ASML除了光刻機(jī)還有什么秘密武器

　　ASML( Advanced Semiconductor Material Lithography)是半導(dǎo)體光刻系統(tǒng)的主要供應(yīng)商，也是EUV系統(tǒng)的唯一供應(yīng)商。根據(jù)Network題為“Sub 100nm光刻:市場分析與戰(zhàn)略問題”的報(bào)道，ASML當(dāng)前取得的成績可以匯總為以下幾點(diǎn):

　　1)ASML占據(jù)EUV光刻市場100%的份額;

　　2)ASML占據(jù)浸沒式193nm DUV光刻市場93%的份額;

　　3)ASML占據(jù)248nm DUV光刻行業(yè)73%的份額。

　　2016年，ASML以31億美元收購了Hermes Microvision Inc. (簡稱HMI)，后者是一家為全球鑄造和記憶體晶圓廠提供電子束檢測(cè)工具的供應(yīng)商。

　　這里有一個(gè)值得注意的關(guān)鍵點(diǎn)。ASML銷售HMI檢測(cè)系統(tǒng)作為其整體光刻產(chǎn)品系統(tǒng)的一部分，包括光刻圖案、計(jì)量和檢測(cè)產(chǎn)品以及服務(wù)。2018年，ASML和HMI設(shè)備的綜合銷售團(tuán)隊(duì)通過其整體光刻解決方案為客戶提供服務(wù)，包括精確的圖案信息計(jì)量。

　　計(jì)量/檢驗(yàn)市場

　　如圖1所示，ASML在電子束檢測(cè)市場占據(jù)主導(dǎo)地位，這是毫無疑問的?？蛻糍徺I光刻工具，然后可以從同一家公司購買檢測(cè)工具，以監(jiān)控晶圓片上的圖案描繪。根據(jù)Network的報(bào)告《超大規(guī)模集成電路制造中的計(jì)量、檢驗(yàn)和過程控制報(bào)告》，ASML在2018年的市場份額為91.4%，領(lǐng)先于應(yīng)用材料的8.4%。

　　圖一

　　應(yīng)用材料首席執(zhí)行官迪克森在最近的2019年第一季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上指出:“對(duì)于我們的過程控制業(yè)務(wù)，我對(duì)目前取得的進(jìn)展感到高興。我們實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的一年。我們的電子束技術(shù)業(yè)務(wù)增長非常強(qiáng)勁。我們可能會(huì)第一次成為電子束行業(yè)的第一名，并且隨著2019年新產(chǎn)品的采用，我們的定位也會(huì)很好?！?/p>

　　同時(shí)，他表示：“在18,19年，邏輯器件的客戶開始購買EUV系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的交貨期很長。他們?cè)贓UV工具進(jìn)入大批量生產(chǎn)前幾年就開始購買了。我們將其視為客戶采用未來節(jié)點(diǎn)的積極指標(biāo)。但可以肯定的是，現(xiàn)在，在18,19年，市場絕對(duì)是逆風(fēng)。”

　　迪克森這一評(píng)論明顯與現(xiàn)實(shí)不符。迪克森明顯將應(yīng)用材料的電子束技術(shù)和競爭對(duì)手的EUV混為一談(記住ASML擁有該行業(yè)的100%份額，并且是唯一的EUV供應(yīng)商)，使讀者和投資者認(rèn)為應(yīng)用材料會(huì)將檢測(cè)系統(tǒng)賣給EUV客戶，現(xiàn)實(shí)是ASML在EUV市場采用自己的電子束檢驗(yàn)給其客戶。并且，在2019年應(yīng)用材料僅為8.6%的情況下，說它將成為該行業(yè)的領(lǐng)頭羊，未免有些夸張。

　　KLA (KLAC)不銷售電子束模式的晶圓檢測(cè)設(shè)備，但銷售光學(xué)模式的晶圓檢測(cè)系統(tǒng)。我于2019年2月13日升級(jí)了Seeking Alpha文章《2018年KLA-Tencor延續(xù)計(jì)量/檢驗(yàn)設(shè)備市場主導(dǎo)地位》，將2017年和2018年計(jì)量/檢驗(yàn)設(shè)備供應(yīng)商的市場份額納入其中，而不再僅僅是五大半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商。

　　如圖2所示，2018年KLA在全球計(jì)量/檢驗(yàn)市場的份額保持在53.1%。ASML的份額從2017年的5.8%上升到2018年的6.4%。應(yīng)用材料的市場份額從2017年的11.9%下降到2018年的10.4%，盡管它宣稱將在2019年引領(lǐng)電子束市場!

