臺(tái)積電暫緩引入High-NA EUV,先進(jìn)制程競爭不只是設(shè)備選擇
臺(tái)積電在其2026年北美技術(shù)研討會(huì)上公布了截至2029年的通用制造技術(shù)路線圖,先進(jìn)制程仍在繼續(xù)推進(jìn)。值得注意的是,臺(tái)積電并沒有急著把High-NA EUV(高數(shù)值孔徑極紫外光)光刻技術(shù)放進(jìn)2029年前的量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)。作為對比,英特爾則更早導(dǎo)入High-NA設(shè)備。兩家公司真正的差異,不只是設(shè)備選擇,而是量產(chǎn)節(jié)奏、成本和良率風(fēng)險(xiǎn)的取舍。

近年來,臺(tái)積電AI和HPC(高性能計(jì)算)已反超手機(jī)業(yè)務(wù),在其路線圖中也體現(xiàn)了出來 —— 臺(tái)積電將先進(jìn)制程按終端市場需求進(jìn)行“分軌”規(guī)劃,而非“一刀切”。具體來說:A16和A12等面向AI/HPC的節(jié)點(diǎn),提供顯著性能提升以支撐技術(shù)遷移,成本相對不那么敏感,但更新節(jié)奏為兩年一次;N2、N2P、N2U、A14、A13等制程主要面向智能手機(jī)和客戶端設(shè)備,這些市場更看重成本、能效和IP復(fù)用,對設(shè)計(jì)兼容性要求高,能保持每年一個(gè)新節(jié)點(diǎn)的節(jié)奏。
· A16被列為2027年節(jié)點(diǎn)(相較此前2026年略有延后),基于第一代GAA納米片晶體管,引入SPR背面供電,專為高性能數(shù)據(jù)中心應(yīng)用打造;而A16將由A12接棒,預(yù)計(jì)2029年推出。
· A14制程,基于第二代GAA納米片晶體管,并通過NanoFlex Pro技術(shù)提供更高設(shè)計(jì)靈活性,預(yù)計(jì)將于2028年用于高端智能手機(jī)和客戶端芯片;A13則是以最小擾動(dòng)換取額外效率提升,在保持完整設(shè)計(jì)規(guī)則和電氣兼容性的同時(shí),相對A14實(shí)現(xiàn)約6%的面積縮減;
· 同時(shí),臺(tái)積電通過N2U持續(xù)擴(kuò)展2nm平臺(tái),預(yù)計(jì)于2028年開始生產(chǎn)。N2U利用N2技術(shù)平臺(tái)的制程成熟度與高良率表現(xiàn),能夠用較低遷移成本覆蓋AI/HPC和移動(dòng)應(yīng)用。

臺(tái)積電為何現(xiàn)在深挖現(xiàn)有EUV潛力
針對展示的最新技術(shù),臺(tái)積電計(jì)劃在現(xiàn)有Low-NA EUV體系下繼續(xù)通過工藝優(yōu)化推進(jìn)節(jié)點(diǎn),而非轉(zhuǎn)向新一代High-NA EUV設(shè)備。臺(tái)積電全球業(yè)務(wù)資深副總經(jīng)理暨副共同營運(yùn)長張曉強(qiáng)表示,“只有當(dāng)High-NA EUV能帶來切實(shí)、可量化的技術(shù)增益時(shí),我們才會(huì)引入。現(xiàn)階段依托現(xiàn)有EUV設(shè)備,A14及后續(xù)制程依舊能實(shí)現(xiàn)大幅性能升級。研發(fā)團(tuán)隊(duì)正持續(xù)挖掘現(xiàn)有EUV設(shè)備潛力,依靠工藝優(yōu)化延續(xù)摩爾定律微縮優(yōu)勢。”
當(dāng)前全球AI算力需求爆發(fā),各大廠商加速新建晶圓廠擴(kuò)產(chǎn),而High-NA EUV的引入也是一筆高額資本開支:市場報(bào)道顯示,Low-NA EUV Twinscan NXE:3800E每臺(tái)成本約為2.35億美元,High-NA EUV Twinscan EXE:5200B預(yù)計(jì)每臺(tái)成本為3.8億美元。
臺(tái)積電目前公開路線圖顯示,2029年前規(guī)劃節(jié)點(diǎn)仍不會(huì)依賴High-NA EUV。選擇繼續(xù)復(fù)用現(xiàn)有EUV光刻機(jī),完成A12、A13等新一代優(yōu)化制程的研發(fā)與量產(chǎn)落地。這與英特爾的路線形成鮮明對比。需要注意的是,High-NA EUV設(shè)備不是未來左右輸贏的唯一關(guān)鍵,工藝整合和先進(jìn)封裝同樣關(guān)鍵。例如,去年臺(tái)積電就成功地透過調(diào)整光阻材料、光罩制程等方式,在提升先進(jìn)制程的臨界尺寸與圖形精度的同時(shí),還降低了缺陷密度。
英特爾更早進(jìn)入High-NA EUV調(diào)試階段
早在2023年底,ASML就向英特爾交貨了首套High-NA EUV光刻機(jī),型號為TWINSCAN EXE:5000。英特爾將其作為試驗(yàn)機(jī),并于2024年初在美國俄勒岡州的Fab D1X晶圓廠完成安裝。之后,該晶圓廠成為英特爾半導(dǎo)體技術(shù)研發(fā)基地,進(jìn)一步研發(fā)基于High-NA EUV光刻技術(shù)的尖端制程。
High-NA EUV光刻機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)EUV光刻機(jī)差異不小,提升使用經(jīng)驗(yàn)需要大量時(shí)間修正基礎(chǔ)設(shè)施。更早安裝設(shè)備意味著英特爾可以更早進(jìn)入設(shè)備調(diào)試、工藝整合和量測驗(yàn)證階段,但High-NA的先發(fā)投入能否轉(zhuǎn)化為商業(yè)回報(bào),還取決于設(shè)備利用率、良率爬坡和外部客戶導(dǎo)入。
光刻設(shè)備中的NA代表數(shù)值孔徑,表示光學(xué)系統(tǒng)收集和聚光的能力。High-NA EUV把NA從0.33提高到0.55,更強(qiáng)的聚光能力意味著能夠處理更加精細(xì)的幾何尺寸,同時(shí)這也是繼續(xù)推進(jìn)半導(dǎo)體制程進(jìn)化的路線之一。
ASML稱其High-NA EUV系統(tǒng)在單次曝光中實(shí)現(xiàn)了8nm分辨率,與當(dāng)前Low-NA EUV工具的13.5nm分辨率相比有所提升。盡管Low-NA EUV系統(tǒng)也可以使用雙圖案化(雙重曝光)達(dá)到8nm分辨率,但這種方法會(huì)增加工藝復(fù)雜度并影響良率。因此,英特爾搶先導(dǎo)入High-NA,被視為其推進(jìn)14A和代工業(yè)務(wù)的重要技術(shù)押注。

