2000 年以前，世界最先進細微化製程的半導體光刻機市占率完全是 Nikon 的天下，但 10 年後的 2010 年，ASML 的細微化光刻機市占率擴大到 80%，Nikon 只占 20%，Canon 則更早就退出細微化光刻機市場競爭。 半導體光刻機對日本企業來說，最擅長的就是量身打造、精心設計，但 ASML 的模組化設計，很快效率就凌駕 Nikon 之上。 半導體製程的光刻機為用一塊極精細圖案的玻璃底板，透過高性能的縮小成像鏡頭，對塗有感光材料的矽片進行強烈雷射照射的自動化曝光設備。 光刻機是生產大規模集成電路的核心裝置，因此光刻機價格昂貴，除了機型外價格還取決於適用的曝光光源波段，DUV製程光刻機落在5千萬至1億美元之間，而近幾年異軍突起成為主流的ASML EUV Twinscan光刻機造價更是落在3億美元以上。 最後，ASML 同意在美國建立一所工廠和一個研發中心，以此滿足所有美國本土的產能需求。
筆者做不到對 3nm 或任何工藝節點的成本價格進行精確推算和預測，只是在能夠蒐集到有限的數據基礎上得出盡可能客觀的觀點。 同時希望大家能夠基於此，更好的理解先進工藝對晶片成本帶來巨大提升的原因所在。 目前，隨著半導體製程的不斷發展，摩爾定律的推進節奏逐漸趨緩，晶片成本問題成為阻礙先進製程發展的重要因素，但成本又絕不會是其根本原因。 的確，製程工藝的研發和生產成本逐代上漲，飆高的技術難度和研發成本將大多數晶片代工廠攔在半山腰。
光刻機價格: 光刻機 不銹鋼光刻機 雙面接觸式紫外光刻機
當季，ASML凈銷售額40億歐元，毛利率50.9％，凈收入10億歐元，凈預訂額83億歐元，其中EUV極紫外光刻機就有49億歐元，而總的積壓訂單金額已達175億歐元。 綜合來看，隨著晶片設計種類和形態千差萬別，且正在不斷發生變化，難以預測其具體成本。 如果總體產量小，晶片的成本會因為光罩成本而較高；如果產量足夠大，比如每年出貨以億計，光罩成本被巨大的產量分攤，可以使每塊 CPU 的光罩成本大幅降低，使擁有 “ 更貴的製程工藝 + 更大的產量 ” 屬性的 CPU，比 “ 便宜的製程工藝 + 較小的產量 ” 的 CPU 成本更低。
- 其中 ASML 銷售258台佔比62%，佳能銷售122台佔比30%，Nikon 銷售33台佔比8%。
- 根據晶片的製造流程，可以分為主產業鏈和支撐產業鏈：主產業鏈包括晶片設計、製造和封測；支撐產業鏈包括 IP 、 EDA 、裝備和材料等。
- 1973年，拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式曝光系統，搭配正性曝光膠非常好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。
- 因為目前的晶片都還是矽基晶片，歷經大半個世紀的發展，從最初的電子管到電晶體，再到內建電路的發明，電晶體的關鍵尺寸一步一步縮小，而在奈米等級的尺度進行電路雕刻，目前我們所掌握的技術只有曝光。
- 一台光刻機90%零件都是透過全球採購，當中涉及到4個國家十多家公司，而下遊客戶的利益也與 ASML 牢牢捆綁。
- 根據ASML在 Investor Day 2021所提出的預測，邏輯晶片的投產在 2015 至2025 年間，將以CAGR 9.9%的速度增長，而根據Mordor Intelligence最新預估指出，邏輯晶片市場將在2021 至 2026 年間以CAGR 12.7%速度成長。
- 之後，半導體光刻機的模組化設計成為模組化革命的關鍵，加上同時可進行 2 片晶圓的掃描曝光技術及液浸式曝光提高精度的技術，都成為關鍵課題。
- EUV光刻機耗時數十年研發，於2017年開始量產，價格超過1.5億美元，折合約11.65億港元。
