美国针对ASML限制14nm设备供货不是关键议题

美国传出拉拢荷兰进一步限制光刻机对中国的供货，据了解，主要是针对14nm制程ArF深紫外光DUV光刻机。不过，芯片厂商认为，10月美国宣布的新出口管制规则中，就已经限制了美系设备商16/14nm机台的供货，缺少了美系机台，单买光刻机也生产不了芯片，即使再有这方面的新管制规定，也是多此一举。

比较值得关注的是，美国会不会进一步限制28nm以上的成熟制程相关设备。因为目前中国最需要确保的，是让28nm以上的机台设备供货维持稳定顺畅。如果美国与荷兰谈判的扩大管制仅在14nm制程，那对整个产业影响不大，需观察是否扩及更成熟的制程设备。

从光刻机技术的发展历程来看，随着制程不断微缩，光刻机技术历经紫外光（UV）、深紫外光（DUV），一直到目前最先进的极紫外光（EUV）。从光源来看，从G-line 波长436nm、i-line波长365nm，深紫外光DUV的KrF波长248nm、ArF 波长193nm、F2波长157nm，再演进到当前的极紫外光EUV的13.5nm波长。

光刻机技术演进的过程中，2002年左右曾出现过两大DUV“技术路线之争”，成为半导体史上极为重要之役。当时全球半导体产业发展从0.13微米、90奈米到发展到65奈米制程开始出现瓶颈，日本光刻机供应商和荷兰光刻机供应商的技术方向分裂成两大路线：

日商主张：在193nm光波长之后，采用传统157nm的ArF干式光刻机路线，主要供应商是日本的尼康和佳能。

欧商主张：继续采用193nm的ArF光源，在硅片和镜头之间的介质由空气改加入1mm的水，光线折射后193nm等效134nm，为浸润式ArF光刻机，代表供应商为ASML。

当时台积电研发领头人林本坚与ASML的技术路线看法一致，最后193nm的浸润式ArF光刻机成为市场主导地位。台积电和ASML在此役之前都不是技术龙头公司，但经过这次的成功，两者分别走上技术领导者之路。这段历史业界是耳熟能详，在此就不赘述。

关于光刻机与芯片制程技术的关系，大致如下区分：

• DUV光刻机台（KrF波长248nm）：生产130nm制程芯片

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• DUV干式光刻机（ArF波长193nm）：生产90nmm制程芯片

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• DUV浸润式光刻机（ArF波长193nm）：生产45nm、28nm、16/14nm、7nm芯片

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• EUV极紫外光刻机：生产7nm以下制程芯片

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从2022年ASML公布的财报来看，ArF的DUV光刻机和EUV光刻机是两大主力产品。 ArF光刻机2022年第一季到第三季的营收占比分别为47%、33%、31%; EUV光刻机分别为26%、48%、51%。

回到今年以来的新出口管制规则，10月美国已经宣布14nm制程以下设备不能给中国，美系设备供应商已经不能再针对14nm以下技术提供服务和维修。

日前美国试图拉拢荷兰加入同一阵营，据了解是针对14nm制程以下的设备。但其实真正影响不大，因为7nm以下设备原本就禁止出口到中国，而10月美系的14nm制程设备又被限制，即使中国半导体厂买得到ASML的光刻机，生产14nm芯片也会出现机台长短脚的问题。

业界开玩笑指出，美系设备商眼看自己的14nm机台不能卖到中国，应该有极力游说阻止ASML继续卖，毕竟我不能卖，怎么能眼看着对手还继续卖呢！

ASML首席执行官Peter Wennink对于可能的进一步出口限制直呼 “公司已经牺牲够多了！” 之前EUV光刻机被限制不能卖到中国，反而让美系设备商得利。

因为不使用EUV光刻机，仍可改用重复曝光的方式来达成芯片制造，而重复曝光需要的机台设备都是美系设备商供应。像是台积电最初的第一版7nm制程并没有使用EUV机台，而是用重复曝光方式来做，第二版7nm制程才使用EUV技术。

中国的芯片制造重心已经转到成熟制程上，以满足国内IC设计客户的需求为主，而多数消费性电子产品基本上28nm制程就能满足。

不过，业界也担心下月美国要宣布的进一步限制，会不会不仅是14nm制程，而是扩及到更成熟制程的设备。对于这件事感到担忧的恐怕不只是国内的晶圆厂，所有的机台设备商应该都有同样的忧心，先进制程设备不能卖了，万一成熟制程设备也不能卖，公司业绩恐进一步受波及。

限制扩大至28nm以上的机率不高，因为没有意义。28nm以上的制程技术几乎是消费性产品的主力，美国真正禁止的是中国在算力上的提升。再者，28nm制程机台设备的国产化比率也偏高，美国若是进一步限制，只是让设备国产加速而已。

日前，美系半导体设备大厂Lam Research因为新的出口管制令指出，公司2023年营收将因此造成20亿～25亿美元的影响。因为中国占Lam Research整体营收达30%，不能提供中国客户14/16nm以下设备与服务对设备商的冲击已经显现。