ASML独霸EUV光刻机背后：你不一定知道的设备格局_风闻

来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自「biz-journal」，谢谢。

2015年以后，伴随着存储半导体市场的爆发式的增长，一直以来以最大规模著称的曝光设备的TOP1的宝座被干蚀刻（Dry Etching）夺取。

有关曝光设备市场，人们普遍认为，荷兰的ASML占有绝对的优势。但是，我们调查了i线（365nm）、KrF（248nm）、ArF Dry（193nm）、ArF溶液（193nm）、EUV（13.5nm）等相关的曝光设备的2019年的出货金额、各家企业的占比，可以得出“ASML并没有绝对的优势”这一结论。（括号内为光源波长。）

也就是说，如果图案（Pattern）可以缩小到与光源波长一致，曝光设备的价格也就相对较高。比方说，i线约为4亿日元（约人民币2,400万元），KrF约为14亿日元（约人民币8,400万元），ArF Dry约为20 亿日元（约人民币1.2亿元），ArF溶液约为60亿日元（约人民币3.6亿元），EUV约为200亿日元（约人民币12亿元）。如今发射一个火箭的价格约为100亿日元（约人民币6亿元），最先进的曝光设备—EUV的价格要比100亿日元高得多！

在本文里，我们讲分析各家企业的曝光设备和出货金额，然后你会发现 ASML并不是占有绝对优势，反而是尼康、佳能、美国的Veeco三家企业分栖共存。然后，我们将通过分析全球各个区域的曝光设备市场，最后论证出各个国家的半导体市场趋向。最后，我们也将会看到，到2020年，曝光设备会再次超越干蚀设备，再次荣登市场规模第一的宝座。

围绕曝光设备，各家企业的攻守、分栖共存

图1是关于各种曝光设备和所有曝光设备的出货金额、各家企业的占比。据预测，2019年的全球曝光设备的出货金额约为9,060亿日元（约人民币543.6亿元）。各家企业的占比如下：ASML（81.2%）、尼康（5.9%）、佳能（11%）、美国Veeco（1.9%），ASML占绝对优势。

图1 ：各种曝光设备的出货金额、各家企业的出货金额比例。（2019年的数值是预测值。）（图片出自：笔者根据“全球半导体生产设备，测试、检查设备市场年鉴-2016、2019”的数据制作了此表。）

可以看出，ASML是2019年全球占比最大的尖端曝光设备——EUV的唯一生产商，而ArF溶液的全球占比94.3%，虽然仅次于EUV，但也占绝对优势。也就是说，ASML由于独占了最尖端、市场规模最大的EUV和ArF溶液市场，在整个市场上的占比具有压倒性的优势。

而在市场规模较小的ArF Dry市场，ASML的占比（38.3%）则不如尼康的市场占比（61.7%）。此外，随着NAND闪存半导体的逐步3D化，KrF和i线将会再次“荣耀登场”，与ArF Dry一样，ASML将不再是TOP 1！

在KrF方面，佳能则以51.1%的占比位居首位，第二名为ASML（46.2%）；i线的第一名为佳能（55.2%），第二名为Veeco（23.5%），第三名为尼康（12.8%），第四名为ASML（8.5%），ASML的占比最低。

从以上结果可以看出，曝光设备厂商为了生存下去而采取的战略。在整体曝光设备市场上拥有领先份额的ASML在i线、KrF、ArF Dry方面却相对落后，这主要因为他们将主要精力和资源着重集中在市场规模较大、最尖端的EUV和ArF溶液方面。由此可见，全球最尖端的细微加工的重担落在了ASML的双肩上。

另一方面，难以与ASML抗衡的尼康却瞄准了“缝隙市场”—ArF Dry、力求超过ASML的市场占比。此外，佳能不仅专注于KrF和i线，而且在这两个领域中都是TOP1。此外，Veeco生产的i线的价格还不足佳能价格的一半！

独霸ArF溶液和EUV、担当着最尖端细微加工命运的ASML的存在的确不可小觑。但是，要生产最尖端的半导体，i线、ArF Dry等各种曝光设备也是必须的！尼康、佳能、Veeco虽然在ArF和EUV领域中被“淘汰”了，但是各自都在i线、KrF、ArF Dry等方面确保了自己的“阵地”！也就是说，在曝光设备领域，各家曝光设备厂商“分栖共存”。

