伯恩斯坦：—ASML：高数值孔径（High NA）极紫外光刻入门——缩小永无止境

摘要

伯恩斯坦发布ASML高数值孔径（High-NA/HNA）EUV技术入门报告，核心判断是逻辑与DRAM制程持续微缩、光刻处于驱动核心，HNA是下一代关键工具，量产导入可能自2027年开始。 HNA采用0.55 NA变形光学系统，在保持13.5nm波长下将分辨率从约13nm提升至8nm并提高成像对比度，带来更小特征、更低剂量、更少掩模与更简流程；代价是曝光场缩小约一半，损害产能并使大尺寸逻辑die需要拼接。 成本分析显示：逻辑中1次HNA单曝已比3次LNA曝光便宜但贵于2次LNA双重曝光，DRAM无需拼接、HNA已比LNA双重曝光便宜，因此DRAM将率先于2027年（D1d）由三星与SK海力士导入，逻辑则在2028至2030年间渐进铺开，英特尔已在18A验证HNA量产就绪，三星与台积电约2030年在A10级节点采用。 战略含义是光刻强度上升，ASML凭整体光刻份额超90%和EUV独家垄断地位受益，占WFE比重已从2022年约16%升至2025年约22%，报告重申ASML跑赢大盘评级。

主要观点

• HNA是延续制程微缩的下一代光刻工具，研发启动逾十年后正逼近量产导入，时点可能自2027年开始；驱动因素明确——先进逻辑与DRAM微缩将持续，HNA凭成本与性能优势终将胜出。

• 性能优势清晰：新0.55 NA变形光学系统在保持13.5nm EUV波长不变的前提下，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、更少掩模、更简工艺流程和更好良率潜力。

• 架构挑战同样明确：变形设计将曝光场切半，损害产能并迫使大逻辑die拼接；ASML以更快工件台与掩模台、更低剂量及路线图产能改进部分对冲，且HNA经济性必须在完整图形化流程层面而非单看机台WPH来评判。

• 成本对比因是否拼接而分化：逻辑（需拼接）中1次HNA单曝已比3次LNA EUV曝光便宜、但仍贵于2次LNA双重曝光；DRAM（无需拼接）中HNA已比LNA双重曝光便宜，对更复杂多重曝光优势更大，HNA导入将集中于LNA多重曝光过于复杂昂贵的层。

• 采用节奏判断：DRAM率先、由三星与SK海力士约2027年（D1d）带动更广泛导入；逻辑在2028-2030年间逐步扩大；英特尔已在18A节点验证HNA量产就绪并可能在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；导入偏慢不削弱经济性，短期甚至因延长高毛利LNA工具需求而利好ASML。

• ASML是光刻强度结构性提升的最大受益者：整体光刻市场份额超90%、在EUV系统中独家垄断，已成按收入计全球最大半导体设备商；其占WFE比重从2022年约16%升至2025年约22%；2025年光刻是第二大WFE细分市场、规模290亿美元，过去十年以17%复合增速增长、快于整体WFE的14%。

• 半场曝光是HNA产能的结构性拖累：整片晶圆覆盖需比NXE多约2倍曝光场，逻辑大die还须拆分双掩模（AB）拼接；EXE平台以更快运动补偿——工件台加速度8g（约为NXE两倍）、掩模台达32g（约为NXE四倍）；EXE:5200B通过工件缓存器支持最多25片晶圆AABB序列，使AB产能提升至50 mJ/cm²剂量下的135 WPH。

• HNA产能路线图逐级爬坡：EXE:5200B为175 WPH（AA）/135 WPH（AB），差距约23%；EXE:5200C升至190/160 WPH、差距收窄至约16%；EXE:5200D达≥195/≥175 WPH；EXE:5400E达≥210/≥180 WPH，迁移向HNA的趋势不变。

• 逻辑层案例量化收益：P36通孔层（36nm节距18nm孔）LNA需250 mJ/cm²剂量、仅52 WPH且接触孔变形，HNA以77 mJ/cm²实现无缺陷接触孔并达136 WPH；P30随机通孔由双重曝光变单曝、成本收益约20%；P19局部互连是最强成本案例——3次LNA曝光可由单次HNA替代，LNA三重曝光在2026年已比HNA单曝更贵，ASML估算成本收益约35%。

• LNA侧与下一代技术同步推进：EUV产品路线图中3800F将达260 WPH、4200G升至300 WPH、2030年后发布的4200H达330 WPH；Mitsui与IMEC正商业化至少94% EUV透射率的CNT保护膜以支持600W以上、可能超1kW的光源；HNA进入量产前，超越High-NA的Hyper NA研发已启动，与HNA本身2014年启动研发（早于LNA EUV普及）的节奏一致。

论述逻辑

• 制程微缩逻辑链：逻辑与DRAM节点持续缩小 → 光刻是微缩的核心驱动 → 0.55 NA变形光学将分辨率从约13nm提至8nm并提升对比度 → 换来更小特征、更低剂量、更少掩模与更简流程 → 但曝光场减半带来产能损失与大die拼接 → 因此经济性须在完整图形化流程层面衡量 → 结论是HNA凭成本与性能优势终将胜出，重申ASML跑赢大盘。

• 成本—采用顺序因果链：HNA当前曝光成本高（可用性与产能仍在成熟中）→ 逻辑需拼接故1x HNA单曝仅优于3x LNA、逊于2x LNA双曝，DRAM无需拼接故HNA已便宜过LNA双曝 → 因此DRAM先采用（三星、SK海力士约2027年/D1d），逻辑2028-2030渐进 → 可用性与产能向LNA靠拢后成本曲线显著改善（2030年差距收窄至1.9x/2.1x）→ HNA单曝替代多重曝光、降低总图形化成本但把更多价值转入光刻 → 光刻强度上升 → 份额超90%且EUV垄断的ASML为最大受益者。

关键展望

• DRAM采用窗口：三星与SK海力士约2027年（D1d节点）率先更广泛导入HNA。

• 逻辑采用窗口：2028至2030年间逐步扩大；英特尔已在18A验证量产就绪并可能在A14扩大使用；三星与台积电约2030年在A10级节点随工具产能进一步提升而采用。

• 2030年成本展望（2030E）：HNA可用性达95%时单次曝光成本降23%（约82欧元至约63欧元），与LNA设备成本差距收窄至AA 1.9倍、AB 2.1倍。

• 机台路线图验证点：HNA侧EXE:5200C/D与EXE:5400E产能逐级爬坡；LNA侧3800F达260 WPH、4200G达300 WPH、计划2030年后发布的4200H达330 WPH；CNT保护膜需至少94% EUV透射率以支撑600W以上、可能超1kW光源。

• 节奏风险：HNA采用放缓不削弱其经济性，短期甚至可能通过延长高毛利LNA工具需求而利好ASML。

• 更远期技术方向：HNA进入量产之前，超越High-NA的Hyper NA EUV系统研发已经启动，延续ASML提前多代布局的惯例（HNA研发始于2014年）。

推荐标的

• ASML：重申跑赢大盘评级；逻辑是DRAM与逻辑双方资本开支和光刻强度提升，公司占整体光刻份额超90%、EUV独家供应，占WFE比重从2022年约16%升至2025年约22%；报告中未给出目标价。

• 报告同时讨论了HNA采用相关公司——英特尔（已在18A验证HNA量产就绪、可能在A14扩大）、三星与SK海力士（约2027年/D1d先行）、台积电（约2030年A10级节点）——但均未给出评级或目标价。