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在2019年存储器相关投资大幅下跌之后，市场预期2020年新存储器容量投资将急剧增加。受逻辑半导体制造商之间的竞争所推动，逻辑芯片尺寸持续扩大，新设备相关需求也推动了EUV光刻机的量产，为半导体设备产业带来更多的动能。

展望2020年，相对2019年的下跌，存储器设备投资预期将会有所增加。考量到近期存储器供需状况的改善，除非相关投资能在今年第二季有所回升，否则2021年恐将面临存储器供应严重短缺。因此，主要存储器制造商预期将在今年下半年加大投资。

《Business Korea》报导，三星电子DRAM存储器容量将以50k wpm的速度增长，而NAND则将以85k wpm的速度增长，SK海力士的DRAM的存储器容量将以30k wpm的速度增长，从这些数据来推断，主要的存储器设备制造商有可能在2020年创下有史以来最强劲的获利。

另一方面，芯片尺寸的增加，以及EUV光刻技术引入DRAM制程中，也有利于半导体设备产业。在逻辑芯片制造商之间的竞争推动下，逻辑芯片的尺寸持续扩大。基于固定容量，随着芯片尺寸的增加，芯片出货量将会下跌，也将推动容量相关投资。2020年，英特尔(INTC-US)计划投资170亿美元，使产能年增25%。台积电也计划进行150亿美元的投资，较2018年增加50%。

新创独角兽公司Cerebras日前推出了全球最大的电脑芯片-晶圆级引擎(Wafer-Scale Engine，WSE)，标志半导体产业的重要里程碑，芯片尺寸的大幅度增加也将提高AI运算能力，WSE芯片是由台积电16纳米制程打造的300mm晶圆切割而成。

近期5纳米逻辑芯片和1Z纳米DRAM制程引入EUV设备也将使半导体设备产业受益。台积电如今正在引入4至5层EUV光罩层，用在包括5纳米EUV光刻技术、孔洞阵列(hole arrays)等。

日前，外媒曾经报导，因为受限于中美贸易摩擦的情势，全球最大半导体光刻设备供应商ASML停止了对中芯国际的极紫外光刻设备(EUV)的出货。此事不但造成业界震撼，还导致中芯国际的股价重挫。

但ASML随即发出声明表示，公司并非停止出口设备给中芯国际，而是在等出口许可中。ASML还在声明中指出，我们对客户一视同仁，并在出口许可证到期前向荷兰政府提出了申请。虽然EUV设备的最大买家是台积电和三星，但ASML却也不会忽视未来会发展的中国市场。

中芯国际董事长周子学也在日前指出，目前ASML的EUV出口许可问题已经解决，但仍将严密观察ASML是否将很快实际供应EUV设备。

根据韩国媒体《ETnews》的报导指出，中芯国际董事长周子学在访问韩国的过程中表示，中芯国际目前正在进行EUV设备进口的文书作业，对于进口EUV设备的许可问题现在已经解决，这也使得先进制程的研发也依照计划进行中。

周子学强调，该情况显示在目前的情况下，中芯国际发展先进制程的计划并没有受到任何的影响。此外，中芯国际称，其进口ASML的EUV设备就是用在7纳米制程的研发上，已缩小与领先厂商间的差距。

台积电、英特尔和三星为打造体积更小、效能更强的处理器，纷纷导入极紫外光（EUV）技术，相关设备所费不赀，3家大厂资本支出直线攀升，ASML等设备厂则成为受益者。

华尔街日报报导，晶圆代工大厂以最新制程挑战物理极限，需要EUV微影技术当帮手。与常用光源相比，采用EUV的系统能让芯片电路更加微缩，但先进晶圆厂建造成本也跟着水涨船高，台积电两年前宣布的新厂建造费用达200亿美元。

关键在于EUV光刻器具价格高昂。ASML公布，第3季光售出7套EUV系统就进帐7.43亿欧元，等于每套系统要价超过1亿欧元。这还不含半导体制程控管与测试设备成本。

台积电深耕晶圆代工先进制程，10月表示强效版7纳米制程导入EUV技术，今年第2季开始量产，良率已相当接近7纳米制程；6纳米制程预计明年第1季试产，并于明年底前进入量产。

