日前,德國通快集團完成了第200臺EUV光刻機光源的發貨。
EUV光刻機需求旺盛:通快、ASML業績均增長
通快集團披露的財務數據顯示,2021財年(2020年7月1日-2021年6月30日),通快在EUV業務領域實現了5.3億歐元的銷售額,占總銷售額的13.5%。通快預計,在2022財年EUV業務銷售額將大幅增加到6億歐元。目前,通快EUV業務領域已提供超過1500個工作崗位。
而全球EUV光刻機供應商不久前也披露了最新的財報。2021年ASML全年凈銷售額達186.11億歐元,同比增長33.1%;凈利潤為58.83億歐元,同比增長65.5%。其中,EUV光刻系統便貢獻了63億歐元的收入,較2020年增加了18億歐元(增長40%)。
近年來,ASML銷售的EUV光刻系統數量持續增長。從2015年第一臺EUV光刻機出貨,到2021年,ASML已成功交付42套EUV光刻系統。ASML表示,隨著芯片制造工藝愈加先進,預計未來邏輯芯片、DRAM都將采用EUV技術制造,未來EUV光刻機的需求仍持續增長。在現有條件下,預計2022年將產出55臺EUV光刻系統,EUV系統的收入也將增長25%。
三強聯手 攻克EUV光刻最大挑戰
EUV光刻是光刻機發展的第五代技術,前四代光刻機使用都屬于深紫外光(準分子激光器產生UV激光束),但在摩爾定律的推動下,半導體產業對于芯片的需求已經發展到5nm,甚至是3nm,浸入式光刻面臨更為嚴峻的鏡頭孔徑和材料挑戰。可將最小工藝節點推進至5nm、3nm的第五代 EUV光刻機成了半導體行業不可或缺的砝碼。
EUV光刻最大的挑戰之一是如何產生波長極短的13.5nm的光,這需要將等離子體加熱到接近22萬攝氏度(幾乎是太陽平均表面溫度的40倍)。為實現這一點,荷蘭ASML(光刻系統制造商)、德國Zeiss(鏡頭制造商)和德國Trumpf(光源制造商)緊密合作,通過多年努力最終研制出每秒可加工100多個晶圓的CO2激光系統,攻克了這一難題。這套系統的工作過程為:錫發生器每秒發射5萬滴錫珠,通過真空室并被激光脈沖擊中。當激光脈沖擊中錫珠時,錫珠被電離并產生高強度的等離子體,同時發出波長為13.5nm的EUV光。隨后收集器收集EUV光,并通過反射鏡將其輸送到光刻機上,對晶圓進行雕刻。
為了產生能使錫珠電離的激光脈沖,德國通快集團基于其二氧化碳激光技術開發了一套的激光放大器,其核心組件包括高功率種子模塊、高功率放大鏈路、光束傳輸系統、光學平臺FFA等。在五個放大階段中,該設備可提升一個較弱的激光脈沖超過10000次,輸出的激光脈沖超過3萬瓦的平均脈沖功率,脈沖峰值功率可以高達為幾兆瓦。
布局16年 通快成EUV光刻機光源獨門供應商
實際上,通快在光刻激光發生系統上的投入已超過16年。早在2005年,通快便開始與準分子激光器廠商——美國Cymer公司合作,并在2013年ASML收購Cymer公司后繼續保持合作關系。在這段時間里,通快為此專門成立了一個獨立的子公司——通快半導體制造激光系統公司(TRUMPF Lasersystems for Semiconductor Manufacturing),該子公司擁有超過500名員工,專門負責開發和生產EUV激光器。
2015年,ASML向通快訂購了15臺EUV光刻工具。自那以后,EUV光刻業務成了通快發展的重心之一,2016年至今的歷年財報均強調EUV業務為通快集團業務作出了重大貢獻。2017年,通快宣布成功收購Access Laser 85%的股權,后者建立早期專注研發CO2激光器,利用在定制激光器方面的強大知識,于2012年成為EUV市場的核心供應商。收購完成后,通快迅速加強EUV相關設備研發,一舉成為ASML EUV光刻機光源的獨門供應商。
憑借在 EUV 極紫外光刻方面的突出貢獻,通快于2020年榮獲了德國科學成就領域最高榮譽——德國未來獎,該獎項旨在表彰在技術、工程和生命科學領域取得的特殊成就。2020 年 11 月 25 日,德意志聯邦總統弗蘭克-瓦爾特-施泰因邁爾在柏林維爾蒂音樂廳向通快頒發了該獎項。
原標題:里程碑!通快第200臺EUV光刻機光源已發貨
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