ASML除了光刻機還有什么秘密武器

　　ASML( Advanced Semiconductor Material Lithography)是半導體光刻系統的主要供應商，也是EUV系統的唯一供應商。根據Network題為“Sub 100nm光刻:市場(chǎng)分析與戰略問(wèn)題”的報道，ASML當前取得的成績(jì)可以匯總為以下幾點(diǎn):

　　1)ASML占據EUV光刻市場(chǎng)100%的份額;

　　2)ASML占據浸沒(méi)式193nm DUV光刻市場(chǎng)93%的份額;

　　3)ASML占據248nm DUV光刻行業(yè)73%的份額。

　　2016年，ASML以31億美元收購了Hermes Microvision Inc. (簡(jiǎn)稱(chēng)HMI)，后者是一家為全球鑄造和記憶體晶圓廠(chǎng)提供電子束檢測工具的供應商。

　　這里有一個(gè)值得注意的關(guān)鍵點(diǎn)。ASML銷(xiāo)售HMI檢測系統作為其整體光刻產(chǎn)品系統的一部分，包括光刻圖案、計量和檢測產(chǎn)品以及服務(wù)。2018年，ASML和HMI設備的綜合銷(xiāo)售團隊通過(guò)其整體光刻解決方案為客戶(hù)提供服務(wù)，包括精確的圖案信息計量。

　　計量/檢驗市場(chǎng)

　　如圖1所示，ASML在電子束檢測市場(chǎng)占據主導地位，這是毫無(wú)疑問(wèn)的?？蛻?hù)購買(mǎi)光刻工具，然后可以從同一家公司購買(mǎi)檢測工具，以監控晶圓片上的圖案描繪。根據Network的報告《超大規模集成電路制造中的計量、檢驗和過(guò)程控制報告》，ASML在2018年的市場(chǎng)份額為91.4%，領(lǐng)先于應用材料的8.4%。

　　圖一

　　應用材料首席執行官迪克森在最近的2019年第一季度財報電話(huà)會(huì )議上指出:“對于我們的過(guò)程控制業(yè)務(wù)，我對目前取得的進(jìn)展感到高興。我們實(shí)現了創(chuàng )紀錄的一年。我們的電子束技術(shù)業(yè)務(wù)增長(cháng)非常強勁。我們可能會(huì )第一次成為電子束行業(yè)的第一名，并且隨著(zhù)2019年新產(chǎn)品的采用，我們的定位也會(huì )很好?！?/p>

　　同時(shí)，他表示：“在18,19年，邏輯器件的客戶(hù)開(kāi)始購買(mǎi)EUV系統。這些系統的交貨期很長(cháng)。他們在EUV工具進(jìn)入大批量生產(chǎn)前幾年就開(kāi)始購買(mǎi)了。我們將其視為客戶(hù)采用未來(lái)節點(diǎn)的積極指標。但可以肯定的是，現在，在18,19年，市場(chǎng)絕對是逆風(fēng)?！?/p>

　　迪克森這一評論明顯與現實(shí)不符。迪克森明顯將應用材料的電子束技術(shù)和競爭對手的EUV混為一談(記住ASML擁有該行業(yè)的100%份額，并且是唯一的EUV供應商)，使讀者和投資者認為應用材料會(huì )將檢測系統賣(mài)給EUV客戶(hù)，現實(shí)是ASML在EUV市場(chǎng)采用自己的電子束檢驗給其客戶(hù)。并且，在2019年應用材料僅為8.6%的情況下，說(shuō)它將成為該行業(yè)的領(lǐng)頭羊，未免有些夸張。

　　KLA (KLAC)不銷(xiāo)售電子束模式的晶圓檢測設備，但銷(xiāo)售光學(xué)模式的晶圓檢測系統。我于2019年2月13日升級了Seeking Alpha文章《2018年KLA-Tencor延續計量/檢驗設備市場(chǎng)主導地位》，將2017年和2018年計量/檢驗設備供應商的市場(chǎng)份額納入其中，而不再僅僅是五大半導體設備供應商。

　　如圖2所示，2018年KLA在全球計量/檢驗市場(chǎng)的份額保持在53.1%。ASML的份額從2017年的5.8%上升到2018年的6.4%。應用材料的市場(chǎng)份額從2017年的11.9%下降到2018年的10.4%，盡管它宣稱(chēng)將在2019年引領(lǐng)電子束市場(chǎng)!

