的光刻設備。
ASML的成長史,可以說是光刻機迭代史。
PAS 2000、PAS 2500的起步階段
我們回到最初的1984年,新生的ASML呱呱墜地。當時ASML的產(chǎn)品只有16臺飛利浦當作庫存的PAS 2000。但這款光刻機采用油壓傳動臺,有著巨大的缺陷,沒有客戶看得上。在發(fā)現(xiàn)了PAS 2000問題后,ASML決定開發(fā)新一代采用電動晶圓臺的光刻機,型號PAS 2500。1986年推出非常棒的第二代產(chǎn)品PAS 2500,并第一次賣給美國當時的創(chuàng)業(yè)公司賽普拉斯(Cypress)。1988年,飛利浦將MEGA生產(chǎn)線搬到了臺積電,結(jié)果突發(fā)一場火災。于是臺積電想ASML采購了17臺PAS 2500,成為了ASML的最大客戶。正是因為這些訂單,AMSL終于開始盈利了。
PAS 5500,一戰(zhàn)成名
PAS 5500是ASML的成名之戰(zhàn),1991年發(fā)布,能夠?qū)崿F(xiàn)掃描式光刻。這時候IBM宣布將成為第一家在8英寸晶圓上制造芯片的公司。PAS 5500通過了IBM的產(chǎn)業(yè)驗證,實現(xiàn)了小批量交付。PAS 5500按照模塊化設計,客戶可以根據(jù)不同工藝隨意選配不同部件包,包括:55/100/200B/250C/300B/400D/700B/750E/850C等等等,涵蓋了各種光源(i線和KrF),各種尺寸(4-12英寸),各種鏡頭(i線和KrF鏡頭),各種投影模式(stepper/scanner)。這就使得一臺設備能夠?qū)崿F(xiàn)百花齊放。PAS 5500的戰(zhàn)績不止于IBM,三星裝機第一臺PAS 5500后生產(chǎn)出了250nm工藝的16Mb存儲器。SK 海力士在1996年裝機后,1998年直接成為了AMSL的最大客戶。
TWINSCAN 和浸沒式技術(shù)
時間來到了1990年代末,光刻機的波長也從248nm進入到193nm,這就是著名的ArF準分子激光器。產(chǎn)業(yè)在193nm波長上卡了近20年。干式193nm光刻機的極限工藝是65nm,再往下就很難實現(xiàn)了。產(chǎn)業(yè)內(nèi)提出了各種超越193nm的方案,相對而言157nm技術(shù)難度稍低。這時候,AMSL收購了美國光刻機廠商AVG,儲備了157nm和EUV光刻機。直到2002年,在157nm技術(shù)研討會上,臺積電的林本堅提出了浸沒光刻技術(shù),找到了134nm波長,一石激起千層浪。雖然浸入式光刻機的構(gòu)思非常巧妙,但從工程角度看,它并不難完成。ASML很快就按照設計制造出了134納米波長光源的浸入式光刻機,TWINSCAN AT:1150i 。2006年ASML推出了第一臺批量生產(chǎn)的浸入式機器 XT:1700i。2008年又推出了TWINSCAN NXT:1950i可用于32納米芯片的量產(chǎn),并迅速推動ASML開發(fā)出一系列用于亞32納米制程節(jié)點的光刻系統(tǒng),包括NXT:1960i、NXT:1965i、NXT:1970i等。
改變時代的EUV
為了鞏固地位,AMSL在開發(fā)浸入式光刻機的同時,就已經(jīng)向極紫外光源發(fā)起挑戰(zhàn)。它摸索出了一種新的EUV產(chǎn)生方法:用激光轟擊錫珠,讓其化為等離子態(tài),從而產(chǎn)生EUV?;谶@個方法,ASML于2010年推出了第一臺EUV樣機。不過,將樣機變?yōu)榭梢凿N售的商品還需要很多投入,預期的投入可能達到每年10億歐元,以ASML的財力并沒有能力獨自完成這一切。為了解決這個問題,它邀請了英特爾、三星和臺積電入股共同研發(fā)。終于,在2013年,量產(chǎn)的EUV光刻機NEX:3300B面世了——也就在這一年,溫寧克和范登布林克接過了公司的領(lǐng)導權(quán)。之后,AMSL于2017年推出了TWINSCANNXE:3400B,將光刻機的制程(即最小的電路柵格間距離)從7納米推到了5納米。2020年初,AMSL發(fā)貨了第100臺EUV光刻機。再到2023年,再次推出了High NA EUV光刻機TWINSCAN EXE:5000。從AMSL的路線圖來看,在2025年還要推出將新一代High-NA EUV系統(tǒng)EXE:5200。
?02、ASML賣了多少光刻機?