与此同时，晶圆代工龙头厂商资本支出大增成为趋势。

台积电10月宣布今年资本支出达140亿至150亿美元，高于原先设定目标近40%。英特尔（Intel）随后宣布加码3%，今年资本支出目标达160亿美元，创公司成立以来新高，比两年前高出36%。三星（Samsung）上周宣布，今年半导体事业资本支出约200亿美元。

三星公布的金额略少于去年，但业界分析师预期，三星今年大幅减少投资存储器生产，以便将更多资源投入次世代晶圆代工厂。

在EUV技术带动下，半导体设备厂获益良多。ASML第3季接获23套EUV系统订单，创单季订单金额新高；半导体制程控管设备制造商科磊（KLA-Tencor）上周公布，会计年度第1季营收年增率达29%，并表示EUV投资是业绩成长主要动能。

今年以来，ASML与科磊股价涨幅分别达76%、94%。报导指出，明年EUV需求预料更加旺盛，半导体设备厂前景一片光明。

台积电董事长刘德音20日表示，台积电5纳米正积极准备进入量产。

台积电不仅7纳米表现抢眼，更积极布局5纳米，且进展相当顺利，此前就有消息指出将会提前试产。

尽管三星也动作频频大买设备，向ASML购买价值约27.5亿美元的EUV设备，强化与台积电竞争能力。但目前来看，台积电不仅以极紫外光7纳米强化版制程量产应对，甚至预计5纳米强化版今年底即可小量量产。

台积电正以惊人的技术，准备在市场上筑起令对手难以逾越的壁垒，今年第三季台积电全球市占仍然过半，且优势可望继续维持。

刘德音证实，如今7纳米技术已成熟发展到车用规模，5纳米也即将在明年第一季正式量产，并且明年将急速扩张。

据媒体，台积电5纳米制程试产结果，晶体管数将会是7纳米的1.8倍，同一功耗下提升运算效能15%，继续领先业界。所以此前就有消息传出，即使5纳米尚未量产但已有不少一线大厂预订，而台积电连续上修资本支出，也是为了扩张5纳米产能。

目前最新消息指出，预计新增预算中将有25亿美元用在5纳米制程。

供应链方面也有消息透露，台积电南科P3厂将加快建厂，并决定导入5纳米强化版制程，规划月产能近3万片，总计5纳米月产将能增加至8万片，量产规模不断上修。而P1及P2厂的7纳米月产能，也将增加至5.1万片。业界认为，台积电打算把筹码押注在5纳米身上，一口气拉开与竞争对手的距离，并将优势延续到3纳米。

台积电7纳米营收占比明年有望超越三成，而5纳米将也会成为明年营收成长主力，但预期数字暂时不能对外公开。不过台积预估明年5G手机占比将迅速达到15%左右，且如相机模组、RF、AP、电源管理、调制解调器等芯片，将都会采用台积电的先进制程。

值得注意的是，可编程逻辑元件（FPGA）也持续在向5纳米制程靠拢，随着AI及高速运算等特殊应用持续热络，对于推升台积电5纳米制程需求也有所助益。

台积电近日宣布，已经开始了7nm+ EUV工艺的大规模量产，这是该公司乃至整个半导体产业首个商用EUV极紫外光刻技术的工艺。作为EUV设备唯一提供商，市场预估荷兰ASML公司籍此EUV设备年增长率将超过66%。这个目标是否能实现?EUV工艺在发展过程中面临哪些挑战?产业化进程中需要突破哪些瓶颈?

EUV设备让摩尔定律再延伸三代工艺

光刻是集成电路生产过程中最复杂、难度最大也是最为关键的工艺，它对芯片的工艺制程起着决定性作用。193nm浸没式光刻技术自2004年年底由台积电和IBM公司应用以来，从90nm节点一直延伸到10nm节点，经历了12年时间，是目前主流的光刻工艺。但是进入7nm工艺后，它的制约也越来越明显，因此EUV工艺堂而皇之走上舞台。

