世界太吵,来原声听播客

Asianometry

更大光罩不是技术问题,是TSMC和ASML算的经济账

高NA EUV把曝光面积砍半,两次拼接让芯片设计师受不了;TSMC和ASML索性把光罩做大一倍,用更贵的供应链换回满场曝光。

半导体EUV光刻TSMCASML光罩供应链
半导体设备/封装链里的经济账如何决定技术路线,是这期的核心,信息密度中等偏技术向。

核心论点 · 点时间戳可跳到原声

2:04

视场砍半逼出两次曝光拼接

为了把数值孔径从0.33拉到0.55,高NA EUV必须把光锥放大八倍,代价是单次曝光的视场只剩标准全场33×26mm的一半(约16.5×26mm)。要印一整颗AI芯片,就得把两次曝光A、B拼在一起。十多年前光罩厂不愿在没有芯片厂承诺的情况下押注大光罩,芯片厂又不愿在还没用上低NA EUV时就砸钱,于是行业默认了视场减半这个妥协,现在才来补课。

3:05

TSMC嫌3.5亿美元太贵的真实原因

TSMC SVP Kevin Tang说高NA EUV机台成本报价3.5亿美元、对应20到40兆瓦算力,他不喜欢这个价签。主讲人认为这句抱怨背后真正说的是拥有成本(cost of ownership):视场减半让吞吐量大跌,以至于用老办法做多重曝光反而更划算。换句话说,嫌贵不是在嫌机台本身,而是在嫌视场减半拖累了产能经济账。

4:06

拼接在技术上行,工程师和设计师都不买账

IMEC、ASML都发过论文证明拼接在技术上可行,但主讲人说TSMC工程师一听拼接,表情就像他爸让他减肥时他的表情——写满了不情愿。芯片设计师更反感,因为拼接相当于在设计中间砌一道「朝鲜非军事区」,把原本完整的版图硬生生切成两半,牺牲设计灵活性。这正是行业宁可砸钱换大光罩也不愿将就拼接的情绪基础。

5:06

大光罩才是真正解药,不是拼接补丁

6×12英寸光罩能让高NA EUV恢复满场曝光,按Intel的说法可把扫描仪产能提升23%到50%(主讲人猜更可能靠近高位),把与低NA EUV的成本差距砍掉一半,还顺带拿回芯片设计的自由度。ASML CEO(字幕转写作Kristoff Fuket,即Christophe Fouquet)早在2024年10月就公开说这是「no-brainer」,但真正难的是说服整个产业链跟上这个显而易见的选择。

6:06

连低NA机台都想蹭大光罩的产能红利

一旦6×12英寸光罩做成,ASML一定会把它也装进现有的低NA EUV机台——同样0.33的数值孔径下,光罩面积翻倍意味着能塞下更大的AI芯片设计,或者把同一个设计复制两份、以双倍速度印刷。据估算,配备6×12英寸光罩的低NA EUV机台理论产能可以做到每小时450片晶圆甚至更高,再搭配三脉冲光源,产能还能往上冲。

9:09

光罩难的不是做出一片完美品,是量产

光罩毛坯要在玻璃基板上镀40对钼硅交替多层膜(每对约7纳米厚),用离子束溅射沉积,再叠绝缘层、吸收层、保护膜,整套工序要在近乎零缺陷下完成。主讲人强调,做出一片、两片甚至几片完美无缺陷的光罩并不难,真正的难点是把这套工艺稳定复制到高良率、大批量生产,这才是光罩厂和一整条上游供应链接下来要攻克的硬骨头。

13:15

一整条产业链几乎都是单一供应商

从光罩毛坯玻璃、保护膜、光刻写入设备到缺陷检测与修复,大光罩生态里几乎每一环都只有一两家供应商。主讲人点名这是最大的风险:只要任何一家出现技术失误或供应链问题,整条产业链都可能被拖累,造成实质性延误。眼下距离2031年试产线还有5到7年,供应链已经在动,但几乎每一环都是单一供应商这件事本身没变。

16:16

光罩本来就不便宜,谁来为翻倍买单

据Micron 2025/2026的经济预测,EUV光罩套比传统光学光罩贵六倍,寿命却只有后者的五分之一,而且一套里需要的光罩数量还在增加。换新光罩厂设备又要比6英寸老设备贵20%到100%。主讲人把这笔账甩给晶圆代工厂和它们的客户——Nvidia、AMD甚至OpenAI、Anthropic——但也承认眼下EUV市场有多热,没人知道几年后AI产业的泡沫还在不在。

原话 · 已逐字校验

My informal evaluation is that it sucks to start.

我的非正式评价是:这个方案一开始就很糟糕。

the looks on the faces of TSMC people when I mention stitching are much like the look that I make when my dad tells me that I should just lose a few kilograms.

我一提拼接,TSMC那边人脸上的表情,就跟我爸让我减几公斤时我脸上的表情一模一样。

ASML has been publicly banging a double-sized mass drum as early as October 2024 when CEO Kristoff Fuket said that it was a no-brainer.

ASML早在2024年10月就公开为大光罩摇旗呐喊,当时CEO Kristoff Fuket(即Christophe Fouquet)说这是显而易见的选择。

Virtually everything is going to have a single source.

几乎每一样东西都只会有单一供应来源。

UV massets not only cost six times that of regular optical mass sets, but also last a fifth as long.

EUV光罩套不仅成本是普通光学光罩套的六倍,寿命还只有后者的五分之一。

数字与实体

低NA EUV数值孔径0.331:02
高NA EUV数值孔径0.551:02
高NA EUV机台传闻成本3.5亿美元,对应20到40兆瓦算力3:05
6×12in光罩带来的扫描仪产能提升23%到50%5:06
配6×12in光罩的低NA EUV理论产能每小时450片晶圆或更高6:06
新光罩厂设备涨价幅度比6英寸老设备贵20%到100%13:15
EUV光罩套成本与寿命(对比传统光学光罩)贵6倍、寿命仅为1/516:16
大光罩量产时间表2031年试产线,2033年全面量产0:02

术语

NA (numerical aperture)数值孔径
衡量光学系统收集聚焦光线能力的无量纲数值,越高分辨率越好
High NA EUV高数值孔径极紫外光刻
ASML下一代光刻机,分辨率更高但单次曝光视场更小
stitching拼接曝光
把两次半场曝光拼成一个完整芯片图案的做法
photomask blank光罩毛坯
尚未刻上芯片图案的空白光罩基板
pellicle保护膜
覆盖光罩表面、防止颗粒落尘导致印刷错误的薄膜
LTEM (low thermal expansion material)低热膨胀材料玻璃
光罩基板用的耐高温变形玻璃材料

收听指南

谁该听

关心先进制程产能瓶颈的芯片行业从业者、半导体投资人,及想懂EUV光罩经济学的工程师。

可跳过

7:09-9:09光罩镀膜工艺细节可跳,不影响理解产业逻辑。