2018 年，因高昂的研發成本，當時排名世界第二的代工廠格羅方德被迫放棄 7nm 製程的研發。 在全球備戰 3nm 及更先進製程工藝節點之際，本文圍繞晶片設計和製造中的多個關鍵節點，來分析一下 3nm 晶片或先進製程晶片的成本究竟為何達到如此之高。 終端需求持續帶動半導體產業發展，數位轉型趨勢延續，推升市場對於先進及成熟製程邏輯晶片需求，預估ASML 2021全年營收188.77億歐元(YoY +34.9%)，毛利率51.8%，稅後淨利55.47億歐元(YoY +56.1%)，EPS為 13.50元創歷史新高。 各大邏輯晶圓代工廠持續追求晶片製程微縮，終端需求強勁帶動客戶擴產需求，用於光刻機設備的資本支出不斷調升，記憶體晶圓大廠也因製程微縮趨勢，於近年陸續導入EUV設備，我們看好ASML 將直接受惠於本次半導體設備全面性的上升週期，營運表現有望優於整體科技類股表現。
光刻機價格: 晶圓代工成本
報導並強調，根據《路透》報導，這次訪問後不久，荷蘭政府決定不再續簽這份許可證，此後ASML未出現在荷蘭外交部數據庫的續簽名單上。 此後，關於EUV出口大陸回題，ASML官方說法一直是，ASML仍在等待新許可證申請的批准。 再加上當時供應商Prodrive 的一家工廠又發生重大火災，ASML當時公開表示，2019年年初的出貨預計將遭延後，美國政府繼續就這筆交易進行背後運作。 不僅如此，ASML目前在大陸設有12個辦公室、11個倉儲物流中心及2處技術開發中心，還在大陸專門建設了一個培訓中心，培養光刻行業人才。 值得一提的是，早在1988年，ASML在進軍亞洲之時，就向大陸出售了最早一台設備。 經過30多年的深耕，ASML在大陸已經出售700多台光刻機裝機，涵蓋了ASML公司（EUV設備之外）的絕大部分類型產品。
- 光源功率要求極高，透鏡和反射鏡系統也極致精密，還需要真空環境，其配套的抗蝕劑和防護膜的良品率也不高。
- 例如美光，它的1β製造工藝可以不使用昂貴的EUV，但目前仍然需要ASML的DUV光刻機，這2種光刻機之間價格相差數倍之多。
- 隨着半導體工藝進入7nm以內，EUV光刻機是必不可少的關鍵設備，全球只有ASML公司能生產，現在NA 0.33孔徑的EUV光刻機售價高達1.5億美元，約合10億一台，不過下一代會更貴。
- 2021年受產能限制影響，預估ASML全年EUV 出貨數為 39 台，2022年產能瓶頸逐漸消除後，全年出貨有望達到 52 台(YoY +33%)。
- 研調機構Gartner近期上調2021年WFE(晶圓廠設備)市場大小4%，達 832 億美元(YoY+28%)，亦預期2022年WFE 市場仍會持續成長約 5-10% ，看好具有先進製程設備獨占地位的ASML將從此趨勢中受惠。
80年代左右，因為美國扶植，最開始是將一些裝配產業向日本轉移，而日本也抓住了機會，在半導體領域趁勢崛起。 眾所周知台灣去年因交通身亡人數來到新高點，台灣民眾不斷要求政府針對到路上弱勢的行人做出改善措施，並且要求增加行人的相關設施，只不過有網友發現在路上身亡數上升的不是行人，而是騎乘機車的騎士。 日前有位網友發文表示，根據紀錄行人死亡數字每年都有下降，但是上升的都是機車騎士，去年高達1954人身亡，但總身亡人數為3085人，光是機車的數字就佔了63%，原PO表示台灣若是少了機車，台灣的交通並沒有比較危險。
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與EUV光刻機動輒10億元的價格相比，DUV光刻機的價格大概要少四成，只有後者60%的樣子，但也是超級貴的裝備了。
只有 GCA、K&S 和 Kasper 等很少幾家公司有做過一點點相關設備。 目前，無論是汽車晶片，手機晶片還是其他領域，包括軍用，航空太空等應用的晶片都離不開曝光機。 而曝光機本身按照應用可以分為幾類，用於晶片前道製造的曝光機，用於後道晶片封裝的曝光機和應用於LED製造領域的投影曝光機。 其中曝光機就是利用紫外線波長的準分子雷射通過模版去除晶圓表面的保護膜的裝置。
