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EUV新局，巨頭們的攻守之道
如今，人工智慧晶片的需求正以指數級速度瘋漲，可高昂的成本和複雜的工藝，讓這項技術淪為少數公司的「專屬」。不過，轉機或許很快就會出現。
為了給五花八門的人工智慧應用“撐腰”，對先進工藝晶片的渴望一路狂飆，這給整個行業的供應能力帶來了巨大壓力。
不管是支撐大型語言模型的超大規模資料中心，或是智慧手機、物聯網裝置、自主系統裡的邊緣人工智慧，前沿半導體在各個應用場景下的需求都在快速成長。但晶片製造嚴重依賴極紫外光刻（EUV）技術，該技術卻成為擴大生產規模的關鍵阻礙。自2019 年首批商用EUV 晶片下線以來，裝置、光罩製作以及光刻膠技術持續改進，讓這項技術逐步趨於穩定。不過，儘管晶片良率有所提升，與更成熟的光刻技術相比，仍有明顯差距。
工藝穩定性的維持需要時時保持警覺並精心調校。以EUV 技術為例，在發電、裝置以及耗材方面都需巨額投入。當前，這些成本依舊是阻礙其廣泛普及的重要因素。但半導體產業並未裹足不前，大量深入的研發工作正緊鑼密鼓地推進。
01 破局者與守擂者
在第六代DRAM（D1c製程）的研發中，美光、三星電子和SK海力士呈現出截然不同的技術路線。
美光歷來避免在DRAM 生產中使用EUV，並繼續採取保守的做法。其採取「有限EUV」策略，僅在關鍵層使用極紫外光刻技術，其餘工序依賴成熟的氟化氬浸沒式（ArFi）裝置和多重圖案化工藝。其核心邏輯是透過最小化先進裝置的投入，利用現有產線加速量產處理程序。
美光在2月已經宣佈，該公司在業界率先向生態系統合作夥伴和特定客戶交付了專為下一代CPU 設計的1γ（1-gamma）、第六代（10 奈米級）DRAM 節點DDR5 記憶體樣品。據業內人士透露，在其10 奈米級第六代(D1c) DRAM 中，只在有限的幾個步驟中採用了EUV。美光公司的發言人表示：“EUV 技術仍然缺乏完全的穩定性，因此我們只在絕對必要的情況下才使用它。我們認為，在評估了成本和生產力之後，這是正確的時機。”
而三星電子作為EUV技術的最早採用者（2020年起），已在D1c製程中引進超過五層EUV工藝，並持續擴大應用範圍。
據業內人士透露，三星電子半導體部門正在加快努力用韓國本土替代品取代「ArF（氟化氬）空白掩模」。這些掩模在半導體光刻工藝中至關重要，佔整個階段的40%以上。目前，三星對這些掩模的採購嚴重依賴日本的Hoya。然而，三星現在正與韓國生產商S&S Tech密切合作，以實現本土化。一位業內人士透露，“三星一直在接收少量國產ArF空白掩膜，但最近已開始評估在特定工藝中全面採用。”
除了ArF空白掩膜，三星還在加強將其他高度依賴日本的材料在地化。對於目前由日本三井化學主導的EUV薄膜，三星正在與韓國FST合作實現在地化。此外，對於高頻寬儲存器（HBM）的關鍵材料非導電膜（NCF），三星正在與LG Chem合作。目前，NCF材料100%由日本Resonac供應給三星。
三星為穩定EUV工藝，不僅組態了超過30台EUV裝置（全球最大規模），還成立專項工作組，由前英特爾專家李尚勳主導光刻膠材料研發和光源最佳化。其內部資料顯示，透過改進掩模保護膜和缺陷檢測演算法，近期EUV層良率已提升至85%以上。
SK海力士則採取漸進式擴張，透過與美國應用材料公司合作開發混合式微影方案，試圖平衡成本與效能。其採取了更為保守的策略。儘管在D1c DRAM中計畫應用超過五層EUV工藝，但其整體部署速度明顯落後於三星，甚至解散了部分EUV研發團隊。
02 不同打法
這種分化折射出兩家韓國企業在儲存晶片市場的差異化定位－三星追求技術制高點，而SK海力士更注重成本控制與風險平衡。
三家公司這種分化源自於對技術風險與量產效率的不同權衡。美光認為當前EUV的穩定性不足，且裝置購置與維護成本過高，尤其是在半導體市場周期性波動的背景下，輕資產策略更有利於快速回應需求變化。而三星和SK海力士則押注EUV的長期技術紅利，希望透過高密度流程實現效能突破，鞏固高端市場地位。
美光的保守策略可能帶來短期量產優勢。 ArFi裝置經過多年迭代，工藝成熟度較高，且無需應對EUV特有的技術挑戰（如光刻膠靈敏度、掩模缺陷控制等）。這使得美光能夠快速完成從原型到量產的過渡，尤其適合滿足中階市場的需求爆發。然而，多重圖案化技術需要重複光刻和蝕刻步驟，導致生產步驟增加約30%-50%，顯著推升複雜度和缺陷率。產業分析指出，當EUV應用超過三層時，傳統工藝的良率劣勢將加速顯現。
值得注意的是，EUV的規模化應用存在「學習曲線效應」。三星透過五年以上的技術積累，已建立覆蓋光刻膠、掩模、檢測裝置的全鏈條最佳化體系。例如，其新型碳基光刻膠可將曝光速度提升40%，而動態劑量調節技術可補償晶圓表面的反射率差異。這些Know-how短期內難以被競爭對手複製，為三星在高階市場的競爭提供了有力保障。 SK海力士則透過模組化工藝設計，將EUV層集中在特定功能區域（如儲存單元陣列），降低整體工藝複雜度，這種策略也有助於其在高端市場逐步站穩腳跟。
