目前在晶圓代工領域僅臺積電、三星電子以及英特爾擁有先進製程技術,並依靠荷商艾司摩爾(ASML)獨家供應的極紫外光(EUV)曝光裝置來生產晶片,先前外媒也指出,英特爾想要追上競爭對手,從ASML手上取得的EUV機臺數量將成為關鍵。不過,現在服役的EUV機臺價格就高達1.5億美元,但若是下一代的EUV機臺價格,更是來到3億美元(超過80億元新臺幣),讓晶圓代工廠必須忍受更高昂的生產成本來競爭。
目前臺積電、三星生產7奈米、5奈米制程引入的是數值孔徑為 0.33的 EUV機臺,ASML目前分別供貨的是TWINSCAN NXE:3400B、NXE:3400C這2種型號,後者採用了模組化設計,讓維護更加便捷,平均維修時間從48小時縮短至8~10個小時,也較NXE:3400B 每小時處理晶圓數的 125WPH,提升至175WPH。
不過,隨著進入2奈米以下製程節點,對於EUV微影技術需求更嚴謹,數值孔徑也提升至被稱為匯入高數值孔徑(High NA)的0.55,根據先前資料顯示,ASML將推出的EXE:5000 系列,將達到小於 1.7 奈米的迭對(overlay)誤差,每小時處理晶圓數也將提升至 185WPH。也因如此,英特爾宣佈在2022年將推出的Intel 4 製程,將首度匯入High NA EUV技術的機臺。
EXE:5000 系列機臺預計最快在 2021 年問世,預計 2022 年開始商用。據比利時微電子研究中心(imec)指出,EXE:5000預計在2022~2023 年陸續量產出貨。
根據目前臺積電、三星以及英特爾的製程藍圖規劃,2奈米以下製程節點最快也要等到2024年之後才會問世,據《科技新報》報導,每套售價預計高達 3 億美元,較前一代翻倍的價格,由於曝光機佔所有先進製程生產裝置成本22%,也佔製造工時約20%,對於晶圓代工廠來說,新一代裝置售價無疑是再度提高成本,也挑戰各家廠商各自的營運能力。
若按照擁有的EUV機臺數量來看, 2017~2022年臺積電預估拿下總計84臺EUV曝光機,佔ASML總計半數出貨量,這也協助臺積電穩坐晶圓代工市佔率龍頭寶座。隨著在2021年臺積電5奈米制程持續擴增,臺積電也為了改善成本,針對EUV技術推動改善計畫,以及改良EUV機臺設計,還有匯入先進封裝,讓3奈米制程有更多的客戶願意採用,加上良率表現過往就領先競爭對手,預計能更有效控制成本,若能取得更多EXE:5000 系列機臺,將能延續臺積電的領先優勢。