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根據ASML在 Investor Day 2021所提出的預測，未來五年半導體產業成長將達到CAGR 7.4%，而當前半導體產業中成長最快速的領域，包括車用、IoT應用，在2020～2025 年間成長將達CAGR 10%以上。 ASML是全球唯一一家量產EUV光刻機的廠商，而無論是台積電、三星、英特爾的7nm、5nm及未來的3nm、2nm製程晶片，都要依賴他們提供EUV光刻機。 依照過去的數據，目前EUV光刻機一台的售價就超過1億美元，成本極高，但是依然供不應求。 EDA 是一個市場規模雖然小但技術流程很長的產業，需要種類繁多的軟硬體工具相互配合從而形成工具鏈，以 EDA 巨頭 Synopsys為例，其完整覆蓋晶片全設計流程的工具鏈號稱有 500 多種。 從 Synopsys 和 Cadence 的財報來看， 2020 年營收分別為 36.9 、 26.8 億美元，兩家公司每年花費在研發上的投入達到 35% 以上，Synopsys 的研發費用更是達到驚人的十億美金級別， EDA 軟體的研發成本正在加速提升。
現時的芯片多是矽基芯片，歷經大半個世紀的發展，從最初的電子管到電晶體，再到內建電路的發明，電晶體的關鍵尺寸逐漸縮小。 芯片製造與光刻技術息息相關，甚至可以說，沒有光刻機，芯片無法正常生產，而且光刻機目前並沒有代替品。 光刻機價格 之後，半導體光刻機的模組化設計成為模組化革命的關鍵，加上同時可進行 2 片晶圓的掃描曝光技術及液浸式曝光提高精度的技術，都成為關鍵課題。 ASML 光刻機價格 由於後發參與，不用顧慮以往資產繼承，很順利進入新設計領域，Nikon 雖然也努力轉型模組化設計，整體速度卻滯後不少，這既有企業本身原因，也有顧客面的原因。
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EDA 涵蓋了積體電路設計、驗證和仿真等所有流程，晶片的用途、規格、特性、製成工藝幾乎全都在這個階段完成。 光刻機價格2023 相反地，三星電子和台積電生產的是 DRAM、ASIC 等通用性產品，追求產品通用性對生產線規格統一有推波助瀾之效，也就是說不管哪家工廠生產，都能生產出相同晶片，換言之，設備自然也要追求通用性。 除了 ASML，目前世界上其他比較先進的光刻機廠商分別是日本的 Nikon 和佳能。 從目前 Nikon 的官網上可以看到 Nikon 最先進的曝光機型號為 NSR-S635E。 錯失EUV的 Nikon ，還未完全失去機會，讓它一蹶不振的，是盟友的離開。
短短幾年，Nikon 就將昔日曝光機大國美國拉下馬，與舊王者 GCA 平起平坐，拿下三成市場市佔率。 根據曝光方式不同，可分為接觸式、接近式和投影式；根據曝光面數的不同，有單面對準曝光和雙面對準曝光；根據曝光膠類型不同，有薄膠曝光和厚膠曝光。 一般的曝光流程包括底膜處理、塗膠、前烘、對準曝光、顯影、刻蝕，去膠曝光檢驗等，可以根據實際情況調整流程中的操作。
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當今光刻機製造商只剩下 3 家公司，就是日本 Nikon、Canon 和荷蘭 ASML。 日本 Nikon 和 Canon 都是世界知名有近百年歷史的老牌照相機製造商，而 ASML 是 1984 由荷蘭飛利浦一個部門和 ASM International 共同出資成立的合資公司。 ASML 同時還是商社，所以採購能力很強是一大特徵，這造成後來光刻機的歷史進程差異。 在那個晶片製程還停留在微米的時代，能做光刻機的企業，少說也有數十家，而 Nikon 憑藉著相機時代的積累，在那個日本半導體產業全面崛起的年代，成為了當之無愧的巨頭。 因此，曝光那時並不是高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，比如英特爾開始是買16毫米攝像機的鏡頭拆了用。