此外，供應鏈管理能力也是影響市場格局的重要因素。 EUV裝置的供應長期受限於ASML的產能（年產量約50台），且單台成本超過1.5億美元。三星憑藉與ASML的深度合作（包括聯合研發高NA EUV技術），優先獲得裝置供應；而美光由於EUV部署較晚，可能面臨裝置交付周期延長的風險。在材料創新方面，三星與日本JSR合作開發金屬氧化物光刻膠，SK海力士則投資比利時IMEC研究院，推動掩模修復技術的突破，這些舉措都將增強其在供應鏈中的競爭力。
03 誰在挑戰EUV霸權？
佳能推出的奈米壓印光刻（NIL）技術正悄悄嶄露頭角，逐漸對EUV的統治地位發起挑戰。
奈米壓印微影（NIL）技術有著獨特的核心原理。傳統的光刻技術往往依賴複雜的光學系統和化學過程來將電路圖案轉移到晶圓上，而NIL技術另闢蹊徑，採用物理壓印的方式。它就像是使用一個精確的印章，將預先設計好的電路圖案直接壓印到晶圓表面。這種物理壓印的方式避免了許多傳統光刻技術中因光學衍射等問題所帶來的精確度損失和工藝複雜性。
與業界巨頭ASML的EUV系統相比，NIL技術具有顯著的成本和能耗優勢。在成本方面，EUV系統的研發、生產和維護都需要龐大的投入，其裝置價格高昂，運行過程中還需要大量的配套設施和專業人員。而NIL裝置由於其原理相對簡單，不需要複雜的光學系統和高精度的光源，使得裝置成本可降低50%以上。這對於晶片製造企業來說，意味著在大規模生產中能夠大幅降低生產成本，並提高經濟效益。在能耗方面，傳統的光刻工藝，尤其是EUV技術，需要消耗大量的電力來維持光源的穩定運行和裝置的正常工作。而NIL技術的能耗僅為傳統工藝的1/10，這不僅符合當今社會對節能減排的要求，還能進一步降低企業的營運成本。
不過，目前NIL技術也存在著一定的限制。在製程精度上，當前NIL技術只能達到14nm，而EUV技術已能夠實現5nm的極限製程。製程精度直接關係到晶片的性能和整合度，更高的製程精度意味著晶片可以容納更多的電晶體，從而提高晶片的運算速度和處理能力。因此，在高階晶片製造領域，NIL技術暫時還無法與EUV技術抗衡。然而，該技術已經獲得了美國國防部的支援。美國國防部對晶片技術的需求不僅限於高效能，還注重成本效益和供應鏈的穩定性。 NIL技術的低成本和低能耗特點正好符合其需求。中階晶片市場對於製程精度的要求相對較低，但對成本和能耗更為敏感，NIL技術的優勢能夠充分發揮，為晶片製造企業提供一種更具性價比的選擇。
與此同時，俄羅斯在光刻技術領域選擇了更激進的發展路徑。他們計畫開發波長為11.2nm的EUV系統，這與產業通用的13.5nm標準有本質差異。波長是EUV技術中的關鍵參數，不同的波長會對光刻的精確度、解析度和工藝複雜度產生重要影響。俄羅斯選擇開發獨特波長的EUV系統，是希望在光刻技術領域能實現突破，形成自己的技術優勢。
然而，開發波長11.2nm的EUV系統面臨巨大的挑戰。光刻技術是一個複雜的生態系統，除了光刻裝置本身，還需要配套的光刻膠、遮罩版等材料和工藝。目前，整個產業的光刻膠、掩膜版等配套產品都是基於13.5nm波長的EUV系統開發的。俄羅斯要開發11.2nm波長的EUV系統，就需要重建整個配套的生態系統。這意味著需要投入大量的研發資金和人力，進行光刻膠、掩膜版等材料的研發和生產工藝的最佳化。
04 晶圓上的權力遊戲
這種全球光刻技術的多極化探索，正在重塑半導體產業的競爭格局。
日本Rapidus公司宣佈在北海道工廠計畫部署10台EUV裝置，並聯合美國博通公司推進2nm晶片的量產，這一舉措旨在重振日本本土的半導體製造能力。曾經的日本半導體產業輝煌一時，在全球市場佔有重要份額。這次Rapidus的行動，是日本試圖在半導體高端製造領域重新奪回話語權的重要嘗試。
EUV裝置作為半導體製造中的核心關鍵裝置，對於實現先進製程晶片的量產起著至關重要的作用。部署10台EUV裝置，意味著Rapidus有了實現大規模、高品質2nm晶片生產的硬體基礎。而與博通的合作，則為其帶來了強大的技術支援和市場管道。
儲存晶片三巨頭的技術路線分化更具啟示意義：美光堅持最小化EUV使用，依賴成熟的ArFi工藝；三星全力押注EUV層數疊加；SK海力士則在兩者間謹慎搖擺。這種多樣性恰恰反映出後摩爾時代的技術不確定性——沒有絕對正確的路徑，只有適應市場需求的生存策略。
05 寫在光刻機轟鳴聲中
站在產業變革的臨界點，半導體戰爭已從單純的技術競賽，升級為包含供應鏈韌性、地緣佈局和生態協同的系統性對抗。未來的勝出者或許不是某項技術的絕對領跑者，而是那些能建構開放技術生態、平衡創新風險與商業回報，並在地緣震盪中保持動態平衡的玩家。正如EUV光刻機裡那些跳躍的13.5nm光子，半導體產業的命運軌跡，終究取決於如何將分裂的光譜重新匯聚成驅動進步的能量。 （半導體產業縱橫）