DRAM 1x nm的瑕疵，EUV能擦除嗎？

EUV（極紫外光），是基於DUV（深紫外光）升級的最新一代光刻機設備。隨著半導體製程微縮走向極限，EUV光刻機設備成為焦點。EUV的作用在於，可繼續壓榨晶體管的密度，降低光罩用量，提升良率並降低晶元製造成本。

具體而言，EUV製程採用波長為10-14nm的極紫外光作為光源的光刻，相較於將蝕刻液噴洒在半導體表面、利用蝕刻液與半導體基底化學反應的DUV，蝕刻的各向異性明顯改善，對於精確度要求較高的集成電路，EUV使電路解析度和良率得到極大提升。

目前，在先進的7nm晶元（如手機處理器）製造方面，台積電、三星已經啟動EUV光刻機設備，英特爾預計2021年量產7nm製程並導入EUV技術。而隨著製程繼續向5nm或3nm演進，晶圓代工廠對EUV的需求會越來越大，EUV設備將成為不可或缺的選擇。

DRAM內存導入EUV設備，是因為工藝製程演進的難度，同樣出現在DRAM存儲晶元製造上。目前全球三大DRAM晶元巨頭——三星、美光和海力士都將工藝製程開進10nm級別，此10nm級別並非就是10nm，它又分為三個等級，其中1xnm對應16nm-19nm製程，1ynm對應14nm-16nm製程，1znm對應12nm-14nm製程，在這之後還會有1α及1β納米製程節點。製程的微縮逐漸成為DRAM原廠的發展瓶頸。

一年前，美光明確表態短時不會採用EUV設備製造DRAM，它不認為EUV 光刻機在DRAM晶元的製造環節上是必須的，甚至未來發展到1Z nm以下的1α和1β工藝技術，可能都不需要EUV光刻機。加上EUV價格昂貴（1億美金以上），及去年DRAM價格正處於高漲的甜蜜期，美光做此判斷乃情理之中。但今年迫於市場壓力不得不改變此策略。

據多家調研機構的數據顯示，2019年上半年，受市場供需影響，消費類NAND Flash快閃記憶體價格下滑了30%，DRAM內存價格也是一路下跌，雖然原廠計劃減產救市，但短期仍不見止跌信號。

能維持獲利的方法只能是微縮製程，降低成本。由於DRAM製程向1z納米或1α納米製程推進的難度越來越高（三星18 nm工藝技術被傳出因良率過低導致的瑕疵品引發客戶賠償的消息），目前採用EUV設備提升量產能力，降低DRAM的生產成本，成為最為緊迫的辦法。

據韓媒報道，三星將在2019年11月開始量產採用EUV 技術的1z 納米DRAM。量產初期將在華城17產線，不過由於與晶圓代工事業部共享EUV設備，所以初期使用量不大，之後平澤工廠也會啟動EUV DRAM量產；美光計劃2019年底在日本廣島B2新工廠量產1znm LPDDR4；SK海力士也有意以EUV製程生產DRAM。可以判斷，在1α納米或1β納米世代，EUV將開始全面導入。

在DUV（深紫外光）時代，光刻機市場主要被荷蘭ASML、日本索尼和尼康三巨頭佔據，但到了EUV時代，只有ASML一家能供應成熟的設備，在市場佔比方面碾壓尼康和索尼。目前，ASML大約佔據光刻機70%的市場份額。

就在今年4月，ASML發布首季財報，第一季銷售凈額為22億歐元，凈收入3.55億歐元，毛利率41.6%。業績成長迅速。公司透露已看到邏輯晶元的技術節點快速轉換中，量產型極紫外光（EUV）系統 NXE 3400C 除了導入邏輯客戶端之外，也將推進到 DRAM 內存產業。

我們知道，光刻機競爭格局一直是荷蘭ASML、日本Nikon和Canon三分天下，然而，競爭格局分水嶺出現在193nm光刻技術成為市場主流之後，ASML逐漸後來居上。同時，英特爾、台積電和三星入股ASML更加夯實了其龍頭地位。

2012年英特爾25.38億歐元購買了ASML 15%的股權，台積電8.38億歐元購買了ASML 5%的股權，三星5.03億歐元購買了ASML 3%的股權。除此，三巨頭還給出高額資金助力技術研發。

有了三大巨頭的助力，ASM在2012年推出了試驗型EUV光刻設備NXE 3100，後續又推出了量產型NEX 3300B，2014年推出了NXE 3350B，目前，已經推出新一代量產型的NXE 3400B和NXE 3400C EUV設備。

在7nm工藝量產關鍵節點，ASML的NXE 3400B EUV光刻機成為了台積電、三星實現量產計劃的關鍵。ASML曾表示，2017年下半到2018年初，EUV光刻機每小時晶圓吞吐量約125片，而ASML新一代EUV光刻機（NXE 3400C），晶元吞吐量可達到每小時170片水準，這將使產能增加36%。

更有消息顯示，ASML計劃在2019年出貨30台EUV光刻機，同時正準備將NXE 3400C EUV光刻機推廣到DRAM產業，而這恰恰與DRAM原廠導入EUV的想法不謀而合。

工藝製程微縮的挑戰尚存，DRAM在1znm出現的良率瑕疵問題，EUV能否幫助全部解決？我們拭目以待。

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