ASML獨霸EUV光刻機背後：你不一定知道的設備格局_風聞

來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自「biz-journal」，謝謝。

2015年以後，伴隨着存儲半導體市場的爆發式的增長，一直以來以最大規模著稱的曝光設備的TOP1的寶座被幹蝕刻（Dry Etching）奪取。

有關曝光設備市場，人們普遍認為，荷蘭的ASML佔有絕對的優勢。但是，我們調查了i線（365nm）、KrF（248nm）、ArF Dry（193nm）、ArF溶液（193nm）、EUV（13.5nm）等相關的曝光設備的2019年的出貨金額、各家企業的佔比，可以得出“ASML並沒有絕對的優勢”這一結論。（括號內為光源波長。）

也就是説，如果圖案（Pattern）可以縮小到與光源波長一致，曝光設備的價格也就相對較高。比方説，i線約為4億日元（約人民幣2,400萬元），KrF約為14億日元（約人民幣8,400萬元），ArF Dry約為20 億日元（約人民幣1.2億元），ArF溶液約為60億日元（約人民幣3.6億元），EUV約為200億日元（約人民幣12億元）。如今發射一個火箭的價格約為100億日元（約人民幣6億元），最先進的曝光設備—EUV的價格要比100億日元高得多！

在本文裏，我們講分析各家企業的曝光設備和出貨金額，然後你會發現 ASML並不是佔有絕對優勢，反而是尼康、佳能、美國的Veeco三家企業分棲共存。然後，我們將通過分析全球各個區域的曝光設備市場，最後論證出各個國家的半導體市場趨向。最後，我們也將會看到，到2020年，曝光設備會再次超越幹蝕設備，再次榮登市場規模第一的寶座。

圍繞曝光設備，各家企業的攻守、分棲共存

圖1是關於各種曝光設備和所有曝光設備的出貨金額、各家企業的佔比。據預測，2019年的全球曝光設備的出貨金額約為9,060億日元（約人民幣543.6億元）。各家企業的佔比如下：ASML（81.2%）、尼康（5.9%）、佳能（11%）、美國Veeco（1.9%），ASML佔絕對優勢。

圖1 ：各種曝光設備的出貨金額、各家企業的出貨金額比例。（2019年的數值是預測值。）（圖片出自：筆者根據“全球半導體生產設備，測試、檢查設備市場年鑑-2016、2019”的數據製作了此表。）

可以看出，ASML是2019年全球佔比最大的尖端曝光設備——EUV的唯一生產商，而ArF溶液的全球佔比94.3%，雖然僅次於EUV，但也佔絕對優勢。也就是説，ASML由於獨佔了最尖端、市場規模最大的EUV和ArF溶液市場，在整個市場上的佔比具有壓倒性的優勢。

而在市場規模較小的ArF Dry市場，ASML的佔比（38.3%）則不如尼康的市場佔比（61.7%）。此外，隨着NAND閃存半導體的逐步3D化，KrF和i線將會再次“榮耀登場”，與ArF Dry一樣，ASML將不再是TOP 1！

在KrF方面，佳能則以51.1%的佔比位居首位，第二名為ASML（46.2%）；i線的第一名為佳能（55.2%），第二名為Veeco（23.5%），第三名為尼康（12.8%），第四名為ASML（8.5%），ASML的佔比最低。

從以上結果可以看出，曝光設備廠商為了生存下去而採取的戰略。在整體曝光設備市場上擁有領先份額的ASML在i線、KrF、ArF Dry方面卻相對落後，這主要因為他們將主要精力和資源着重集中在市場規模較大、最尖端的EUV和ArF溶液方面。由此可見，全球最尖端的細微加工的重擔落在了ASML的雙肩上。

另一方面，難以與ASML抗衡的尼康卻瞄準了“縫隙市場”—ArF Dry、力求超過ASML的市場佔比。此外，佳能不僅專注於KrF和i線，而且在這兩個領域中都是TOP1。此外，Veeco生產的i線的價格還不足佳能價格的一半！

獨霸ArF溶液和EUV、擔當着最尖端細微加工命運的ASML的存在的確不可小覷。但是，要生產最尖端的半導體，i線、ArF Dry等各種曝光設備也是必須的！尼康、佳能、Veeco雖然在ArF和EUV領域中被“淘汰”了，但是各自都在i線、KrF、ArF Dry等方面確保了自己的“陣地”！也就是説，在曝光設備領域，各家曝光設備廠商“分棲共存”。

