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国产晶圆厂千金难买EUV

时间:2022-1-24 13:58:00
摘要: ASML预计,2022年第一季度净销售额在33亿欧元至35亿欧元之间,毛利率约为49%。考虑到德国柏林工厂的火灾影响,ASML预计2022年的净销售额将比2021年增长约20%。

1月19日光刻机龙头企业ASML公布了2021年第四季度和全年业绩。第四季度净销售额为50亿欧元,毛利率为54.2%,净收入为18亿欧元。第四季度净预订量为71亿欧元。全年业绩来看,2021年净销售额为186亿欧元,毛利润率为52.7%,净利润为59亿欧元。

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ASML预计,2022年第一季度净销售额在33亿欧元至35亿欧元之间,毛利率约为49%。考虑到德国柏林工厂的火灾影响,ASML预计2022年的净销售额将比2021年增长约20%。

终端市场需求上涨给ASML客户带来了晶圆产量的压力,2021年客户对ASML产品需求超过了生产能力,造成订单积压。终端市场的强劲需求给ASML的客户带来了增加晶圆产量的压力。为了让客户尽快使用新购买的产品,ASML正在更新解决方案,例如在正在减少工厂的周期时间以交付更多的系统。

减少周期时间的一种方法是通过快速装运过程,跳过一些在工厂的测试。最终测试和正式验收在客户现场进行。这将导致这些订单的收入确认会有延后,但确实为ASML的客户提供了更早的获得晶圆输出能力。

ASML年度的总净销售额为186亿欧元,其中42台EUV系统的总销售额为63亿欧元。

2021年第四季度,ASML收到了一笔TWINSCAN EXE:5000的订单,从2018年开始ASML共收到4笔该系统的订单。

同时,2022年初,ASML收到了EUV下一代系统TWINSCAN EXE:5200的第一份订单,而这份订单正是来自在2021年宣布开启IDM2.0时代的英特尔。这笔订单标志着0.55 NA EUV引入的下一步。

在ASML的DUV业务中,XT:860N已于2021年底交付给其第一个客户,这种KrF系统提供了更好的性能和更低的成本。2022年,随着NXT:870的引入,ASML将把KrF添加到NXT平台中,使ASML能够在生产率和拥有成本方面迈出重要的一步,并在ArFi和ArF dry中不断积累经验。

光刻技术生长——晶圆厂工艺进步的源动力

晶圆厂设备支出在 2020年同比增长 17%,在 2021 年同比增长 39%。晶圆制造设备主要包括氧化炉管/高温/退火、化学气相沉积、涂胶机、去胶机、光刻机、刻蚀机、离子注入机、物理气相沉积、研磨抛光设备、清洗设备和检测设备等。在同样产能情况下,越先进的制程对设备的需求量越高。根据 Global Market Insights的报告,半导体制造设备市场规模在2027年超过 900亿美元。

而光刻机是其中最为重要也最为复杂的部分,随着芯片对尺寸、密度等方面的要求越来越高,光刻机的精密程度也逐渐增加。上世纪90年代之前,光刻采用的技术是i-line技术,i-line光波的波长为365nm,设备主要用于转印小于250nm的集成电路。上世纪90年代后,KrF的波长达到248nm,可以转印40nm的集成电路。随着波长193nm的ArF的出现,包含KrF、ArF的DUV光刻可以将工艺提升至10nm节点。2015年,EUV技术让光波波长达到13.5nm,而这也宣布了晶圆厂的新一轮工艺竞赛开启。

头部晶圆代工厂均在引入EUV,英特尔引领下一时代?

回顾光刻机的演进,不难发现芯片工艺制程的提升与之关联极强。也因此我们可以看到,晶圆生产的主要企业都将引进最新的光刻机设备视为赢得先进工艺的必须手段。

ASML公司DUV、EUV出货量对比,半导体产业纵横整理

从2017年开始,三星电子、台积电、英特尔等主要半导体公司开始引进EUV设备,根据ASML财报,2021年Q2开始EUV的销售额已经超过了DUV产品线的销售额。半导体专家预计到2025年EUV在半导体光刻设备市场的份额将超过60%。

2022年1月19日,ASML表示将与英特尔加强合作,推动High-NA在2025年进入生产。英特尔成为首家订购了ASML公司的TWINSCAN EXE:5200系统的公司,这也标志着EUV 0.55 NA (High-NA)产品的推出迈出了下一步。为了在先进制程上追赶台积电和三星电子,英特尔希望能通过作为High-NA 光刻机设备在2025年实现与这两家晶圆厂分庭抗礼。

半导体设备的购入竞赛火热,国产企业如何破局?

随着工艺制程竞赛的火热,设备的重要性日益凸显。

从地区上看,2021年中国大陆和中国台湾占ASML总销售额的60%,是最大的客户。但中国大陆16%的销售额全部来自DUV产品收入。全球行业协会预计韩国将在2022年成为芯片制造设施的最大投资者。SEMI 在其季度世界晶圆厂预测报告中表示,全球晶圆厂设备支出预计将比去年增长 10%,达到 980亿美元的历史新高,这标志着晶圆厂设备市场连续第三年增长。晶圆厂设备支出在 2020年同比增长 17%,在 2021 年同比增长 39%。

韩国对半导体产业的大手笔,是三星、SK海力士等韩国企业的成长史浓墨重彩的一笔。而与之相对的,美国半导体企业则是通过在专利上的优势,成为ASML的大客户。

参考ASML的分公司分布,目前有16家分公司,欧洲有两家分厂包括荷兰总部和在2022年1月发生火灾的德国柏林分厂;在美国还有五家分厂,分别位于Hillsboro、Wilton、Silicon Valley、San Diego、Chandler。其余的9家工厂则全部位于亚洲,两家在韩国京畿道、日本东京,剩余7家则均位于中国,包括北京、上海、深圳、香港、台南、林口、新竹。其中荷兰总部、美国San Diego以及柏林的分厂是光刻系统的DUV和EUV光源的开发和制造的中心。通过掌握上游核心技术,让美国半导体公司在引入先进光刻机设备上也有了优势。

但美国企业在光刻机技术的话语权,也导致让以中芯国际为代表的国产晶圆厂只能引入DUV这种非最先进的光刻设备。没有也就意味着,我国的晶圆厂很难追赶最先进的制程,这也就造成了我国设计业虽然已经具备世界一流的水平,却缺少相应的制造水平的支撑。

由于受到严格管制,引入EUV设备进入国内。不过目前SK海力士使用了一种方法即将把一台EUV光刻机引入中国。2021年,SK海力士因为无法为中国无锡的厂房引入EUV,决定把韩国厂房搬到中国。SK海力士表示,2022年2月将会完成厂房的跨国搬家,为中国大陆引入罕见的EUV设备。不过这种方法终究不能从根本上解决光刻机受人牵制的局面,究其根本,中国仍需要在光刻领域上突破关键性技术,才能在光刻设备市场上拥有话语权。
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