在科技行業，在硬件方面最受關注的公司是英偉達、蘋果、高通和AMD等芯片公司，或英特爾、三星和臺積電這些芯片制造公司。雖然半導體制造設備的供應商鮮為人知，但其中還有一家頗有名氣的公司，那就是來自荷蘭的 ASML。

ASML 生產用于制造從邏輯到 NAND（用于 SSD、閃存等）和 DRAM 等幾乎所有芯片的光刻設備。這些工具使用光在晶圓上“打印”特征、制造晶體管等。多年來，該行業一直使用 193 納米波長的“深紫外光 （“DUV”） 光刻技術”。大約在 2000 年代中期，這項技術擴展到“浸沒式光刻”：這項技術在透鏡和晶片之間使用水。這將NA（breaking index）從大約 1.0 提高到大約 1.35，從而將工具的分辨率提高了類似的量。

業界預估，在 32nm 節點及以下節點（早在十多年前），光刻機光源步長將從 193nm 躍升至 13.5nm 光，后者稱為極紫外或 EUV，這將大大提高分辨率，以繼續摩爾定律的驚天縮放。NA 從 1.35 下降到 0.35 可以部分抵消波長的這種改善。

然而，與商用DUV 工具的約 300WPH 相比，早期的 EUV 工具的吞吐量極低，僅為每小時 10-40 個晶圓的訂單（“WPH”）。這種低吞吐量意味著該工具在商業上不可行。這導致了多年的延誤，因為 ASML 投資解決這些問題。

與此同時，為了繼續微縮，業界發明了（昂貴且復雜的）“多重圖案化”方案：這些技術多次曝光晶圓以創建一個特征，需要多個（同樣昂貴的）“掩模”。（掩膜定義了“印刷”在晶圓上的特征，作為芯片的模板。）順便說一句，這也是英特爾在 14 納米和 10 納米中遇到大量良率問題的原因之一。

最終，在過去幾年中，這些 EUV 工具已經實現了商業化，臺積電 5nm 是第一個旨在在多層上廣泛使用 EUV 的節點。該節點自 2020 年開始量產。

總之，從 DUV（193nm 光）到 EUV（13.5nm 光）的過渡對延續摩爾定律起著重要作用。而ASML 是世界上唯一一家可以提供 EUV 工具的公司。

EUV設備的需求

雖然有多家 DUV 光刻工具供應商，但正如所指出的，只有一家企業擁有 EUV光刻機，那就是ASML。這意味著 ASML 作為該工具的唯一供應商發揮著至關重要的作用，其EUV設備的平均售價 （“ASP”） 遠超過 1 億美元（具體而言超過 1.4 億美元），并使 ASML 成為股市中真正的贏家。它在過去幾年推動了后者的收入和收益，EUV 現在幾乎占其超過 100億收入的一半。

ASML 宣布，其在 2020 年出貨了 31 臺 EUV 工具。雖然這表明 EUV 現已達到成熟，但仍低于其 35 臺出貨計劃。（如果我沒記錯的話，由于從 2019 年到 2020 年初有 4 種工具已經下滑，所以計劃確實是 39 次出貨。）然而，未能達標的部分原因是英特爾有據可查的 7nm 延遲：這減少了 ASML四個單位的出貨量。此外，實體清單也給臺積電帶來了問題，其前 5 大客戶之一（華為）在幾個季度內消失了。

正如 ASML 的首席執行官所解釋的那樣，這兩個問題導致該公司預計需求低于預期，因此轉向其供應鏈以減少 2021 年的產量。

ASML 首席執行官表示：這只是對去年第二季度和第三季度發生的事情的反映，你知道，我們的主要代工廠客戶顯然回來說，聽著，我們的 N3 主要客戶現在被列入黑名單。

所以，我們不能發貨。因此，我們需要調整 EUV 系統的 2021 年展望，隨后另一位客戶表示，嗯，我們將推遲路線圖，這也意味著這將推遲一年，這實際上導致了一種情況我們實際上減少了 EUV 計劃系統 2021 的數量，因為客戶說，這是兩個原因。他們是兩個大客戶。

