十多年來，半導體制造行業一方面一直在期待EUV能夠拯救摩爾定律，但另一方面又擔心該技術永遠都不會出現。不過最終，它還是來了，而且不久便將投入使用。

摩爾定律漸遠下的提升

半個多世紀以來，半導體行業按照摩爾定律不斷發展，驅動了一系列的科技創新、社會改革以及生產效率的提高。

隨著器件尺寸越來越逼近物理極限，摩爾定律對新一代工藝節點研發是否依然奏效是現在全行業都在關注的問題。

DRAM制程工藝進入20nm以后，由于制造難度越來越高，內存芯片制造廠商對工藝的定義已經不是具體的線寬。

目前，行業DRAM三巨頭都沒有大規模使用EUV，但隨著制程工藝的提升，節點的進一步微縮，同時，EUV的性能和成本也在不斷優化，DRAM將迎來EUV爆發期。

DRAM制造商采用EUV的可能性極有可能與邏輯芯片制造商相似。最初，EUV設備僅用于幾層，隨著制程節點、層數逐漸增加，將全面轉向EUV設備。

被稱為“突破摩爾定律的救星”

EUV 作為現在最先進的光刻機，是唯一能夠生產 7nm 以下制程的設備，因為它發射的光線波長僅為現有設備的十五分之一，能夠蝕刻更加精細的半導體電路，所以 EUV 也被成為“突破摩爾定律的救星”。

從2019年半導體芯片進入 7nm 時代開始（現在我們處于 10nm 時代），EUV 光刻機是絕對的戰略性設備，沒有它就會寸步難行。

而中芯國際斥巨資預定EUV設備，雖然技術落后三星、臺積電兩到三代，現在還在 28nm 和 14nm 上掙扎，但是擁有 EUV 光刻機之后，對于中國自主研發半導體技術是有著重大意義的。

光刻成為摩爾定律的前沿

在半導體產業中，由于不同種類芯片的晶體結構和工作模式存在差異，工藝發展進程也不盡相同。

在DRAM領域，全球三大DRAM原廠均停滯在18nm-15nm之間，仍沒有突破10nm物理極限；在邏輯芯片制造領域，以臺積電和三星為代表，已經引入EUV技術。

但在所有半導體產品制造中，都需要通過光刻技術將電路圖形轉移到單晶表面或介質層上，光刻技術的不斷突破推動著集成電路密度、性能不斷翻倍，成本也愈加優化。近年來，隨著工藝節點的不斷縮小，光刻技術主要經歷了紫外光刻技術（UV）、深紫外光刻技術（DUV）和極紫外光刻技術（EUV）。

在EUV技術中，采用的光波長僅為13.5nm，因此能夠將圖案分辨率降低到10nm以下，這是目前主流的DUV技術無法達到的。

不過，因為晶片制程的持續推進，電路要再進行微縮的難度愈來愈高，成本的提升速度也愈來愈快。

EUV有足夠的時間追趕

半導體廠商在步履艱難地減小線路尺寸的同時維持成本；每一代芯片成功流片的時間拉的更長；芯片工藝尺寸的減小也不像以往那樣激進。這些困難可能會給 EUV 一個機會，摩爾定律的變緩可能真的會給EUV足夠的時間迎頭趕上。

足夠的時間，也就是在摩爾定律被成本折磨到止步之前。EUV 可能會走到它被廣泛接受而且能降低生產成本的那一天。到了那個時候，下一代的先進芯片的制造成本可能過高，而所帶來的性能優勢不夠明顯，以致于半導體廠商不會選擇這種技術。

大廠對EUV的響應速度

EUV光刻機主要客戶有英特爾、三星和臺積電，而臺積電的訂單最多。存儲方面DRAM的產量和工藝提升都需要用到EUV光刻機了， 而隨著物聯網的發展，相信也會給EUV設備帶來增量。

