从EUV到DUV：先进制程离不开DUV
树欲静，而风不止。
光刻机再次成为热词，不过这次主角由euv（极紫外光刻）换成了duv（深紫外线光刻）。
根据外媒的报道，拜登政府正在把美国国家人工智能安全委员会的提议摆上桌面，即禁止向中国出口包括浸没式光刻用的duv（深紫外线光刻）设备在内的半导体制造设备。
无独有偶，两位共和党议员此前曾致信拜登政府，要求其劝说荷兰政府阻止asml出售duv光刻机卖给中芯国际，并且还需与盟国达成协议，统一出口限制和许可权。
这距中芯国际与asml公司续签批量购买协议（vpa）仅仅过了一个月，本就不平静的半导体世界，又掀起了不小的波澜。
先进制程离不开duv
没有euv头顶耀眼的光环，已经是“上代人”的duv实际上才是晶圆制造的主力，无论是图像传感器、功率ic、mems、模拟ic，还是逻辑ic，背后都有其身影。
duv与euv最大的区别就是光源方面，euv的光源波长为13.5nm，最先进duv的光源波则是193nm，较长的波长使其无法实现更高的分辨率。
早期的duv采用krf（氟化氪）准分子激光源，将最小工艺节点提升至350-180nm水平，因为无法突破干法光刻的极限，遂被浸入式光刻机取代。
新一代的duv采用了arf（氟化氩）准分子激光源，光源实际波长突破193nm，缩短为134nm，na值为1.35，最高可实现7nm制程节点。浸入技术是指让镜头和硅片之间的空间浸泡于液体之中，由于液体的折射率大于1，使得激光的实际波长会大幅度缩小。
图 光刻机的进化（来自平安证券）
别认为7nm及以下工艺就是euv的天下，实际上台积电就是用duv实现了7nm工艺的突破。台积电的7nm工艺分为第一代7nm工艺（n7）、第二代7nm工艺（n7p）、7nm euv（n7+）。其中，n7和n7p使用的是duv光刻，为了用duv制作7nm工艺，除了使用沉浸式光刻外，台积电还开发了多重曝光技术。
同样，中芯国际也是使用duv设备开发先进工艺。中芯国际联席ceo梁孟松就曾表示，n+1和n+2工艺都不会使用euv设备，等到设备就绪以后，n+2才会转而使用euv设备。
而且，有关人士指出台积电和三星仅将euv用于少数芯片层，而将浸入式duv用于其余部分，因此在7nm以下，duv和euv仍是要联合使用的。
通常情况下，28nm的ic最多可使用50层光罩，14nm/10nm的ic使用60层光罩，7nm有80层光罩，5nm则达到100层光罩。台积电在7nm芯片上中的12层使用euv，68层都使用duv。在5nm节点，台积电将euv 用于其中22层，其余78 层则是duv。因此，duv对制造先进工艺依然至关重要。
2020年全年，duv设备在市场上都大受欢迎，使得设备公司开足马力进行生产。据相关媒体报道，asml公司首批nxt 2050i系统的生产周期曾长达120天，但截至2020年底，最后5套系统的生产周期已经缩短到60天。
中流砥柱duv
duv仍是行业应用的主力，这从龙头厂商asml的财报中可以一窥究竟。
图 asml 2021q1业绩
根据asml发布的2021q1财报，整个duv产品线（arfi+arf+krf）的销售额占比达到了60%。
asml预计2021全年营收增长30%，上修逻辑和存储用光刻机营收增速指引，预计分别增长30%和50%，较2021q1指引值（10%和20%）大幅提升，主要原因就是预计下半年duv出货量将会增长。
asml ceo peter wennink 在进行业绩说明时就表示：“与上个季度相比，我们对今年的展望有所增强，这主要是由于对duv的需求所致。随着对先进工艺节点的需求不断增加，以及成熟工艺节点的运行时间越来越长，外加产能爬坡，对浸入式和干式系统的需求都比以往任何时候都强。我们已制定计划来增加duv生产能力，以帮助满足客户不断增长的需求。”
放眼整个产业，由于5g、物联网（iot）、新能源汽车、人工智能、高性能计算等技术蓬勃发展，对云服务、游戏、大型数据中心、医疗保健技术等方面在需求上的不断上升，正推动半导体行业的投入大幅度增加，未来几年对芯片的生产需求会不断扩大。