然而，從那時起發生的事情可能是眾所周知的：半導體短缺。首先，臺積電宣布了 2020 年 280美元的巨額資本支出指引，以應對對其領先工藝技術的需求激增。后來進一步增加了到300億美元，并且在三年內的總體預期為1000億美元。

雖然半導體晶圓廠肯定需要其他工具，但顯然資本支出的大幅增加將成比例地使 ASML 受益。

其次，英特爾自 7 納米延遲以來的演變也有記錄。特別是，英特爾新任 CEO 特意將“全面擁抱 EUV”作為讓 7nm 重回正軌的關鍵原因，修訂后的 7nm 工藝流程包含兩倍的 EUV 層數。這顯然也有利于英特爾未來對 EUV 的需求。例如，雖然上面的引用談到了四個系統，但最近 ASML 實際上只談到了兩個系統。顯然，英特爾在 EUV 上的支出將在 2022 年及以后增加。

為了滿足所描述的需求，ASML 此前曾表示將在 2021 年提高其生產能力，最多可生產 45-50 個 EUV 工具。然而，鑒于供應鏈的交貨時間較長以及上一節所述的問題，ASML 無法及時對 EUV 需求的增加做出反應。因此，ASML 很可能在 2020 年僅提供約 40 個設備。

有人指出，這將導致 ASML 連續第四年或第五年無法達到其年度交付目標，但當然只是討論了對此的提醒。

盡管如此，預計 ASP 的增加也將帶來進一步的增長，路線圖上有幾個升級的工具，這將帶來改進，例如更高的 WPH 吞吐量。ASML 預計其即將推出的工具將與其公司毛利率以及低兩位數的 ASP 增長（從約 1.4 億美元的水平）達到平價。2023 年工具實際上將在毛利率上交叉。

還有一些因素可以帶來額外的增長。例如，服務收入取決于曝光的晶圓數量，直到最近，這對于 EUV 來說仍然很低。為此，ASML 表示，每個 EUV 工具基本上都會成為其 ASP 每年 5-6% 的經常性收入來源。

此外，未來將有更多晶圓（芯片中的層）使用 EUV 進行曝光，因為目前只有十幾個最關鍵的層使用 EUV 進行曝光。（這就是英特爾“全面擁抱 EUV”的意思。）最后，DRAM 內存行業有望在未來也采用 EUV。

基于客戶對先進節點不斷增長的 EUV 需求，據預計，ASML今年將比去年增長約 30%，相當于 2021 年 EUV 系統收入約為 58 億歐元。

因此，盡管 EUV 交付量低于預期，但考慮到 ASP 的增長，ASML 仍預計 2021 年 EUV 將增長 30%。此外，鑒于成熟工藝晶圓廠的半導體短缺，ASML 現在也預計其非 EUV 業務需求強勁。例如，臺積電史無前例地宣布將擴充28nm 晶圓廠產能。

到 2022 年，當上述供應問題基本得到解決時，ASML 現在預計將出貨 55 個 EUV 系統。盡管如此，ASML 表示，即便如此，它也可能會受到其供應鏈的限制，因為需求可能會超過 55 個系統的供應。

EUV 路線圖，High-NA EUV是下一步

ASML 目前出貨 NXE:3300C 型號，售價 1.3 億美元，可達到 135WPH。但是，通過附加選項，ASP 增加到上面提到的約 1.45 億美元。

ASML 將在今年推出 NXE:3300D 型號，它能夠達到 160WPH，ASML 預計 ASP 將增加 10% 以上，相比之下約為 1.45 億美元的水平。它將把 EUV 帶到 ASML 的公司毛利率。

