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合并后 Entegris 占五席董事、Versum,3400C 的 EUV 光

作者: 科技新闻  发布:2019-09-09

超过 50 年历史的半导体材料巨头 Entegris 近期有两桩大事,汇聚行业内的高度关注,其一是 2019 年 1 月底宣布与电子材料供应商 Versum Materials 合并,但随即遇到德国默克高价抢亲,其二是与竞争对手之间的Reticle SMIF Pod 光罩传送盒专利侵权官司获胜,而该起官司将影响光刻机大厂 ASML 的关键 EUV 晶圆传输盒的竞争版图。

betway必威官网,荷兰光刻机大厂 ASML 交出优于预期的首季财报,公司透露已看到逻辑芯片的技术节点快速转换中,量产型极紫外光系统 NXE : 3400C 除了导入逻辑客户端之外,也将推进到 DRAM 内存产业,可以预见, EUV 光刻机的下一个攻城掠地之所,将是 DRAM 存储产业,传出当中最积极的客户是三星电子。

当前半导体制程微缩到10纳米节点以下,包括开始采用的7纳米制程,以及未来5纳米、3纳米甚至2纳米制程,EUV极紫外光光刻技术已成为不可或缺的设备。藉由EUV设备导入,不仅加快生产效率、提升良率,还能降低成本,使不仅晶圆代工业者积极导入,连DRAM记忆体的生产厂商也考虑引进。为了因应制程微缩的市场需求,全球主要生产EUV设备的厂商艾司摩尔正积极开发下一代EUV设备,就是High-NAEUV 产品,预计几年内就能正式量产。

Entegris 是特殊化学品和先进材料解决方案供应商,主要业务可分为三大块:特殊材料化学品、材料净化和污染控制、 material handling。

根据第一季度财报,ASML净销售额为 22 亿欧元,净收入为 3.55 亿欧元,毛利率为 41.6 % 。同时, ASML 也针对第二季提出财测,预估净销售额将在 25 亿欧元~26 亿欧元之间,毛利率在 41 % ~42 % 之间。

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在晶圆厂的制程处理中,Entegris 提供的服务有液体过滤、流体处理、气体纯化、特殊气体提供、高端清洁溶液、特殊材料等,包括空气过滤器、用水滤心、化学机械研磨 过滤器、奈米熔喷 ( Nano Melt blown ) 滤芯等,再搭配厂房内或是跨厂之间的晶圆运送、进阶物质处理业务,相较于分工精细的半导体供应链,Entegris 可提供高度整合性的服务,全球主要客户包括台积电、三星电子(Samsung Electronics)等。

ASML 表示,紫外光光刻机的出货量,以及深紫外光光刻机的盈利优于预期,带动首季销售额和毛利率略高于预期,预计逻辑芯片技术节点转换加速,让公司 2019 全年展望保持不变。

根据南韩媒体《ETNews》报导,High-NA的EUV设备与目前EUV设备的最大不同点,在于使用EUV 曝光时,透过提升透镜解析度,使解析度(resolution)和微影叠对能力比现行EUV系统提升70%,达到业界对几何式芯片微缩(geometric chip scaling)的要求。ASML利用德国蔡司半导体业务部门的技术提升透镜解析度,就为了此目的,ASML 2016年正式收购德国蔡司半导体业务部门24.9%股权。

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针对下一代High-NA的EUV 产品,ASML之前也已从3个主要客户取得4 台订单,并售出8台High-NA EUV产品的优先购买权。这些订单中,晶圆代工龙头台积电也是其中之一。2018年时,台积电就宣布增加3亿美元资本支出,为下一代EUV设备的预付款,也就是已预购新一代High-NA的EUV设备。针对新一代High-NA EUV设备,ASML预计2025年正式量产。

(来源:Entegris)

ASML 的 EUV 光刻机在 2017 年下半到 2018 年初,约莫达到每小时曝光 125 片晶圆的吞吐量,而 ASML 即将在下半年出货的新一代 EUV 光刻机,芯片吞吐量已经可以达到每小时 170 片水准。

新型号3400C将亮相

牵手 Versum 启动今年材料界首桩合并案,却遇到默克抢亲

值得注意的是, ASML 也透露会将 NXE : 3400C 的 EUV 光刻机推动进入 DRAM 内存产业。

在去年年底,ASML的副总裁Anthony Yen表示,他们已经开始研发下一代光刻机3400C。他表示,在他们公司看来,一旦现有的系统到达了极限,他们有必要去继续推动新一代产品的发展,进而推动芯片的微缩。

Entegris 自今年开春以来,有两桩极度吸睛的新闻。首先是 2019 年 1 月底与 Versum Materials 的合并案,合并后 Entegris 占五席董事、Versum 占四席董事,Versum 主要业务是生产半导体的化学、气体及输送系统,两家公司的前三大客户均为台积电、英特尔、三星电子。