美光開發出繞過EUV光刻機的技術，意味著投入大量研發資金研製先進EUV光刻機銷售將受到重大衝擊，ASML可能無法回收其研發成本，因此在該技術尚未完全成熟前，必須擴張產能加速生產，同時想盡辦法趕快出售，這為中國在這2年取得EUV光刻機創造了有利的條件。 2021年中國是ASML最大的客戶，購買了290億美元的ASML光刻機，超過台灣與韓國的250億美元左右。 光刻機價格2023 但未來經濟衰退的預期已經讓各大晶片製造商大幅削減資本支出，光刻機的市場也會因晶片需求下滑而萎縮，這對ASML來說更是艱鉅的挑戰。 目前全球能光刻機製造主要由荷蘭艾斯摩爾(ASML)掌控，尤其是先進工藝所需要的光刻機幾乎都是ASML所製造。 美國禁令限制極紫外光（EUV）的光刻機出售給中國，同時也想勸服ASML不要再出售深紫外光（DUV）光刻機給中國，但ASML並未同意，今年以來又出口了23台DUV給中國。 中國的上海微電子雖已研發出28nm光刻機，可惜穩定性不足，雖然用DUV還試驗性地製造出7nm產品，但良率太低，無法商品化。
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隨著工藝製程的發展，到 7nm 及更先進的技術節點時，需要波長更短的極紫外線，而荷蘭 ASML 是全球唯一有能力製造 EUV 光刻機的廠商。 按照台積電（ 2330-TW ）、三星（ 5007-TW ）的說法，可見，先進晶片的燒錢遊戲正在加速。 IBS 數據顯示， 3nm 工藝開發將耗資 40 億至 50 億美元，而興建一條 3nm 產線的成本約為 150 億～ 200 億美元。 這一數據也解釋了為什麼台積電先前宣布的 3nm 晶圓廠需要 200 億美元投資的原因。
記憶( Memory )晶片主要可分為非揮發性的快閃記憶體( NAND Flash)及揮發性的動態隨機記憶體( DRAM )，智慧型手機及個人電腦發展持續推動記憶體需求上升，AI 運算與機器學習的興起，也使得記憶晶片在伺服器高速數據傳輸中日益重要。 根據ASML在 Investor Day 2021所提出的預測，在2015至2025年間，NAND Flash的投產將以CAGR 5.7%速度成長，而 DRAM 的投產則以CAGR 5.2%速度成長，而根據IC Insights 最新預估指出，全球記憶體市場2020～2025 年成長將達CAGR 10.6%。 光刻機價格2023 ASML 目前商業量產中最先進的機器稱為 EUV 光刻機，因為它們使用「極紫外光」來繪製電腦晶片的電路。
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光刻技術在發展中不斷的優化，是一步一步從歷史的實踐中得出來的工藝，如果想另闢蹊徑，我們將面對的是未知的黑暗與技術深淵，其難度不低於研發出高階曝光機。 報導分析，EUV是光刻機在發展過程中的第五代產品，由於採用了極紫外線，它的最小工業節點到了22-7奈米，可以說是世界上最先進的光刻機設備，而這種設備，只有ASML能造出來。 不過，在美國主導的《瓦森納協定》（Wassenaar Arrangement）的影響下，這一高科技設備對大陸的出口受到嚴格限制，直到2018年才發生轉機。 由於半導體製造商希望在蓬勃發展的這一行中取得領先地位，英特爾 (INTC-US) 已向 ASML (ASML-US) 訂購一款最先進的晶圓光刻機，價格「明顯」超過 3.4 億美元。