　　圖2

　　Nova metrics (NVMI)和Rudolph Technologies (RTEC)等規(guī)模較小的公司也保持著同比增長的市場份額。同時(shí)，Nanometrics的市場份額也從2017年的3.9%增長到了2018年的4.4%。

　　對(duì)比年增長率，表3顯示了這些計(jì)量/檢驗(yàn)公司的收入增長情況。Nanometrics增長了28.0%，ASML增長了25.8%。與此同時(shí)，2017年至2018年，應(yīng)用材料在這一領(lǐng)域僅僅增長了0.5%。

　　圖3

　　計(jì)量/檢驗(yàn)的重要性是什么?

　　計(jì)量/檢驗(yàn)設(shè)備必須能夠發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體制造過程中的錯(cuò)誤。根據(jù)設(shè)備供應(yīng)商日立高新技術(shù)的觀點(diǎn)表示:

　　“計(jì)量和檢驗(yàn)對(duì)半導(dǎo)體制造過程的管理很重要。在半導(dǎo)體晶圓的整個(gè)制造過程中，有400到600個(gè)步驟，需要一到兩個(gè)月的時(shí)間。如果在流程的早期出現(xiàn)任何缺陷，那么在后續(xù)耗費(fèi)時(shí)間進(jìn)行的步驟中的所有工作都將被浪費(fèi)。”

　　因此，在半導(dǎo)體制造工藝的關(guān)鍵點(diǎn)上建立了計(jì)量和檢測(cè)過程，以確保能夠確認(rèn)和維持一定的產(chǎn)量。

　　全球最大的半導(dǎo)體代工廠臺(tái)積電(TSM)于2019年2月底發(fā)布報(bào)告稱:“來自化學(xué)材料供應(yīng)商的一批光阻劑含有一種特殊成分，經(jīng)不正常處理后，在光阻劑中生成一種外來聚合物。這種外來聚合物對(duì)Fab 14B的12/16納米晶圓片產(chǎn)生了不良影響。這種效應(yīng)后來在晶圓片偏離正常產(chǎn)量時(shí)被發(fā)現(xiàn)?！?/p>

　　預(yù)計(jì)此次事件將使臺(tái)積電第一財(cái)季營收減少約5.5億美元，毛利率減少2.6個(gè)百分點(diǎn)，營業(yè)利潤率減少3.2個(gè)百分點(diǎn)，每股收益減少0.42元。

　　該公司官方聲明的關(guān)鍵點(diǎn)是“后來發(fā)現(xiàn)了影響”。臺(tái)積電的官方聲明沒有具體說明晶圓損失的數(shù)量，但中國報(bào)紙《ETtoday》的一篇報(bào)道指出，“成千上萬”的晶圓在這次事故中報(bào)廢。

　　《wccftech》雜志分析了有關(guān)臺(tái)積電失誤的信息后得出結(jié)論稱，生產(chǎn)中的芯片是英偉達(dá)(NVDA)的Geforce 2060芯片，根據(jù)Geforce芯片的面積，1萬個(gè)晶圓將生產(chǎn)120萬個(gè)芯片，零售價(jià)為4.2億美元。

　　投資者建議

　　隨著半導(dǎo)體設(shè)計(jì)規(guī)則的減少，良率對(duì)缺陷的尺寸和密度變得更加敏感。此外，生產(chǎn)中的新制造技術(shù)和設(shè)備架構(gòu)，包括3D FinFET晶體管、3D NAND、先進(jìn)的自對(duì)準(zhǔn)多模式和EUV光刻技術(shù)，正在創(chuàng)造計(jì)量/檢測(cè)需求的范式轉(zhuǎn)變。

　　2018年，計(jì)量/檢測(cè)行業(yè)的增長速度幾乎是整個(gè)晶圓前端(WFE)設(shè)備市場的兩倍。盡管整個(gè)晶圓前端市場在2019年將下降15%(根據(jù)Network)，計(jì)量/檢驗(yàn)市場應(yīng)該再次超過晶圓前端市場。2018年計(jì)量/檢測(cè)增長強(qiáng)勁的KLAC、ASML和NANO到2019年可能再次超過晶圓前端市場。