英特爾首席財(cái)務(wù)官David Zinsner在花旗2025年全球TMT大會(huì)上表示,下一代Intel 14A制程技術(shù)將使用ASML最新的第二代High-NA EUV光刻機(jī)TWINSCAN EXE:5200B。根據(jù)英特爾此前披露的數(shù)據(jù)顯示,Intel 14A相比Intel 18A將帶來15-20%的每瓦特性能提升,密度提升30%,功耗降低25-35%。
如果14A能夠按計(jì)劃推進(jìn),并獲得外部客戶導(dǎo)入,英特爾可能借High-NA經(jīng)驗(yàn)爭取AI/HPC客戶。必須指出的是,目前一切都還處于測試芯片和評估階段,還沒有完全確定采用14A芯片的外部客戶。潛在客戶/代工客戶的決策窗口將在2026年下半年開啟,并延續(xù)至2027年初。
雖有部分分析機(jī)構(gòu)質(zhì)疑,臺(tái)積電暫緩High-NA EUV在量產(chǎn)節(jié)點(diǎn)引入,可能會(huì)讓臺(tái)積電在未來的競爭中處于劣勢。但考慮到High-NA EUV設(shè)備成本高昂,在現(xiàn)有EUV設(shè)備尚有最佳化空間的情況下,臺(tái)積電選擇審慎評估投資時(shí)機(jī),這更像是一種在技術(shù)收益、設(shè)備成本和量產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)之間的節(jié)奏選擇。
先進(jìn)制程最終要回到良率和客戶導(dǎo)入
三星與臺(tái)積電的競爭在7nm后拉開了差距,由于在晶體管密度這一關(guān)鍵指標(biāo)上,三星的表現(xiàn)始終未能超過臺(tái)積電。盡管兩者的市場份額已經(jīng)存在顯著差距,但三星并未因此放棄超越臺(tái)積電的目標(biāo),反而加速晶圓代工技術(shù)的發(fā)展。
在3nm制程上三星率先采用GAA架構(gòu),也是唯一在3nm制程中采用GAA架構(gòu)的,想要以技術(shù)代差壓制臺(tái)積電的FinFET路線,但量產(chǎn)表現(xiàn)和客戶導(dǎo)入并沒有幫助它實(shí)現(xiàn)對臺(tái)積電的反超。

新晶體管結(jié)構(gòu)的引入,會(huì)同時(shí)帶來設(shè)備適配、工藝整合、設(shè)計(jì)規(guī)則和良率爬坡問題,不止首發(fā)那么簡單。三星技術(shù)負(fù)責(zé)人曾坦言:“我們誤判了GAA工藝的產(chǎn)業(yè)化難度,設(shè)備適配和工藝整合復(fù)雜度遠(yuǎn)超預(yù)期。”
三星3nm GAA的案例說明,先進(jìn)結(jié)構(gòu)只有和量產(chǎn)良率、客戶導(dǎo)入、成本控制同時(shí)跑通,才能轉(zhuǎn)化為競爭力。臺(tái)積電在3nm繼續(xù)沿用FinFET架構(gòu),但依靠更成熟的工藝整合和客戶生態(tài)保持了量產(chǎn)節(jié)奏。
先進(jìn)制程競爭不是誰先換設(shè)備誰就贏。High-NA EUV會(huì)成為重要工具,但設(shè)備、光刻膠、光罩、設(shè)計(jì)規(guī)則、良率、先進(jìn)封裝、客戶導(dǎo)入和產(chǎn)能節(jié)奏必須一起成立,技術(shù)領(lǐng)先才會(huì)變成量產(chǎn)領(lǐng)先。













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