全球EUV光刻技术的研发始于20世纪80年代，经过近40年的发展，EUV技术从原理到零部件再到原材料等已经足够成熟，并且在现阶段的产业应用中体现了较明显优势。

研究院王珺在接受《中国电子报》记者采访时表示，极紫外光(EUV)短于深紫外光(DUV)的波长，这让EUV光刻技术的应用显著提升了光刻机曝光分辨率，进而带动晶体管特征尺寸的缩减。制造企业在28nm及以下工艺的解决方案使用浸没式和多重曝光技术。但是进入7nm工艺，DUV的多重曝光次数增长太多，让制造成本、难度、良率、交付期限均显著恶化。在关键层应用EUV光刻技术，从而减少曝光次数，进而带来制造成本与难度的降低，这让EUV光刻技术具备了足够的生产价值。

“EUV光刻机在5nm及以下工艺具有不可替代性，在未来较长时间内应用EUV技术都将成为实现摩尔定律发展的重要方向。”王珺说。因此，从工艺技术和制造成本综合因素考量，EUV设备被普遍认为是7nm以下工艺节点最佳选择，它可以继续往下延伸三代工艺，让摩尔定律再至少延长10年时间。

DRAM存储器将带动EUV光刻机增长

在台积电、三星、英特尔继续延续摩尔定律进行工艺发展的带动下，EUV光刻机的应用数量将持续提升。

王珺表示，从目前看，对EUV光刻技术具有明显应用需求的芯片包括应用处理器、CPU、DRAM存储器、基带芯片。

半导体专家莫大康认为，ASML公司EUV设备产量若要进一步扩大，希望就落在存储器厂商身上。他向《中国电子报》记者表示，目前看，EUV光刻机主要卖给三家公司：英特尔、三星和台积电，其中台积电订得最多。他介绍说，存储器主要分为两种：一种是DRAM，另一种是3D NAND。3D NAND目前的竞争主要集中在层数上，虽然也需要工艺的先进性，但需求不那么迫切。而DRAM存储器则不同，一方面其产量比较大，另一方面若做到1Z(12～14nm)以下，就可能需要用到EUV光刻机了，届时，存储器厂商订的EUV设备将有大的爆发。“但具体时间，还要看市场需求以及厂商导入情况。目前，ASML公司EUV设备一年的出货量只有40多台，远远未达到业界预期。”

EUV还需克服诸多挑战

现阶段EUV光刻技术已经成熟，且进入产业化阶段，但是在光刻机的光源效率、光刻胶的灵敏度等方面依然存在较大的进步空间。

有关人士指出，EUV光刻机除了价格昂贵之外(超过1亿美元)，最大的问题是电能消耗，电能利用率低，是传统193nm光刻机的10倍，因为极紫外光的波长仅有 13.5nm，投射到晶圆表面曝光的强度只有光进入EUV设备光路系统前的2%。在7nm成本比较中，7nm的EUV生产效率在80片/小时的耗电成本是14nm的传统光刻生产效率在240片/小时耗电成本的1倍，这还不算设备购置成本和掩膜版设计制造成本比较。

莫大康认为EUV工艺面临三大挑战：首先是光源效率，即每小时刻多少片，按照工艺要求，要达到每小时250片，而现在EUV光源效率达不到这个标准，因此还需进一步提高，且技术难度相当大。其次是光刻胶，光刻胶的问题主要体现在：EUV光刻机和普通光刻机原理不同，普通光刻机采用投影进行光刻，而EUV光刻机则利用反射光，要通过反光镜，因此，光子和光刻胶的化学反应变得不可控，有时候会出差错，这也是迫切需要解决的难题。最后是光刻机保护层的透光材料，随着光刻机精度越来越高，上面需要一层保护层，现在的材料还不够好，透光率比较差。

在以上三个挑战中，光源效率是最主要的。此外，EUV光刻工艺的良率也是阻碍其发展的“绊脚石”。目前，采用一般光刻机生产的良率在95%，EUV光刻机的良率则比它低不少，在70%~80%之间。莫大康表示，解决上述问题，关键是订单数量，只有订单多了，厂商用的多了，才能吸引更多光源、材料等上下游企业共同参与，完善EUV产业链的发展。

王珺表示，EUV技术的研发与应用难度极高，未来实现进一步发展在全球范围内将遵循竞争优势理论，各国和地区的供应商依靠自身优势进行国际化产业整合。