极紫外光刻机竞争激烈

围绕新一代的半导体制造技术“EUV(极紫外)”,设备企业的竞争日趋激化。东京电子将在2020财年(截至2021年3月)投入创出历史新高的开发费,Lasertec的订单额也在过去1年翻了一番。在EUV相关设备市场,荷兰的ASML垄断了核心的光刻机,但在检测和光源等领域,日本企业的存在感也在提高。

“如果EUV得到普及,更高端设备的需求将增加”,半导体制造设备全球第3大制造商东京电子社长河合利树如此表示。2020财年将投入创出历史新高的1350亿日元研发费。

东京电子的优势是“涂布显影设备(Coater Developer)”。该设备用于在作为半导体材料的硅晶圆上涂覆特殊化学药液使之显影。在EUV量产设备领域,该公司的市场份额为100%。本财年的合并销售额预计达到1.28万亿日元。其中的1成以上将用于研究开发,以在EUV的普及阶段巩固领先优势。

在每年超过6万亿日元的半导体制造设备市场,正在发生代际更迭。

半导体的电路线宽越微细,性能越高,现在的最尖端产品为5纳米。要将如此细的电路转印到硅晶圆上,EUV光刻机是不可或缺的。随着在世界上唯一量产EUV方式的ASML增加供货,包括涂布和光源等周边设备在内的开发竞争也已拉开序幕。

东芝瞄准写入机

代际更迭的象征是测试设备制造商Lasertec。如果作为电路原版的光掩膜存在缺陷,半导体的不良率将随之提高。该公司生产支持EUV的测试设备,2019年7月~2020年3月的订单额增至上年同期的2.2倍,达到658亿日元。全年的订单预计3分之2与EUV相关。

此外,日本企业之间的激烈交锋也在发生。在电子束掩膜写入机领域,东芝旗下的纽富来(NuFlare Technology)在追赶日本电子和IMS NANOFABRICATION(奥地利)的联盟。焦点是采用26万束激光的“Multi-Beam”技术的开发。

东芝1月击退发起敌意TOB(公开要约收购)的HOYA,巩固了对纽富来的控制权。新派遣了开发技术人员等25人,计划2020年度内供应支持EUV的新一代光刻设备。

背景是微细化

小松子公司、生产激光源的Gigaphoton(位于栃木县小山市)正在期待卷土重来。该公司在EUV问世之前,在光刻机的光源领域成为两强之一。但由于竞争对手被ASML收购等原因,目前正在失去存在感。Gigaphoton力争在ASML推出EUV新一代设备的2022年之前开发出高输出功率的光源零部件,以夺回市场份额。

各企业加快EUV设备开发的背景是,韩国三星电子和台积电(TSMC)等展开的微细化竞争。面向5G等高性能半导体的需求旺盛,两家企业正在争夺每台超200亿日元的ASML光刻机。在这一过程中,周边的制造设备企业的商机也在扩大。

国际半导体设备与材料协会(SEMI)和日本半导体制造装置协会(SEAJ)的统计显示,日本造的半导体制造设备的市场份额2019年为31.3%,在过去约20年内徘徊在3成左右。

在光刻设备领域,此前尼康和佳能曾席卷世界市场,但在与ASML的竞争中失败,在EUV开发方面掉队。在半导体领域,随着制造流程变得困难,赢家通吃的倾向不断加强。以EUV为契机的代际更迭还将加速设备企业的优胜劣汰。

设备流通停滞 市场扩大蒙阴影

“中国市场的尖端设备投资已经停止”,EUV相关零部件企业的负责人唉声叹气。由于荷兰政府不予批准,ASML一直无法向中国出口EUV光刻机。此外,周边设备和零部件的洽购也处于停止状态。

背后存在中美的贸易摩擦。如果无法进口ASML的设备,中国的半导体厂商将在微细化竞争中落后。中国政府提出到2020年半导体自给率达到40%、2025年达到70%的目标,但处于难以实现的局面。很多观点认为,美国向荷兰政府施加压力,将其用作制裁的武器。

国际半导体设备与材料协会的统计显示,2019年的半导体制造设备市场规模为597亿美元,比2014年增长59%。在此期间提升存在感的是中国市场,占世界整体的份额从2014年的11.6%提高至22.5%。对日本的半导体制造设备企业来说,中国已成为难以忽视的市场。

EUV的技术开发难度大,各企业的研发成本都在膨胀。如果市场不再扩大,企业的投资回收将推迟,新技术的开发有可能难以推进。

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