semi预测，半导体晶圆厂投资会在2019-2024年期间保持高速增长，2023年设备预算将达到创纪录的700亿美元。不过，向euv光刻工具的过渡仍然比较缓慢，这也就意味着duv的采购依然是主流。
同时，当前电源管理芯片、显示驱动芯片、车用电子芯片等产品市场供应吃紧，交货期持续拉长的情况下，显示出这些主力以28nm成熟制程生产的产能严重不足。因此，扩产28nm产能成为多个晶圆厂的重要规划之一，这也会拉动对duv需求的大幅增加。
自力更生
14nm工艺是当前芯片制造领域的一个分水岭，掌握14nm工艺节点的厂商只有台积电、英特尔、三星、格罗方德、联电和中芯国际。中芯国际14nm工艺良率已达业界量产水准，在全球代工厂中规模仅次于台积电和联电。在先进工艺的开发上，中芯国际、华虹宏力等也正在发力。
如果duv禁运，将对国内晶圆厂后续的产能扩充和工艺升级造成不可预知的影响。
行业专家莫大康指出：“美国还是将继续采用许可证制度，但可能会扩大名单范围，包括华虹，长鑫等，这也包括了二手设备，这些厂的产能扩充将会受阻，影响巨大。”
中芯国际在2020q3业绩会说明会上也表示，公司原计划在2020年q4和明年q1供货的设备机台有所延长或不确定性，造成了q4和明年q1部分客户需求的满足受到一定影响。
数据显示，2020年asml累计交付258台光刻机系统，前三大客户区是：中国台湾93台，占比36%；韩国79台，占比31%；中国大陆46台，占比18%。中国大陆的销售额从2019年的12%增长至2020年的18%。因为美国已经实施了euv光刻系统的禁运制裁，也意味着duv光刻系统是中国大陆厂商购买的主要机型。
当然，美国要实施全面禁运duv，也并非一件易事。集微咨询高级分析师陈跃楠认为，如果要实行全面duv禁运，那是一件非常复杂的事情，需要美国与日本进行协调，因为duv已经是一个非常成熟的国际产业。
asml在浸入式 duv市场中占有94％的份额，佳能公司没有参与这一领域，余下的份额则属于尼康公司。asml的193nm arf市占率从2018年的95%下降到2019年的88%，再到2020年的85%，而尼康的行业份额还一直保持并略有增长。因此美国要完成光刻机的包围圈，还要形成美日间的协同，尚需不少时日。此外，要做到对二手光刻机的限制，也远非易事。
反过来，对于国内半导体产业来说，与其猜测鞋子何时落地，不如自己动手早做准备。好消息就是，成立于2002年的中国上海微电子设备（smee）宣布，它将在之前的90nm基础上生产第一台中国制造的28纳米浸入式平版印刷机，将于2021-2022之间交付。这款光刻机直接对标国际光刻龙头asml现阶段最强duv光刻机 twinscan nxt：2000i。
莫大康指出，高性能光刻技术对中国企业来说成本高昂，但是其战略意义不容忽视。中国要推进完整的光刻工业体系的发展，只能采取从低到高的策略，比如193nm深紫外arf干式光刻机、浸没式光刻机，以及周边设备材料开始。
核心的光学镜片、准分子激光光源等技术目前都不掌握在国内厂商的手中，要实现突破绝非一日之功，但是这一步是必须要走的。
“如果完全实行禁运，对中国也是一个好机会，这样才能下决心实现光刻机的突破，最终提高国产芯片的替代率。”陈跃楠最后表示。
DS3144成帧器与DS3154 LIU的连接
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“百万像素中中波双色制冷红外探测器”通过科技成果评价
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“以赛促学”是高校AI人才培养中的重要一环
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如何利用矢量网络分析仪测量TDR时域阻抗
