這款設(shè)備的推出，是尼康在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域取得的重大突破。從細(xì)節(jié)描述來看，該設(shè)備以“高精度、大尺寸、高效率”為核心優(yōu)勢，可以為快速發(fā)展的扇出型面板級封裝（FOPLP）技術(shù)提供關(guān)鍵設(shè)備支持。

扇出型面板級封裝（FOPLP）技術(shù)為何會獲得臺積電、三星等代工大廠的青睞？比較傳統(tǒng)的光刻機設(shè)備，尼康DSP-100的技術(shù)原理有何不同？能解決AI芯片生產(chǎn)當(dāng)中的哪些痛點問題？ 針對2nm、3nm芯片制造難題，光刻機龍頭企業(yè)ASML新款光刻機又能帶來哪些優(yōu)勢？本文進(jìn)行詳細(xì)分析。

AI芯片需求旺帶動先進(jìn)封裝需求，F(xiàn)OPLP技術(shù)獲得青睞

AMD首席執(zhí)行官Lisa Su曾在今年6月的AI峰會上表示，受益于ChatGPT等生成式AI快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心AI加速器市場獲得快速成長，2023年全球數(shù)據(jù)中心AI加速器達(dá)到450億美元市場規(guī)模，預(yù)估到2028年將達(dá)到5000億美元。

AI熱潮來襲，人工智能芯片需求以年均35%的速度增長，先進(jìn)封裝市場也隨之快速擴張，復(fù)合增長率高達(dá)20%。要打造高能效的AI芯片，先進(jìn)封裝是其中的關(guān)鍵。先進(jìn)封裝意味著將不同的芯片包括邏輯芯片、內(nèi)存、射頻芯片等，透過封裝及堆棧技術(shù)整合在一起，以提升芯片性能、縮小尺寸、減少功耗。例如，臺積電針對7nm制程以下的CoWoS技術(shù)，就是代表性的先進(jìn)封裝技術(shù)。

FOPLP技術(shù)為何受到關(guān)注，可以接棒CoWoS技術(shù)？FOPLP技術(shù)的主要優(yōu)勢是，在于透過“方形”基板進(jìn)行IC封裝，可使用面積可達(dá)“圓形”12寸晶圓的7倍之多，達(dá)到更高的利用率，就是同樣單位面積下，能擺放的芯片數(shù)量更多。

2016年，臺積電推出名為InFO（集成扇出型）的扇出型晶圓級封裝（FOWLP）技術(shù)，并率先應(yīng)用于iPhone 7的A10處理器。隨后，封裝測試廠積極推廣FOPLP方案，希望以更低的生產(chǎn)成本吸引客戶，但技術(shù)挑戰(zhàn)持續(xù)存在，F(xiàn)OPLP技術(shù)還在發(fā)展當(dāng)中，尚未大規(guī)模量產(chǎn)，面對的主要困難來自面板翹曲、均勻性和良率等問題。

報告指出，與WoW、CoWoS 和 SoIC 等 3D 堆疊技術(shù)相比，F(xiàn)OPLP 的散熱性能有所提升。然而，其生產(chǎn)效率低于現(xiàn)有的 3D 堆疊方法。FOPLP技術(shù)特別適用于GPU、CPU和ASIC的運算需求。

Counterpoint Research 半導(dǎo)體分析師表示，扇出型面板級封裝（FOPLP）做為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿，為AI與HPC應(yīng)用提供具高性價比的高性能解決方案。隨著材料與制程逐步成熟，F(xiàn)OPLP將徹底改變多個產(chǎn)業(yè)的封裝技術(shù)格局。

近期，臺積電董事長魏家哲已經(jīng)確認(rèn)，公司正在研發(fā)扇出型面板級封裝（FOPLP）技術(shù)的小型生產(chǎn)線，預(yù)計三年內(nèi)將取得成果。預(yù)計第一代FOPLP技術(shù)將采用300毫米 x 300毫米的面板尺寸，小于之前測試的510毫米 x 515毫米尺寸。據(jù)悉，臺積電目前正在臺灣桃園建設(shè)一條試點生產(chǎn)線，預(yù)計最早將于2027年開始小規(guī)模試生產(chǎn)。

臺積電、英特爾和三星等行業(yè)巨頭正積極采用FOPLP技術(shù)，以突破300毫米晶圓的局限性。DSP-100的推出為這個蓬勃發(fā)展的市場提供了至關(guān)重要的先進(jìn)設(shè)備。

基板制造效率提升9倍！DSP-100橫空出世，給晶圓代工廠商帶來重大利好

DSP-100 將平板顯示器 (FPD) 曝光技術(shù)的多個光學(xué)鏡頭與高分辨率半導(dǎo)體工藝相結(jié)合，實現(xiàn)了 1.0μm（1000nm）的線寬/間距 (L/S) 分辨率和 ≤±0.3μm 的位置精度。這不僅提高了圖像清晰度并擴展了曝光能力，還將生產(chǎn)效率提升了約 30%。

尼康對外宣稱，與傳統(tǒng)光刻機不同，DSP-100 采用空間光調(diào)制器 (SLM) 技術(shù)，無需掩模即可將電路圖案直接投射到基板上。這種創(chuàng)新方法消除了掩模尺寸的限制，顯著降低了開發(fā)和生產(chǎn)成本，并縮短了產(chǎn)品設(shè)計和制造周期。此外，無需掩?？勺畲笙薅鹊販p少光學(xué)畸變，從而進(jìn)一步提升成像質(zhì)量。