分析各个国家和地区的曝光设备市场

图2 是各个地区及国家的曝光设备的市场推移表。从图中可以看出，拥有存储半导体厂商三星电子和SK Hynix两家存储巨头的韩国市场在2016年-2018年获得了巨大的成长，但是进入2019年开始低迷。这主要是因为2016年到2018年存储半导体市场获得了爆发式的成长，但在2019年却突然迎来了市况萎靡！

图2：各个国家和地区的曝光设备的出货金额。（图片出自：笔者根据“全球半导体生产设备，测试、检查设备市场年鉴-2016、2019”的数据制作了此表。）

如果说韩国的曝光设备市场的动向与存储半导体市场情况一致的话，那么也就是说曝光设备市场受DRAM、NAND等存储半导体的影响较大。再次观察上图2，虽然不及韩国市场那么“动荡”。不过我们同样看到，拥有存储半导体厂家镁光和英特尔的美国、拥有“Kioxia”(即铠侠株式会社,原东芝存储半导体)的日本在2016年-2018年期间，曝光设备市场增长也十分明显，2019年的市场也都稍有下降。由此可以得出结论，存储半导体市场情况的好坏与曝光设备市场具有一定关系。

另一方面，拥有全球领先的集成电路专业代工工厂TSMC的中国台湾的曝光设备市场的动向却与韩国不同，在存储半导体迅速增长的2016年-2018年期间，台湾的曝光设备市场却出现了萎缩，在存储半导体出现低迷的2019年，台湾市场却出现了增长趋势。这主要由以下几方面原因造成的：

首先，2018年以前中国台湾市场萎缩的主要原因在于Apple 的iPhone销售低迷、虚拟货币挖矿市场的“崩溃”等。因为TSMC这几年的主要业务来源于代工iPhone、挖矿机的处理器。

而在2018年-2019年期间，在别的国家和地区的曝光设备市场都呈现了低迷态势，只有中国台湾市场出现了增长。这是因为TSMC为了加码先进制程，大量购入了单价约为200亿日元（约人民币12亿元）的最尖端的EUV曝光设备。据报道，在2019年，TSMC采购了18台EUV，三星电子采购了8台EUV，英特尔采购了4台EUV。（如图3）

图3：各个国家和地区的EUV曝光设备的出货数量。（图片出自：笔者根据“全球半导体生产设备，测试、检查设备市场年鉴-2016、2019”的数据制作了此表。）

但是，要“熟练”使用EUV设备，是极其困难的，并且需要大量的练习。据说，TSMC于2018年每月在EUV上耗费了3万-4万个硅晶圆，最后都报废了。未来最尖端的曝光设备有可能是EUV， 不过当前最厉害的当属TSMC一家。

行动“可疑”的中国曝光设备市场

中国的曝光设备市场与我们刚刚看过的韩国、中国台湾市场大有不同。

在2012年-2018年期间，中国的曝光设备市场呈直线上升。这是因为中国提出了智能制造计划、且中国要提高半导体自给率（目前仅有15%）的缘故。在此期间，中国开始大批量建设存储工厂 和晶圆代工工厂。如果要建设半导体工厂，需要导入相当数量的曝光设备等生产半导体需要的设备。

鉴于以上原因，中国大陆的曝光设备市场在2018年几乎赶上了台湾。但是，业界普遍认为中国引进的曝光设备普遍处于“休眠状态”。之所以这么说是因为中国大陆的半导体出货金额远远不及台湾，因此半导体自给率也没有得以提升。

此外，在2019年中国的曝光设备市场出现了萎缩。这是由于中美之间众所周知的原因。 以上是我们分析的曝光设备的市场情况。通过分析曝光设备市场情况，我们可以大致读取各个国家和地区的半导体市场的动向。

曝光设备将再次荣登市场TOP1的“宝座”

如图1 所示，我们预测2019年单价达到200亿日元（约人民币12亿元）的最先进的EUV曝光设备的出货金额将会超过ArF溶液的出货金额。EUV设备的出货金额和出货数量如图3所示，预计今后也会出现较高的增长。推动EUV市场稳定增长的主要是台湾的TSMC，其次是韩国的三星和美国的英特尔。

 TSMC曾公布说，2019年的投资额由最初的100亿美元（约人民币700亿元）增加至150亿美元（约人民币1,050亿元）。据说，TSMC也基本已经确定增加2020年的投资！不管怎么说，一台EUV设备的价格就要200亿日元（约人民币12亿元）呢！如果TSMC持续大量购买这样昂贵的EUV设备，曝光设备的市场规模应该会在2020年超过Dry Etching（干蚀刻）设备市场，再次获得TOP1的宝座！