波士顿动力更先进版本的SpotMini机器人亮相，行动非常流畅
泰克Tektronix MDO4054C示波器500MHz
奥克斯空调积极响应国家号召 加速国际化布局
OGS技术演进及触摸屏发展现状
OLED时代On-Cell触控感测器架构有望异军突起
光刻机再次成为热词，不过这次主角由euv（极紫外光刻）换成了duv（深紫外线光刻）。
根据外媒的报道，拜登政府正在把美国国家人工智能安全委员会的提议摆上桌面，即禁止向中国出口包括浸没式光刻用的duv（深紫外线光刻）设备在内的半导体制造设备。
无独有偶，两位共和党议员此前曾致信拜登政府，要求其劝说荷兰政府阻止asml出售duv光刻机卖给中芯国际，并且还需与盟国达成协议，统一出口限制和许可权。
这距中芯国际与asml公司续签批量购买协议（vpa）仅仅过了一个月，本就不平静的半导体世界，又掀起了不小的波澜。
先进制程离不开duv
没有euv头顶耀眼的光环，已经是“上代人”的duv实际上才是晶圆制造的主力，无论是图像传感器、功率ic、mems、模拟ic，还是逻辑ic，背后都有其身影。
duv与euv最大的区别就是光源方面，euv的光源波长为13.5nm，最先进duv的光源波则是193nm，较长的波长使其无法实现更高的分辨率。
早期的duv采用krf（氟化氪）准分子激光源，将最小工艺节点提升至350-180nm水平，因为无法突破干法光刻的极限，遂被浸入式光刻机取代。
新一代的duv采用了arf（氟化氩）准分子激光源，光源实际波长突破193nm，缩短为134nm，na值为1.35，最高可实现7nm制程节点。浸入技术是指让镜头和硅片之间的空间浸泡于液体之中，由于液体的折射率大于1，使得激光的实际波长会大幅度缩小。
图 光刻机的进化（来自平安证券）
别认为7nm及以下工艺就是euv的天下，实际上台积电就是用duv实现了7nm工艺的突破。台积电的7nm工艺分为第一代7nm工艺（n7）、第二代7nm工艺（n7p）、7nm euv（n7+）。其中，n7和n7p使用的是duv光刻，为了用duv制作7nm工艺，除了使用沉浸式光刻外，台积电还开发了多重曝光技术。
同样，中芯国际也是使用duv设备开发先进工艺。中芯国际联席ceo梁孟松就曾表示，n+1和n+2工艺都不会使用euv设备，等到设备就绪以后，n+2才会转而使用euv设备。
而且，有关人士指出台积电和三星仅将euv用于少数芯片层，而将浸入式duv用于其余部分，因此在7nm以下，duv和euv仍是要联合使用的。
通常情况下，28nm的ic最多可使用50层光罩，14nm/10nm的ic使用60层光罩，7nm有80层光罩，5nm则达到100层光罩。台积电在7nm芯片上中的12层使用euv，68层都使用duv。在5nm节点，台积电将euv 用于其中22层，其余78 层则是duv。因此，duv对制造先进工艺依然至关重要。
2020年全年，duv设备在市场上都大受欢迎，使得设备公司开足马力进行生产。据相关媒体报道，asml公司首批nxt 2050i系统的生产周期曾长达120天，但截至2020年底，最后5套系统的生产周期已经缩短到60天。
中流砥柱duv
duv仍是行业应用的主力，这从龙头厂商asml的财报中可以一窥究竟。
图 asml 2021q1业绩
根据asml发布的2021q1财报，整个duv产品线（arfi+arf+krf）的销售额占比达到了60%。
asml预计2021全年营收增长30%，上修逻辑和存储用光刻机营收增速指引，预计分别增长30%和50%，较2021q1指引值（10%和20%）大幅提升，主要原因就是预计下半年duv出货量将会增长。
asml ceo peter wennink 在进行业绩说明时就表示：“与上个季度相比，我们对今年的展望有所增强，这主要是由于对duv的需求所致。随着对先进工艺节点的需求不断增加，以及成熟工艺节点的运行时间越来越长，外加产能爬坡，对浸入式和干式系统的需求都比以往任何时候都强。我们已制定计划来增加duv生产能力，以帮助满足客户不断增长的需求。”