特別值得關(guān)注的是，DSP-100 可容納最大尺寸為 600 毫米 x 600 毫米的基板，以滿足 FOPLP 技術(shù)日益增長的需求，F(xiàn)OPLP 技術(shù)是先進(jìn)封裝領(lǐng)域的一大趨勢。更大的基板尺寸可大幅提升良率，與傳統(tǒng)的 300 毫米晶圓相比，封裝100毫米方形芯片的效率可提高九倍。

測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)在510mm x 515mm基板上每小時可處理多達(dá)50片晶圓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的晶圓級封裝解決方案，整體生產(chǎn)效率可提高約30%。還有因為無需掩模，而使用無掩模SLM技術(shù)，可以減少單套的掩模成本，統(tǒng)計下來可以節(jié)省超過40%的開發(fā)成本。

尼康表示，DSP-100光刻機將在2025年7月開始接受訂單，預(yù)計2026財年內(nèi)上市，即在2025年4月到2026年3月完成交付。

ASML宣布：全球首臺第二代High NA EUV出貨，劍指2nm先進(jìn)制程

7月16日，全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商ASML發(fā)布財報顯示，ASML第二季度實現(xiàn)銷售額77億歐元，毛利率為53.7%，凈利潤達(dá)23億歐元。

ASML總裁兼首席執(zhí)行官傅恪禮（Christophe Fouquet）表示，光刻機投資在晶圓廠總體投資中所占的比重持續(xù)保持強勁，而TWINSCAN NXE:3800E的推出也進(jìn)一步鞏固了這一趨勢。

據(jù)外媒報道，ASML早在2024年3月交付了其首臺升級版TWINSCAN NXE: 3800E光刻機，用于晶圓廠安裝。NXE: 3800E是該公司0.33數(shù)值孔徑（Low-NA）光刻掃描儀系列的最新版本，旨在制造2nm和3nm工藝芯片。

Twinscan NXE:3800E 的性能和精度相比上一代產(chǎn)品均有顯著提升。其晶圓處理速度高達(dá)每小時 195 片，較上一代產(chǎn)品提升 22%，有望大幅提升制造效率。此外，其晶圓對準(zhǔn)精度可達(dá) 1.1 納米以內(nèi)，這將徹底改變 3nm以下工藝，并優(yōu)化 2nm芯片的生產(chǎn)，尤其是那些需要雙重曝光技術(shù)的芯片。該設(shè)備的高精度還具有優(yōu)化 4nm 或 5nm 芯片生產(chǎn)的潛力，這凸顯了其在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的多功能性和成本效益。

盡管這臺設(shè)備價格高達(dá)1.8億美元，但與ASML最新的高數(shù)值孔徑EUV產(chǎn)品相比，其價值更具吸引力，后者的售價高達(dá)3.8億美元。

日本邏輯芯片制造商Rapidus在去年12月已宣布，ASML的EUV光刻設(shè)備——已交付并安裝至其位于北海道千歲市正在建設(shè)中的先進(jìn)半導(dǎo)體開發(fā)和制造工廠，ASML提供的正式NXE:3800E EUV 光刻機。Rapidus正與IBM合作，計劃在2025年春季采用最先進(jìn)的2nm工藝開發(fā)原型芯片，并于2027年實現(xiàn)量產(chǎn)。

2025年7月17日，ASML宣布全球首臺第二代High NA EUV光刻機EXE：5200出貨，買家為英特爾，售價近30億元，該光刻機擁有更高的晶圓吞吐量，能更好的為2nm工藝量產(chǎn)做支撐。

TWINSCAN EXE:5000和EXE:5200均提供了0.55數(shù)值孔徑，比前代EUV光刻機0.33數(shù)值孔徑透鏡的精度提高了，可以為更小的晶體管功能提供更高分辨率的模式。EUV 0.55 NA的設(shè)計旨在從2025年開始實現(xiàn)多個未來節(jié)點，但是需要提示的是，這款光刻機不供應(yīng)中國。

寫在最后

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，光刻機是延續(xù)摩爾定律的核心裝備。根據(jù) ChipInsights 發(fā)布的2024 年全球半導(dǎo)體前道光刻機銷量數(shù)據(jù)顯示，ASML 作為行業(yè)龍頭在 EUV、ArFi 等高端光刻機領(lǐng)域的銷量明顯高于其他兩家。在ChatGPT帶來的生成式AI驅(qū)動AI服務(wù)器、AI終端加速落地的大潮中，AI芯片的制造倒逼臺積電、三星、英特爾等晶圓廠加速新產(chǎn)品的研發(fā)。

中國作為全球半導(dǎo)體的最大市場，對光刻機的需求一直十分旺盛，因為美國對中國高端半導(dǎo)體設(shè)備的封鎖，尼康無掩模光刻機、ASML新款光刻機都無法銷售到中國，期待中國半導(dǎo)體設(shè)備廠商加大研發(fā)力度，早日在14nm以下光刻機設(shè)備上有所突破，助力中國高端芯片制造的崛起。

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