晶圆代工龙头台积电于 2020 年正式量产 5 奈米制程，竞争对手三星也随后追赶当下，更先进的 3 奈米制程目前两家公司也都在积极研发。这些先进半导体制程能研发成功，且让未来生产良率保持一定水准之外，光刻机绝对是关键。就台积电与三星来说，最新极紫外光刻机（EUV）早就使用在 7 奈米制程，未来 5 奈米制程也会继续沿用。更新的 3 奈米制程，目前光刻机龙头──荷兰商艾司摩尔（ASML）也正研发新一代极紫外光刻机，以因应市场需求。
根据外电报导，目前 ASML 出货的 EUV 光刻机主要是 NXE:3400B，以及进化版的 NXE:3400C 两款型号。基本上两种型号的 EUV 光刻机构造相同，但是 NXE:3400C 采用模组化设计，维护更加便捷，平均维修时间将从 48 小时缩短到 8 到 10 小时，可支援 7 奈米及 5 奈米制程的生产需求。此外，NXE:3400C 的产能，也从 NXE:3400B 每小时处理晶圆数的 125WPH，提升到了 175WPH，达到其更好的效率。
随着台积电与三星在 7 奈米 EUV 制程量产，ASML 的 EUV 光刻机需求也快速攀升。根据 2020 年 1 月 ASML 公布的 2019 年第 4 季及当年全年财报显示，光是 2019 年第 4 季，ASML 就出货了 8 台 EUV 光刻机，并收到 9 台 EUV 光刻机订单。全年 EUV 光刻机订单量达到了 62 亿欧元，总计出货了 26 台 EUV 光刻机，比 2018 年 18 台有显著成长，使 EUV 光刻机对 ASML 的营收占比，从 2018 年 23% 提升到 31%。
在此情况下，随着 2020 年台积电与三星 5 奈米制程的相继量产，这将对于 EUV 光刻机的需求进一步提高。根据 ASML 预估，2020 年将会交付 35 台 EUV 光刻机，2021 年进一步提高到 45~50 台交付量。不仅如此，ASML 还针对后续更为先进的 3 奈米、2 奈米制程的需求，开始规划新一代 EUV 光刻机 EXE:5000 系列。
报导进一步指出，EXE:5000 系列将会把物镜系统的 NA（数值孔径）由上一代的 NXE:3400B/C 的 0.33，提升至 0.55，如此可达成小于 1.7 奈米的套刻误差，每小时处理晶圆数也将提升至 185WPH。根据 ASML 公布的资讯显示，EXE:5000 系列光刻机预计最快在 2021 年问世。不过首发设备还是样机，所以最快要到 2022 年或 2023 年才能量产交付客户。
而如果按照目前台积电的和三星的进度来看，台积电在 2020 年量产 5 奈米制程，而 3 奈米制程预计最快可能也要等到 2022 年才会量产。至于，三星方面，按照规划，在 6 奈米 LPP 制程之后，还有 5 奈米 LPE、4 奈米 LPE 两个制程节点，之后将进入 3 奈米制程。规划的 3 奈米制程分为 GAE（GAA Early）及 GAP（GAA Plus）两世代。其中， 2019 年 5 月三星就宣布 3 奈米 GAE 的设计套件 0.1 版本已经准备完成，可以帮助客户启动 3 奈米制程的设计。只是从设计到量产，预计还要一段时间，其中还有试产的部分，因此预估量产时间最快要等到 2022 年之后。
据了解，目前台积电方面的 3 奈米制程研发进展顺利，已经开始与早期客户进行接触。而台积电新投资新台币 6,000 亿元的 3 奈米新竹宝山厂也于 2019 年通过了用地申请，预计将于 2020 年正式动工。届时完成之后，应该就会看到 ASML 的新一代 EXE:5000 A 系列光刻机进驻，生产更先进的半导体芯片。
（首图来源：ASML）