放眼整个产业，由于5g、物联网（iot）、新能源汽车、人工智能、高性能计算等技术蓬勃发展，对云服务、游戏、大型数据中心、医疗保健技术等方面在需求上的不断上升，正推动半导体行业的投入大幅度增加，未来几年对芯片的生产需求会不断扩大。
semi预测，半导体晶圆厂投资会在2019-2024年期间保持高速增长，2023年设备预算将达到创纪录的700亿美元。不过，向euv光刻工具的过渡仍然比较缓慢，这也就意味着duv的采购依然是主流。
同时，当前电源管理芯片、显示驱动芯片、车用电子芯片等产品市场供应吃紧，交货期持续拉长的情况下，显示出这些主力以28nm成熟制程生产的产能严重不足。因此，扩产28nm产能成为多个晶圆厂的重要规划之一，这也会拉动对duv需求的大幅增加。
自力更生
14nm工艺是当前芯片制造领域的一个分水岭，掌握14nm工艺节点的厂商只有台积电、英特尔、三星、格罗方德、联电和中芯国际。中芯国际14nm工艺良率已达业界量产水准，在全球代工厂中规模仅次于台积电和联电。在先进工艺的开发上，中芯国际、华虹宏力等也正在发力。
如果duv禁运，将对国内晶圆厂后续的产能扩充和工艺升级造成不可预知的影响。
行业专家莫大康指出：“美国还是将继续采用许可证制度，但可能会扩大名单范围，包括华虹，长鑫等，这也包括了二手设备，这些厂的产能扩充将会受阻，影响巨大。”
中芯国际在2020q3业绩会说明会上也表示，公司原计划在2020年q4和明年q1供货的设备机台有所延长或不确定性，造成了q4和明年q1部分客户需求的满足受到一定影响。
数据显示，2020年asml累计交付258台光刻机系统，前三大客户区是：中国台湾93台，占比36%；韩国79台，占比31%；中国大陆46台，占比18%。中国大陆的销售额从2019年的12%增长至2020年的18%。因为美国已经实施了euv光刻系统的禁运制裁，也意味着duv光刻系统是中国大陆厂商购买的主要机型。
当然，美国要实施全面禁运duv，也并非一件易事。集微咨询高级分析师陈跃楠认为，如果要实行全面duv禁运，那是一件非常复杂的事情，需要美国与日本进行协调，因为duv已经是一个非常成熟的国际产业。
asml在浸入式 duv市场中占有94％的份额，佳能公司没有参与这一领域，余下的份额则属于尼康公司。asml的193nm arf市占率从2018年的95%下降到2019年的88%，再到2020年的85%，而尼康的行业份额还一直保持并略有增长。因此美国要完成光刻机的包围圈，还要形成美日间的协同，尚需不少时日。此外，要做到对二手光刻机的限制，也远非易事。
反过来，对于国内半导体产业来说，与其猜测鞋子何时落地，不如自己动手早做准备。好消息就是，成立于2002年的中国上海微电子设备（smee）宣布，它将在之前的90nm基础上生产第一台中国制造的28纳米浸入式平版印刷机，将于2021-2022之间交付。这款光刻机直接对标国际光刻龙头asml现阶段最强duv光刻机 twinscan nxt：2000i。
莫大康指出，高性能光刻技术对中国企业来说成本高昂，但是其战略意义不容忽视。中国要推进完整的光刻工业体系的发展，只能采取从低到高的策略，比如193nm深紫外arf干式光刻机、浸没式光刻机，以及周边设备材料开始。
核心的光学镜片、准分子激光光源等技术目前都不掌握在国内厂商的手中，要实现突破绝非一日之功，但是这一步是必须要走的。
“如果完全实行禁运，对中国也是一个好机会，这样才能下决心实现光刻机的突破，最终提高国产芯片的替代率。”陈跃楠最后表示。
DS3144成帧器与DS3154 LIU的连接
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从EUV到DUV：先进制程离不开DUV
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