事实上,半导体 DRAM 大厂对于在高端工艺技术中导入 EUV 光刻机技术有不同的看法。其中,最为积极的是三星,除了生产 7nm 的处理器芯片导入 EUV 技术外,业界认为三星可能在 2020 年于 1y nm 工艺上使用EUV技术。

据介绍,较之他们的客户三星、Intel和台积电都正在使用的3400系列,ASML 5000将会有更多的创新。Yen在本周于旧金山举行的IEEE国际电子设备会议上告诉工程师,其中最引人注目的是机器数值孔径(numerical aperture)从现在的0.33增加到0.55 。数值孔径是无量纲(dimensionless quantity)的数量,与光的聚焦程度有关。数值孔径越大意味着分辨率越高。改变EUV机器中的数值孔径将需要更大,更完美抛光的成像镜组。

不过,Entegris 和 Versum 合并的消息揭露后,又传出德国默克 Merck 出手高价抢亲,向 Versum 提出 59 亿美元的现金收购要约,看起来 Versum 是倾向于与 Entegris 进行合并,但默克对于 Versum 股东提出的高价诱惑,也让半导体材料市场的热度大幅升高。

目前 DRAM 芯片仍在以 1x nm 节点。DRAM 制程技术进入 20 nm 以下,通常 19 nm 纳米到 16 nm 节点都泛指为 1x nm,像是三星现在的 18 nm 工艺技术,日前就传出有良率过低导致的瑕疵品问题,而引发客户赔偿的消息。

EUV光是通过使用来自高功率二氧化碳激光器的双脉冲瞄准微小锡滴而产生的。第一个脉冲将锡滴重新塑造成模糊的薄饼形状,这样第二个脉冲就会更加强大并且跟随它仅仅3微秒,它可以将锡爆炸成等离子体,并以13.5纳米的光照射。然后将光聚集,聚焦并从图案化的掩模上弹开,使得图案将投射到硅晶圆上。

第二桩吸睛事件,是 Entegris 在晶圆盒传输业务上,与主要竞争对手台湾的家登精密之间长达数年的专利侵权诉讼,日前获判胜诉,家登必须赔偿 Entegris 超过 3,000 万美元。

再来, 1y nm 工艺技术则是泛指 16 nm 到 14 nm 之间, 1z nm 是指 14 nm 到 12 nm 之间,若再往下发展,美光提出的过 1α 与 1β 工艺技术,但业界都认为, DRAM 技术再往下微缩,技术难度非常大,何时商业化仍需观察。

通过提升功率,ASML已经将每小时可以处理的晶圆数量提升了。功率越大意味着晶圆可以更快地曝光。在195瓦特的时候,他们每小时可以处理125片晶圆; 功率在2018年年初达到246 W之后,这个数字则来到了140片晶圆。该公司全年都在对客户机器进行改造,以期达到更高的标准。

这桩看似单纯的Reticle SMIF Pod 光罩传送盒专利诉讼事件,背后隐含 ASML 大厂 EUV 晶圆传输盒的市场动态和竞争商机。随着 EUV 技术开始导入半导体大厂 7 纳米工艺,目前全球仅 Entegris 和家登二两家供应商可以供给 ASML 有关 EUV 晶圆传输盒这样产品,这项专利侵权的判定,未来将牵动该市场变化。

相较于三星对于 EUV 技术的积极,美光则是表明尚没有导入的计划,因为不认为 EUV 光刻机在 DRAM 芯片的制造环节上是必须的,甚至是未来发展到可能到 1z 以下的 1α 和 1β 工艺技术,可能都不需要 EUV 光刻机。

下一代机器将需要更多的EUV瓦数。在实验室中,ASML已破解410 W,但尚未达到芯片生产所需的,足够好的占空比(duty cycle)。更强大的激光器将有所帮助,但这可能会增加锡液滴的速度。在今天的机器中,锡滴每秒被射出50,000次,但Yen表明,新产品的液滴发生器的运行速度或将达到80,000赫兹。

半导体技术微缩,新材料、材料纯度和污染控制扮演重要角色

而 SK海力士也是有意将EUV 光刻机技术加入 DRAM 生产环节,但目前细节尚未公开,应会从韩国利川市新建的工厂开始导入。

与此同时,该公司正在改进其3400系列的功能。新版本3400C将于2019年下半年发布,效率提升到每小时处理超过170片晶圆。但在EUV发展过程中,最大的一个痛点就在于极其昂贵的MASK,这些MASK可以“保持”铸造在硅片上的图案。这种被称为薄膜的覆盖物,用于保护掩模免受杂散粒子的影响,吸收太多光线。ASML表示,现有的薄膜可以传输83%的光。这就将产能吞吐量降低到每小时116个晶圆。Yen说,他们的目标是将传输率提高到90%。ASML也正在努力保持机器内部比现在更清洁,这样客户可以随意使用没有薄膜的MASK。

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