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伯恩斯坦:欧洲半导体:ASML 高 NA EUV 入门解读:制程微缩永不停歇

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摘要

伯恩斯坦发布 ASML 高 NA EUV 入门报告,认为逻辑与 DRAM 制程节点持续微缩、光刻是驱动微缩的中心环节,高 NA(HNA)是下一步实现更小微缩的工具,经过十余年研发后正接近量产导入,可能自 2027 年起。 HNA 采用全新 0.55 NA 变形光学系统,在保持 13.5nm EUV 波长不变下将分辨率从约 13nm 提升至 8nm,带来更小特征、更低剂量、更少掩膜与更简流程,但曝光场大致减半损害产出并对大型逻辑芯片引入拼接要求,因此其经济性须在整套图形化流程层面而非单看扫描机 WPH 评估。 成本上,DRAM 无需拼接、HNA 已比 LNA 双重成像便宜,逻辑中 1 次 HNA 单曝已比 3 次 LNA 曝光便宜但仍贵于 2 次 LNA 双重成像。 报告预计 DRAM 率先更广泛采用,由三星与 SK 海力士在 2027 年前后(D1d)引领,逻辑采用在 2028 至 2030 年间渐进扩大;英特尔已在 18A 展示 HVM 就绪并可能在 A14 扩大使用,三星与台积电更可能在 2030 年前后 A10 级节点采用。 战略含义是光刻强度上升:整体光刻强度将从 24% 升至 26%,DRAM 在 1d 引入双重成像 EUV 或 HNA 后升至约 30%;逻辑中 HNA 令关键层从 LNA 多重成像转向单次曝光,成本收益约 20% 至 35%,DRAM 15nm 接触孔 3 次曝光可由 1 次 HNA 替代并削减成本 30%。 报告重申 ASML 跑赢大市评级。

主要观点

  • HNA 采用全新 0.55 NA 变形光学系统,在保持 13.5nm EUV 波长不变的情况下,将分辨率从约 13nm 提升至 8nm 并提高成像对比度,带来更小特征、更紧图形控制、更低剂量、更少掩膜与更简流程
  • 变形设计将曝光场大致减半,损害产出并对大型逻辑芯片产生拼接要求;ASML 以更快的晶圆与掩膜台、更低剂量及路线图产出改善部分抵消
  • HNA 经济性须在整套图形化流程层面评估:逻辑中 1 次 HNA 单曝已比 3 次 LNA EUV 曝光便宜但仍贵于 2 次 LNA 双重成像;DRAM 无需拼接,HNA 已比 LNA 双重成像便宜
  • 预计 DRAM 率先更广泛采用 HNA,由三星与 SK 海力士在 2027 年前后(D1d)引领;逻辑采用将在 2028 至 2030 年间更渐进扩大
  • 英特尔已在 18A 上展示 HNA 的 HVM 就绪并可能在 A14 扩大使用;三星与台积电更可能在 2030 年前后 A10 级节点采用 HNA
  • 更慢的 HNA 采用并不削弱其经济性,甚至可能通过延长高利润率 LNA 工具需求在短期内利好 ASML
  • 光刻强度已结构性上移至历史水平之上:从 2022 年的 17% 升至 2023 年的 25%,随后随 EUV 在逻辑与 DRAM 中渗透而稳定在 23% 至 24%;ASML 2025 年保持 90% 以上光刻市场份额
  • ASML EUV 产品路线图产出显著提升:3800F 预计达 260 WPH,4200G 达 300 WPH,2030 年后发布的 4200H 达 330 WPH;EUV 光源功率从当前 500-600W 向已演示的 740W 与已披露的 1000W 能力推进
  • HNA 曝光成本随可用性改善大幅下降:可用性达 95% 时单次曝光成本下降 23%,从约 82 欧元降至约 63 欧元(2030E);2025 年 HNA 单曝光刻设备成本为 LNA 的 2.4 倍(AA、1 掩膜)与 3.1 倍(AB、2 掩膜),到 2030 年预计收窄至 1.9 倍与 2.1 倍
  • 整体光刻强度将从 24% 升至 26%:DRAM 从 1Y/1Z 时代约 20% 升至 1c 的 26%(EUV 曝光次数从 1a 的 3-4 次增至 1c 的 6-7 次),1d 引入双重成像 EUV 或 HNA 后预计升至约 30%;逻辑在 5nm/3nm 峰值超 35% 后因 GAA 回落至约 32%
  • 逻辑中 HNA 令关键局部互连、通孔与金属层从 LNA 多重成像转向 HNA 单次曝光,成本收益约 20% 至 35%;DRAM 中 15nm 接触孔所需的 3 次曝光可由 1 次 HNA EUV 步骤替代,成本削减 30%
  • 战略含义是更高的光刻强度:ASML 估算单次曝光 HNA 相对 LNA 多重成像带来约 1.2 倍的光刻强度提升,价值从非光刻步骤(刻蚀、沉积、清洗)转入光刻,报告重申 ASML 跑赢大市

论述逻辑

  • 起点:逻辑与 DRAM 制程节点持续微缩,光刻处于驱动微缩的中心舞台,HNA 是下一步实现更小微缩的工具
  • 技术推演:193nm 浸没式已达极限后 EUV(13.5nm)接棒,HNA 以 0.55 NA 变形光学将分辨率从约 13nm 提升至 8nm
  • 权衡:性能收益明确,但半场架构损害产出并要求大逻辑芯片拼接,故成本须在整套图形化流程层面评估
  • 成本结论:DRAM 无拼接、HNA 已比 LNA 双重成像便宜;逻辑中 1x HNA SE 已比 3x LNA 曝光便宜,成本劣势集中在可用性与产出尚未成熟
  • 采用路径:据此推断 DRAM 于 2027 年前后(三星/SK 海力士 D1d)率先采用,逻辑 2028-2030 渐进(Intel 18A 已验证、A14 扩大,三星/台积电 A10 级约 2030)
  • 成本改善:随可用性升至 95%,HNA 单曝成本从约 82 欧元降至约 63 欧元,成本曲线随产出与稼动率改善而显著下行
  • 战略传导:HNA 降低客户总图形化成本,但把更多价值转入光刻——1 次 HNA 替代多次 LNA 与非光刻步骤,光刻强度约提升 1.2 倍
  • 落点:ASML 同时受益于 DRAM 与逻辑的更高资本开支与光刻强度,报告重申跑赢大市评级

关键展望

  • DRAM 制造商可能在 2027-2028 年 1d 节点开始采用 HNA,届时最小特征尺寸预计达到 10nm
  • HNA 在 A14 对关键逻辑层达到成本可负担:HVM A14 时约 18% 改善,未来可扩展性约 24%
  • 到 2030 年,先进逻辑预计使用约 25 至 30 次 EUV 曝光,其中平均约 4 至 6 次为 HNA 曝光
  • EUV 光源功率预计 2030 年前后达到 1000W,公司已于 2026 年 2 月演示实现该里程碑的路径
  • 在 HNA 进入量产之前,Hyper NA(超 NA)下一代 EUV 系统的研发工作已经开始
  • ASML:重申跑赢大市评级,评级历史显示最新目标价 2500 欧元(2026 年 7 月 20 日)

推荐标的

  • ASML Holding NV(ASML.NA):跑赢大市,最新目标价 €2,500.00;理由是逻辑与 DRAM 资本开支及光刻强度上升,HNA 单次曝光替代多次 LNA 与非光刻步骤、将更多价值转入光刻设备

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