光刻機領域的龍頭老大是荷蘭ASML，并已經占據了高達80%的市場份額，壟斷了高端光刻機市場——最先進的EUV光刻機售價曾高達1億美元一臺，且全球僅僅ASML能夠生產。

三星是第一個聲稱將使用EUV工具生產芯片的公司，并稱將在2018年下半年投入使用。

英特爾發言人表示，一旦這項技術以有效的成本準備就緒，他們將致力于把EUV投入生產。研究指出，英特爾已經購買了比任何其他公司更多的EUV設備。

對于其7nm的EUV工藝，格羅方德將用5步取代15步。

臺積電在7nm+ EUV節點之后，5nm工藝將更深入地應用EUV極紫外光刻技術，綜合表現全面提升，官方宣稱相比第一代7nm EDV工藝可以帶來最多80%的晶體管密度提升，15%左右的性能提升或者30%左右的功耗降低。

中芯國際已經向荷蘭芯片設備制造商 ASML 購買了一臺 EUV 光刻設備，價值1.2億美元。這也幾乎花掉了中芯國際2017年的所有利潤，該公司去年的凈利潤為1.264億美元。不過在大家了解到 EUV 設備有多重要之后，就知道這筆錢花的有多值了。

ASML將引領EUV的進程

由于EUV的技術難度、需要的投資金額太高，另外兩大微影設備廠──日本的尼康和佳能，都已放棄研發。

目前，這兩家主要競爭對手均在規模與技術方面落后于公司，ASML以800億美元市值建立起來的規模，已經將所有競爭對手（以及潛在競爭對手）遠遠地甩在了身后。

ASML成為了半導體業能繼續沖刺下一代先進制程，開發出更省電、運算速度更快的電晶體的最后希望——如果ASML做不了，全球范圍內已沒有人可以做，摩爾定律會從此消亡。

制造工藝成主要的瓶頸

數字孔徑越大，光刻波長越小，則光刻精度越好。因此在學術界如何提升光刻精度是很清楚的，即使用波長較短的光（如紫外線EUV等）以及增大數字孔徑使用浸沒式光刻等。

大家知道早晚得用EUV，但是出于成本和工藝成熟度考量大家總是希望越晚用EUV越好，能不用EUV就先撐幾代再說。

因此就出現了double-pattern（用在16nm）甚至multi-pattern等辦法實現在不使用EUV的情況下也能做到超低特征尺寸下的光刻，代價是工藝的復雜性大大上升。到了7nm終于是撐不住了，巨頭紛紛開始宣布使用EUV。

當然之前的multi-pattern也不算是走了彎路，因為即使是用了EUV，在未來更小的特征尺寸下估計還是要上multi-pattern。與此同時，ASML在近日也公布了其路線圖，并指出其1.5nm光刻技術將足夠支持摩爾定律到2030年。

摩爾定律效應遞減的國內機會

隨著 ASML 將技術藍圖推展至 1.5 納米，摩爾定律還有至少 10 年的時間。只是，過往半導體制程是每兩年前進一個技術時代，未來可能是3—5年才前進一階，整個產業的效益放緩是必然趨勢，這也帶給中國半導體大廠一個很好前進追趕的機會，奮力追上主流的工藝技術。

未來半導體世界的競爭，仍會是第一、第二、第三梯次壁壘分明。5 納米以下技術可行，但技術難度和投資成本拉高，第一梯次包括臺積電、三星、英特爾、 GlobalFoundries 已經申請參賽。

摩爾定律的效應趨緩下，代表前方的道路越來越難突破，這提供給中國半導體廠很好追趕的條件，只是技術持續提升的成本投資會大幅墊高，有機會擠入國際第一梯次隊伍，這樣的投資報酬率很迷人，更讓中國芯片自主可控不再是遙不可及的夢想。

結尾：

摩爾定律的主要動力就是成本下降，而在一次性成本快速提升但平均成本卻下降有限的時代，摩爾定律的進一步發展動力就不那么強了，EUV 可能會走到它被廣泛接受而且能降低生產成本的那一天。