NXE:3300E 型號將在 2023 年實現到來，該型號能夠達到 220WPH，這是生產力的另一項非常強勁的改進。因此，這將是 ASP增加的另一個來源 （ASML 指出，盡管 E 型號的 COGS（銷售成本）較高，但毛利率仍會增加，因為它與更昂貴的 》 3 億美元的“High NA EUV” EXE:5000 工具共享一些部件。）

盡管如此，正如 EXE:5000 工具所表明的那樣，EUV 并不是光刻縮放的最后選擇。多年來，ASML 一直致力于開發 EUV 之外的下一代工具。

如上所述，雖然與之前的 DUV 工具相比，EUV 的波長顯著降低，但 EUV 的NA確實從 1.35 大幅下降到 0.35。（不談物理，破指數是光和光學領域的一種現象。）因此，幾年前ASML開始研發下一代工具來解決這個問題，稱為High NA EUV，參考到工具將具有的更高的 NA 數。此工具會將這個指標增加到 0.55。好處是這進一步提高了分辨率。

這將是一種更昂貴的工具，其成本超過一架飛機，預計成本超過 3 億美元。因此，即使在最初引入 EUV 之后，ASML 的長期增長前景仍然穩固，因為在邏輯和 DRAM 中越來越多的 EUV 采用、更高的 ASP 以及下一次升級到更昂貴的High NA EUV。

然而，最近在 1 月第四季度財報發布期間，一個警告變得清晰起來。看來High NA光刻已經推遲了幾年。

此前，預計High NA 將在 2023 年推出。例如，英特爾一直在呼吁開發High NA 生態系統以避免延誤。

因此，開發High NA設備勢在必行。“在持續改進 0.33 的同時，我們需要開發 0.55，”英特爾研究員兼芯片巨頭的光刻硬件和解決方案總監Mark Phillips在最近的一次演講中說。“英特爾擁有強大的工藝節點路線圖，需要持續 EUV 光刻開發的分辨率和 EPE（邊緣放置誤差）優勢。需要High NA EUV 以避免 0.33 NA mask splits，消除mask splits的累積 EPE，減少工藝復雜性并降低成本。我們需要生態系統準備好在 2023 年之前為其提供支持。”

在此次活動中，Phillips對光刻師和掩模制造商發表講話，呼吁采取行動，以保持High NA EUV 走上正軌，并解決技術差距，即掩模和抗蝕劑。High-NA 一直是 2023 年的目標，但根據過去的事件，它有可能下滑。目前的 EUV 在投入生產之前已經晚了幾年。

然而，ASML 宣布，它現在預計High NA 設備將在 2025 年或 2026 年（由其客戶）進入商業生產，這意味著最多延遲三年。

我們正在與客戶就Hihg NA 量產的路線圖時間保持一致，目前估計在 2025-2026 年的時間范圍內。

為滿足這一時間表，我們將于今年開始集成模塊，并計劃在 2022 年擁有第一個合格系統。我們計劃在 2023 年在客戶現場首次安裝第一批系統，并計劃提供關于我們的 High-NA 的更詳細的更新今年投資者日期間的計劃。

因此，這對行業和 ASML 來說都是一次挫折。對于業界來說，這意味著要繼續縮小晶體管的尺寸，他們將不得不使用那些最初為“DUV 浸沒式光刻”而開發的“多重圖案化”技術。雖然目前多重圖案在行業中已經成熟，但它仍然是一種昂貴的技術。將此與昂貴的 EUV 工具相結合可能會給晶圓成本帶來壓力。

不過，對于 ASML 而言，多重 EUV 圖案實際上可能會進一步增加對其當前 EUV 工具的需求。因此，這實際上可能會部分抵消High NA EUV 延遲帶來的（假設）收入影響。

對于擁有多年視野的長期投資者來說，延遲應該無關緊要，就像之前很久的 EUV 延遲目前不再重要一樣，因為 ASML（終于）從 EUV 獲得了數十億美元。

編輯：jq