筆者翻閱ASML財報,整理了其自2012年開始的出貨數(shù)據(jù)。ASML出貨與其不斷成長的光刻歷程息息相關(guān)。
DUV光刻機,出貨量的主力軍
ASML 2012-2023光刻機出貨量
如果按照光源類型劃分,不僅有EUV光刻機,還有ArF浸入式光刻機、ArF干式光刻機、KrF光刻機、i-line設備等。其中,ArF、ArF和KrF都屬于深紫外線光刻機(DUV),這也是當前半導體制造的主力。從2012年到2023年,ASML出貨量2235臺DUV光刻機。從2012年的出貨量來看,ArFi和KrF等深紫外線光刻機(DUV)出貨量遠超EUV光刻機。畢竟,如前文鎖述,能夠量產(chǎn)的EUV也是在2013年才正式亮相。
從上圖來看,ArFi出貨數(shù)量一直保持在70-80臺左右,但2023年出現(xiàn)了暴漲,直接出貨125臺。KrF出貨量原先也一直維持在70左右,但從2020年開始每年增長近30臺左右。2020、2023這兩個時間節(jié)點大家都不陌生。
在2023年末,荷蘭和美國最新頒布的出口管制法規(guī)已經(jīng)生效。當時阿斯麥首席財務官Roger Dassen表示:“2024年我們將不會獲得向中國發(fā)運NXT:2000i及以上浸潤式設備的出口許可證,此外,個別中國先進芯片制造晶圓廠將無法獲得發(fā)運NXT:1970i和NXT:1980i浸潤式設備的許可證。”2023年,ASML賣了449臺光刻機,其中有53臺是EUV光刻機,396臺是DUV光刻機。2023年DUV光刻機的出貨量,很大一部分來自于中國市場。EUV光刻機,轉(zhuǎn)折點在2022
ASML 2012-2023 光刻機凈銷售額(單位:億歐元)
從2012年-2023年,AMSL一共出貨了233臺EUV光刻機。百位數(shù)的EUV光刻機的出貨量對比千位數(shù)的DUV光刻機??梢哉f,出貨數(shù)量少的可憐,但架不住EUV高昂的價格。ASML 目前在售的雙工件臺 EUV 光刻機單價約 1.2 億美元至 1.5 億美元左右。而其新一代高 NA EUV 光刻機造價更是高達 3 億至 3.5 億歐元(約合人民幣 21.95 億至 25.61 億元)。
從上圖來看,自2019年開始,ASML的EUV光刻機銷售額出現(xiàn)了較大的增長,而自2020年銷售額達到44億歐元后,直接超過了當年的ArFi光刻機的銷售額(40億歐元)。
從此之后,EUV光刻機的銷售額就一騎絕塵。即使2023年,ArFi光刻機出貨數(shù)量爆增到125臺,賣出的價格也只有86億歐元。EUV光刻機的總銷售額還超過其5個億歐元。
地區(qū)營收,誰購買了最多的光刻機?
ASML 地區(qū)出貨銷售額(單位:億歐元)
2012年開始,韓國、中國臺灣地區(qū)、美國對于ASML光刻機的購買力是比較強的。當時中國大陸被列為亞洲其他地區(qū),進而計算銷售額。自2015年后,由于中國大陸購買金額增長,被ASML財報再單拎出來,以上2015年后的亞洲其他地區(qū)數(shù)據(jù)實際為中國大陸的數(shù)據(jù)。
上圖中,中國臺灣地區(qū)對于光刻機的購買需求始終旺盛,基本是占了大頭。但也不難理解,臺積電作為全球第一的晶圓大廠,其資本支出一直是頂尖的。
可以看到,從2019年到2020年,ASML對中國臺灣的銷售額有明顯上漲。對比當時的歷史來看,這個是節(jié)點臺積電正開始量產(chǎn)7nm+制程(也就是EUV 版的 7nm),因此銷售金額增長不足為奇。
韓國的光刻機購買金額,從2018年到2019年有一個巨大的下滑,但需要注意的是,其2017年、2018年的金額達到30億歐元,相較之前15億歐元翻了一倍。2019年正是上一個中國大陸地區(qū)對于光刻機的購買金額一直維持在20億歐元左右,但2023年暴漲了61億歐元,再次印證了前文所述,大陸只能在禁令下來前,現(xiàn)行購買部分光刻機。
?03、2024年,ASML又賣了多少臺光刻機?
看完了ASML前十二年的回顧,我們來仔細看看,在禁令實施的第一年,ASML賣的如何吧。從地區(qū)來看,日本第一季度沒有購買、歐洲第三季度也沒有購買。值得注意的是,韓國今年依舊花了近30億歐元購買光刻機,但原本一直占銷售大頭的中國臺灣剛剛花了16億歐元。
同時,大陸的購買力也非常強,相比去年全年的61億歐元,今年才三個季度,已經(jīng)在ASML這里購買了70億歐元的設備了。如果大陸Q4穩(wěn)定按照20億歐元的購買力度,那今年中國大陸的銷售額會再創(chuàng)新高,甚至達到90億歐元。
在ASML公布2023年全年財報時,也對2024年的業(yè)績做出了預測。認為 2024 年的凈銷售額將與2023年基本持平,而ASML 2023全年凈銷售額是276億歐元。按照276億歐元計算,今年中國市場將占ASML業(yè)績的三分之一。