Các hệ thống quang học truyền thống, chẳng hạn như máy ảnh và kính thiên văn, căn chỉnh các thành phần quang học theo trục, không phù hợp với ánh sáng EUV do bước sóng cực ngắn và tỷ lệ hấp thụ cao. Thay vào đó, ánh sáng EUV được dẫn hướng bằng gương hình lưỡi liềm, nhưng điều này khiến ánh sáng lệch khỏi trục trung tâm, làm giảm hiệu suất quang học.

Để giải quyết vấn đề này, công nghệ mới sắp xếp hai gương trục đối xứng với các khẩu độ trung tâm nhỏ theo cấu hình tuyến tính. Ánh sáng EUV mất khoảng 40% năng lượng với mỗi lần phản xạ gương, do đó các hệ thống truyền thống cần khoảng 10 gương, với chỉ khoảng 1% năng lượng EUV đến được wafer. Bằng cách giới hạn số lượng gương ở mức bốn, hệ thống mới cho phép hơn 10% năng lượng đến được wafer, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng.

Máy chiếu cốt lõi của công nghệ EUV mới sử dụng hai gương để truyền hình ảnh mặt nạ đến wafer, tương tự như kính thiên văn. Thiết lập đơn giản này, so với sáu gương cần thiết trong các hệ thống truyền thống, đã đạt được bằng cách suy nghĩ lại về lý thuyết hiệu chỉnh quang sai và hiệu suất của nó đã được xác thực bằng phần mềm mô phỏng quang học. Nhóm nghiên cứu cũng đã phát triển một phương pháp quang học chiếu sáng "trường kép" mới, cho phép ánh sáng EUV được hướng vào mặt nạ phẳng mà không làm nhiễu đường dẫn quang.

Quan sát giá trị kỹ thuật

Máy quang khắc, còn được gọi là máy căn chỉnh mặt nạ, hệ thống phơi sáng hoặc hệ thống quang khắc, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất chất bán dẫn. Chúng sử dụng quy trình tương tự như quá trình phát triển ảnh để chuyển các mẫu phức tạp từ mặt nạ lên các tấm wafer silicon. Những máy này rất cần thiết trong ngành công nghiệp bán dẫn, vì quang khắc quyết định độ rộng của các đường bán dẫn và tác động đến hiệu suất chip và mức tiêu thụ điện năng. Đầu nguồn của ngành công nghiệp máy quang khắc bao gồm các thành phần cốt lõi và các cơ sở hỗ trợ, trong khi hạ nguồn tập trung vào sản xuất và đóng gói bán dẫn và mạch tích hợp.

Một giáo sư đại học Nhật Bản đã thiết kế công nghệ quang khắc cực tím (EUV) vượt qua các tiêu chuẩn sản xuất chất bán dẫn hiện tại, giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất. Công nghệ này được định vị ở phân khúc thượng nguồn của chuỗi ngành công nghiệp máy quang khắc.

Quan sát thị trường vĩ mô

Máy quang khắc, còn được gọi là máy căn chỉnh mặt nạ, hệ thống phơi sáng hoặc hệ thống quang khắc, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất chip và phát triển chất cản quang tiên tiến. Theo thông tin từ Crystal Clear Materials về R&D chất cản quang cao cấp, chi phí thiết bị và lắp đặt chiếm 69% tổng đầu tư, trong đó máy quang khắc chiếm 44% chi phí thiết bị và lắp đặt này.

Sự xuất hiện của máy in thạch bản EUV

Trong thập kỷ qua, công nghệ quang khắc đã phát triển từ các hệ thống G-line (436nm) ban đầu đến các máy quang khắc tia cực tím (EUV) mới nhất. Sự phát triển này tiến triển từ tiếp xúc đến gần, và cuối cùng là các hệ thống bước và lặp lại. Máy quang khắc EUV, công cụ thiết yếu để sản xuất chip, là cốt lõi để sản xuất các mạch tích hợp tiên tiến. Chúng rất quan trọng để sản xuất chip có kích thước wafer dưới 5 nanomet, chỉ có thể được sản xuất bằng công nghệ EUV.

Bán máy in thạch bản toàn cầu

Thị trường máy in thạch bản toàn cầu có mức độ tập trung cao, với ba nhà sản xuất hàng đầu nắm giữ hơn 90% thị phần. Từ năm 2015 đến năm 2020, doanh số bán máy in thạch bản toàn cầu tăng trưởng chung, đạt 413 máy vào năm 2020, tăng 16.7% so với năm trước.

Sự phát triển và bán máy in thạch bản

Máy in thạch bản đã phát triển từ G-line và I-line thành KrF, ArF và hiện nay là công nghệ EUV. Năm 2020, doanh số bán hàng toàn cầu chủ yếu là các sản phẩm tầm trung đến thấp (KrF, I-Line), tổng cộng 264 máy và chiếm khoảng 65% thị trường. Máy EUV cao cấp có 31 máy được bán ra, chiếm khoảng 19% tổng số.

ASML dẫn đầu thị trường máy in thạch bản toàn cầu

Năm 2020, công ty ASML của Hà Lan dẫn đầu thị trường máy in thạch bản toàn cầu với 62% thị phần và 258 máy được xuất xưởng, vượt qua Nikon và Canon.

EBảng giá máy in thạch bản UV

Máy in thạch bản EUV, do các rào cản công nghệ cao, được định giá khoảng 150 triệu euro mỗi chiếc. ASML hiện là công ty duy nhất có khả năng sản xuất chúng. Kể từ năm 2018, giá máy EUV của ASML đã tăng đều đặn, đạt khoảng 154 triệu euro mỗi chiếc tính đến ngày 4 tháng 2021 năm 11.7, tương đương 1 tỷ yên (theo tỷ giá hối đoái 7.6 EUR = XNUMX RMB).