分析各個國家和地區的曝光設備市場

圖2 是各個地區及國家的曝光設備的市場推移表。從圖中可以看出，擁有存儲半導體廠商三星電子和SK Hynix兩家存儲巨頭的韓國市場在2016年-2018年獲得了巨大的成長，但是進入2019年開始低迷。這主要是因為2016年到2018年存儲半導體市場獲得了爆發式的成長，但在2019年卻突然迎來了市況萎靡！

圖2：各個國家和地區的曝光設備的出貨金額。（圖片出自：筆者根據“全球半導體生產設備，測試、檢查設備市場年鑑-2016、2019”的數據製作了此表。）

如果説韓國的曝光設備市場的動向與存儲半導體市場情況一致的話，那麼也就是説曝光設備市場受DRAM、NAND等存儲半導體的影響較大。再次觀察上圖2，雖然不及韓國市場那麼“動盪”。不過我們同樣看到，擁有存儲半導體廠家鎂光和英特爾的美國、擁有“Kioxia”(即鎧俠株式會社,原東芝存儲半導體)的日本在2016年-2018年期間，曝光設備市場增長也十分明顯，2019年的市場也都稍有下降。由此可以得出結論，存儲半導體市場情況的好壞與曝光設備市場具有一定關係。

另一方面，擁有全球領先的集成電路專業代工工廠TSMC的中國台灣的曝光設備市場的動向卻與韓國不同，在存儲半導體迅速增長的2016年-2018年期間，台灣的曝光設備市場卻出現了萎縮，在存儲半導體出現低迷的2019年，台灣市場卻出現了增長趨勢。這主要由以下幾方面原因造成的：

首先，2018年以前中國台灣市場萎縮的主要原因在於Apple 的iPhone銷售低迷、虛擬貨幣挖礦市場的“崩潰”等。因為TSMC這幾年的主要業務來源於代工iPhone、挖礦機的處理器。

而在2018年-2019年期間，在別的國家和地區的曝光設備市場都呈現了低迷態勢，只有中國台灣市場出現了增長。這是因為TSMC為了加碼先進製程，大量購入了單價約為200億日元（約人民幣12億元）的最尖端的EUV曝光設備。據報道，在2019年，TSMC採購了18台EUV，三星電子採購了8台EUV，英特爾採購了4台EUV。（如圖3）

圖3：各個國家和地區的EUV曝光設備的出貨數量。（圖片出自：筆者根據“全球半導體生產設備，測試、檢查設備市場年鑑-2016、2019”的數據製作了此表。）

但是，要“熟練”使用EUV設備，是極其困難的，並且需要大量的練習。據説，TSMC於2018年每月在EUV上耗費了3萬-4萬個硅晶圓，最後都報廢了。未來最尖端的曝光設備有可能是EUV， 不過當前最厲害的當屬TSMC一家。

行動“可疑”的中國曝光設備市場

中國的曝光設備市場與我們剛剛看過的韓國、中國台灣市場大有不同。

在2012年-2018年期間，中國的曝光設備市場呈直線上升。這是因為中國提出了智能製造計劃、且中國要提高半導體自給率（目前僅有15%）的緣故。在此期間，中國開始大批量建設存儲工廠 和晶圓代工工廠。如果要建設半導體工廠，需要導入相當數量的曝光設備等生產半導體需要的設備。

鑑於以上原因，中國大陸的曝光設備市場在2018年幾乎趕上了台灣。但是，業界普遍認為中國引進的曝光設備普遍處於“休眠狀態”。之所以這麼説是因為中國大陸的半導體出貨金額遠遠不及台灣，因此半導體自給率也沒有得以提升。

此外，在2019年中國的曝光設備市場出現了萎縮。這是由於中美之間眾所周知的原因。 以上是我們分析的曝光設備的市場情況。通過分析曝光設備市場情況，我們可以大致讀取各個國家和地區的半導體市場的動向。

曝光設備將再次榮登市場TOP1的“寶座”

如圖1 所示，我們預測2019年單價達到200億日元（約人民幣12億元）的最先進的EUV曝光設備的出貨金額將會超過ArF溶液的出貨金額。EUV設備的出貨金額和出貨數量如圖3所示，預計今後也會出現較高的增長。推動EUV市場穩定增長的主要是台灣的TSMC，其次是韓國的三星和美國的英特爾。

 TSMC曾公佈説，2019年的投資額由最初的100億美元（約人民幣700億元）增加至150億美元（約人民幣1,050億元）。據説，TSMC也基本已經確定增加2020年的投資！不管怎麼説，一台EUV設備的價格就要200億日元（約人民幣12億元）呢！如果TSMC持續大量購買這樣昂貴的EUV設備，曝光設備的市場規模應該會在2020年超過Dry Etching（幹蝕刻）設備市場，再次獲得TOP1的寶座！