最近的Youtube有一些關於中國成功開發EUV光刻機的影片,
註. 台灣業界習慣說法是曝光機。
來源很多,佔多數是兩岸、全球各地華人製作的影片,
多半是對中國開發EUV光刻機比較正向或歌功頌德的說法,
可惜找不到偏綠色彩媒體頻道的報導,
看不到一些平衡的報導。
這些影片中其中有一個比較聳動的說法是中國試產、量產成功後會把EUV光刻機變成白菜價^_^,對ASML形成重大衝擊:
當然所謂的白菜價是形容價格破壞,不是真的要把EUV光刻機的價格降到跟白菜相當。
但是坦白說這種講法是太過於誇張、聳動,
EUV曝光機是工業用的生產設備,
拿來跟消費性量產產品作比喻實在是有點不倫不類,
工業生產設備的客戶目標導向、生產使用上的思考與量產品完全不同。
設備開發是多種技術的整合,
即使有全部的機械零件製造圖面跟元件的BOM表,
中國要作一台EUV曝光機也沒那麼容易,
設備使用的材料、元件因為生產量天生上的限制,加上必須很耐用,價格不可能太便宜,
元件裡有不少是特製品,甚至是戰略管制品,
一開出需求,甚至供應商就知道可能是要作什麼設備,
在目前的管制狀況下,其實沒那麼容易買到;
自己開發元件,可以!
但是需要不同的資源跟花不少時間
這一點中國比台灣有優勢,
中國的大學加上軍工產業,要客製化研發、製作特殊元件比台灣實力強不少。
像我熟悉的AOI設備使用的工業鏡頭對岸產品越來越多跟齊全、品質好,台灣在這方面遠輸大陸;
註. 台灣光學廠商只想作大量的手機鏡頭。
可觀察到在台灣作設備開發難以克服的關鍵元件國產化研發、生產、量產,在中國相對容易成功。
回頭看EUV曝光機,
以我的認知與習慣,
分成載入出(material handling)跟製程(process engineering)兩大類,
載入出分成需處理晶圓與光罩兩種完全不同類型的“材料”,
分別要有載入載出Port,偵測有無“材料”,偵測“材料”位置,定位,夾持、移動傳送等相關機構,
製程分光源系統、晶圓載台、光罩載台、晶圓檢量測等模組,
甚至為了避免EUV在空氣中被空氣分子吸收、躍遷造成波長改變,應該還會對光路系統抽真空,所以還要有真空系統,
不過這是我猜的,有機會再問問看、查查看資料是不是需要真空系統。
最重要的光源系統中又分光源產生跟光路兩大部分,
新聞中其實講的是光源,
光路還需要一些精密的鏡片,
多數是反射鏡,
不是一般認知的光學透鏡鏡片,
原因很簡單,13.5nm的EUV無法穿過玻璃、石英等透明材質,會被吸收掉,
必須用反射的方式來控制EUV的路徑。
光的行經路線校正、補償可能需要機構輔助鏡片移動或以演算法作光罩與晶圓相對位置補償。
這些模組機構件又必須能達到Class 10以上的無塵等級要求,以避免污染晶圓造成瑕疵,
以我有限的經驗,光是看得到的這些機構件、元件應該就貴到爆,
更不用說還有檢感測元件、控制系統等等硬體費用,
然後從研發、設計、製造、IQC、組裝、配管、配線、調整、測試、控制系統軟體、檢量測系統軟體、通訊軟體、資料庫軟體開發等等,這一路過來都是很高的人力成本。
EUV設備或應該說系統一年可以賣幾台?
研發費用攤提到為數不多的銷售數量有多高?
若再考慮擴產需求強弱時公司人力維持成本,
這些看得見看不見的費用作出來的設備要賣便宜價?
怎麼可能!?
而且EUV曝光系統在整個晶圓代工製程主要就是在電晶體電路的部分,
其他還有很多線路要用不同的設備,包括不同等級的曝光機製作,
包括不同的直接、間接材料配合,
包括不同的產品製程調整,
這些整合管理也都是學問,
更會影響到生產效率、品質良率及成本,
然後影響到毛利率、淨利率。
回頭只看EUV設備開發,中國能不能作出來?
我的經驗是『能』!
就看願意投入多少資源,
全世界有能力負擔得起開發EUV設備資源的國家不會只有荷蘭、美國、日本,
我覺得當年日本Canon、Nikon會輸ASML不單純是因為技術問題,更大的可能原因是覺得開發成本高、需求少、效益低,
沒想到後來的需求這麼強,而且客戶願意花這麼多錢買設備,錯失了DUV Imersion系統跟後續EUV系統的商機。
已開發國家公司的考慮是開發的經濟效益值不值得投入這麼多有限資源下去作。
但是中國面臨美國技術管制,
考慮的是科技發展若被限制住,將對國家發展或產生很不利的影響。
美國限制買不到機器設備,
但是只要有人作出來成功的案例事實可以作為參考,要不要試試?
如果國家給人、給錢就幹!
只要人夠多、錢夠多、時間夠長就有機會作出來。
不過在“參考”情況下作出來的設備很可能會在“技術”上慢個幾年,
對ASML來說,壓力在於開發出更先進技術機台的速度要能持續把中國拋在後面,同時最好能降低成本,保持一定的技術與成本領先,才能擁有一定的銷售競爭力與利潤。
不像這幾年,EUV系統這種獨家商品,價格基本上是賣家說了算,
算清楚客戶的需求界限,先給個高報價試試無妨,
反正又沒有競爭的供應商。
我相信ASML對於TSMC獨霸先進晶圓代工製程市場也很傷腦筋,只有一個客戶有能力買的設備怎麼開價?
東西再好用,只有一個客戶會買,那根本就是設備開發商的惡夢,一榮俱榮、一損俱損,很傷腦筋。
目前看到的原始訊息:
目前中國開發出來了EUV“光源”,使用了與ASML不同的技術,
至於整台EUV系統?
文中有描述到還有其他需要解決的,
除了設備本身,還有光罩、製程上各方面的整合與測試、驗證、確認都要花時間去作跟累積經驗、知識。
看報導是2025Q3可以試產;
但是要到真正可以上晶圓代工產線作量產應該都還有一段時間。
作設備開發怕的是:
不知道問題出在那裡!
只要不是天生物理、化學理論限制上無法克服的問題,
找到問題後接下來就是擬對策花錢跟時間去解決問題。
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