　　圖2

　　Nova metrics (NVMI)和Rudolph Technologies (RTEC)等規模較小的公司也保持著(zhù)同比增長(cháng)的市場(chǎng)份額。同時(shí)，Nanometrics的市場(chǎng)份額也從2017年的3.9%增長(cháng)到了2018年的4.4%。

　　對比年增長(cháng)率，表3顯示了這些計量/檢驗公司的收入增長(cháng)情況。Nanometrics增長(cháng)了28.0%，ASML增長(cháng)了25.8%。與此同時(shí)，2017年至2018年，應用材料在這一領(lǐng)域僅僅增長(cháng)了0.5%。

　　圖3

　　計量/檢驗的重要性是什么?

　　計量/檢驗設備必須能夠發(fā)現半導體制造過(guò)程中的錯誤。根據設備供應商日立高新技術(shù)的觀(guān)點(diǎn)表示:

　　“計量和檢驗對半導體制造過(guò)程的管理很重要。在半導體晶圓的整個(gè)制造過(guò)程中，有400到600個(gè)步驟，需要一到兩個(gè)月的時(shí)間。如果在流程的早期出現任何缺陷，那么在后續耗費時(shí)間進(jìn)行的步驟中的所有工作都將被浪費?！?/p>

　　因此，在半導體制造工藝的關(guān)鍵點(diǎn)上建立了計量和檢測過(guò)程，以確保能夠確認和維持一定的產(chǎn)量。

　　全球最大的半導體代工廠(chǎng)臺積電(TSM)于2019年2月底發(fā)布報告稱(chēng):“來(lái)自化學(xué)材料供應商的一批光阻劑含有一種特殊成分，經(jīng)不正常處理后，在光阻劑中生成一種外來(lái)聚合物。這種外來(lái)聚合物對Fab 14B的12/16納米晶圓片產(chǎn)生了不良影響。這種效應后來(lái)在晶圓片偏離正常產(chǎn)量時(shí)被發(fā)現?！?/p>

　　預計此次事件將使臺積電第一財季營(yíng)收減少約5.5億美元，毛利率減少2.6個(gè)百分點(diǎn)，營(yíng)業(yè)利潤率減少3.2個(gè)百分點(diǎn)，每股收益減少0.42元。

　　該公司官方聲明的關(guān)鍵點(diǎn)是“后來(lái)發(fā)現了影響”。臺積電的官方聲明沒(méi)有具體說(shuō)明晶圓損失的數量，但中國報紙《ETtoday》的一篇報道指出，“成千上萬(wàn)”的晶圓在這次事故中報廢。

　　《wccftech》雜志分析了有關(guān)臺積電失誤的信息后得出結論稱(chēng)，生產(chǎn)中的芯片是英偉達(NVDA)的Geforce 2060芯片，根據Geforce芯片的面積，1萬(wàn)個(gè)晶圓將生產(chǎn)120萬(wàn)個(gè)芯片，零售價(jià)為4.2億美元。

　　投資者建議

　　隨著(zhù)半導體設計規則的減少，良率對缺陷的尺寸和密度變得更加敏感。此外，生產(chǎn)中的新制造技術(shù)和設備架構，包括3D FinFET晶體管、3D NAND、先進(jìn)的自對準多模式和EUV光刻技術(shù)，正在創(chuàng )造計量/檢測需求的范式轉變。

　　2018年，計量/檢測行業(yè)的增長(cháng)速度幾乎是整個(gè)晶圓前端(WFE)設備市場(chǎng)的兩倍。盡管整個(gè)晶圓前端市場(chǎng)在2019年將下降15%(根據Network)，計量/檢驗市場(chǎng)應該再次超過(guò)晶圓前端市場(chǎng)。2018年計量/檢測增長(cháng)強勁的KLAC、ASML和NANO到2019年可能再次超過(guò)晶圓前端市場(chǎng)。