最近，ASML回擊SemiAnalysis分析師的批評，分析師認為，至少對於一些芯片制造商來說，使用該公司的下一代High-NA（高數值孔徑）光刻設備在財務上意義不大。在最近接受BitsandChips采訪時，ASML首席財務官表示，High-NA正在走上正軌且健康，該分析公司低估它的好處。
在該公司最近的財報電話會議上，ASML的CEO也回答有關該報告的問題，稱這項新技術“在邏輯和內存芯片制造方面顯然是最具成本效益的解決方案”。
ASML的Twinscan EXE High-NA EUV光刻設備對於生產小於2nm的下一代制程工藝至關重要，但它們也比現有的Twinscan NXE Low-NA（低數值孔徑）極紫外（EUV）光刻設備貴得多，有人說它們的成本在3億~4億美元之間。它們還有其它特點，例如尺寸大，這也是一些分析師認為這些工具不適用於所有生產線的原因。
正如人們所預料的那樣，ASML不同意這一評估，該公司的首席財務官告訴Bits and Chips，訂單符合公司的預期，而SemiAnalysis低估通過避免昂貴的雙重和四重曝光來降低流程復雜性的價值。他還表示，人們可以簡單地與英特爾談談雙重曝光帶來的復雜性，他指的是英特爾在10nm方面的失敗，至少部分是由於缺乏EUV技術。英特爾是當今 High-NA 的主要客戶，最近收到第一臺High-NA設備的第一批零件。
制造更簡單
雙重和四重曝光涉及多次重復暴露晶圓的同一層，以創建比通常可能更小的特征尺寸，但它會帶來缺陷，這會影響良率，並且比簡單地一步刻印該層的成本更高。
使用Low-NA設備進行雙重和四重曝光的總體成本，以及與使用High-NA設備進行單次曝光相比，是ASML和分析師之間爭論的主要焦點。
到現在為止，熱心的讀者可能會問，如果Low-NA的EUV設備可以通過使用雙重和四重曝光設備實現與前者相同的特征尺寸，為什麼High-NA 的EUV會如此麻煩？事實上，英特爾正在將應用材料公司的 Centura Sculpta 圖案整形工具插入其20A制程中，以避免在某些情況下出現昂貴的 EUV 雙重曝光。
ASML認為，實施雙重曝光會帶來某些缺點：EUV雙重曝光會導致生產時間更長，出現缺陷的可能性更大，並可能影響所生產芯片的性能。然而，由於 EXE：5000 的分辨率（CD）為8nm，芯片制造商可以簡化其制造流程。
晶圓代工廠當然解使用高數值孔徑EUV掃描儀的利弊，因此他們已經開始研發工作。“我們的客戶將在 2024-2025 年開始研發，並在 2025-2026 年進入大批量生產，”ASML 的一份聲明中寫道。
ASML最近分享有關其新型High-NA設備的更多細節，以下是這些設備工作原理的概要。
新設備即將到來
ASML的下一代Twinscan EXE具有0.55數值孔徑（NA）鏡頭，因此它將達到8nm的分辨率，這標志著目前提供13nm分辨率的EUV設備有實質性的進步。這意味著它可以刻印出比單次曝光的低數值孔徑設備小 1.7 倍的晶體管，從而實現 2.9 倍的晶體管密度。
低數值孔徑光刻系統可以達到類似的分辨率，盡管需要兩次曝光，但需要昂貴的雙重曝光工藝。實現8nm的分辨率對於使用sub-3nm制程工藝技術生產芯片至關重要，該行業計劃在 2025~2026年之間采用該技術。
高數值孔徑EUV的使用使晶圓廠能夠避免對EUV雙重曝光的需求，簡化流程，可能提高產量並降低成本。但它也帶來很多挑戰。
最新的Twinscan EXE光刻設備配備0.55 NA鏡頭，與現有機器完全不同。主要區別是新的和更大的鏡頭。但是，更大的鏡頭需要更大的反射鏡，這就是為什麼Twinscan EXE設備也具有變形光學設計的原因。
這種方法解決較大的反射鏡導致光線以更陡峭的角度照射到光罩上的問題，從而降低反射率並阻礙圖案轉移到晶圓上的問題。
變形光學器件不是均勻地縮小圖案，而是以不同的方式放大圖案：一個方向放大4倍，另一個方向放大8倍。這降低光在十字線上的入射角，解決反射率問題。此外，這種方法允許芯片制造商繼續使用標準尺寸的光罩，從而最大限度地減少對半導體行業的影響。這種方法存在一個問題：它將成像場的大小減半（從33mm x 26mm到16.5mm x 26mm），通常稱為High-NA使十字線尺寸減半。
成像場尺寸減半促使芯片制造商修改其芯片設計和生產策略。隨著高端GPU和AI加速器越來越挑戰成像場尺寸的限制，這一變化尤為重要。
由於其變形光學元件和曝光場的尺寸隻有 Twinscan NXE 系統的一半，因此 Twinscan EXE 設備需要對每個晶圓執行兩倍的曝光次數，這會使現有機器的生產率減半。為保持生產率，ASML顯著提高晶圓和掩模階段的速度。EXE的晶圓級加速速度為8g，是NXE的兩倍，而其掩模版級的加速速度是NXE的4倍，為32g。
這一增強功能使Twinscan EXE：5000每小時能夠以20 mJ/cm²的劑量刻印超過185個晶圓，超過Twinscan NXE：3600C在相同劑量下刻印170個晶圓的產量。
ASML計劃到2025年使用Twinscan EXE：5200將產量提高到每小時220片晶圓，以確保High-NA技術在芯片制造中的經濟可行性。同時，新節點（即較低分辨率）需要更高的劑量，因此，Twinscan NXE：3600D將劑量增加到30 mJ/cm²，盡管每小時需要160片晶圓。出於某種原因，ASML沒有提到其EXE系統在30 mJ / cm²劑量下的性能。
更大的晶圓廠
ASML的高數值孔徑EUV Twinscan EXE光刻設備在物理上比低數值孔徑EUV Twinscan NXE光刻機大。現有的和廣泛部署的ASML的Twinscan NXE將光源放在下面，這需要非常具體的晶圓廠建築配置，這使得維修這些設備變得更加棘手。相比之下，High-NA Twinscan EXE 機器水平放置光源，簡化晶圓廠的建造和維修，但需要更大的潔凈室空間。另一方面，這使得升級現有晶圓廠變得更加棘手。
同時，臺積電已經擁有多個專門為Low-NA EUV Twinscan NXE光刻機建造的晶圓廠。將這些晶圓廠升級到High-NA Twinscan EXE設備是一項復雜的任務。
考慮到設備的成本、掩模版尺寸減半、將這些設備安裝到現有晶圓廠的復雜性、現有Low-NA設備的性能，以及許多其他無法在一個框架內考慮的具體因素，我們可以理解為什麼華興資本的分析師認為臺積電暫時還沒有準備好采用高數值孔徑 EUV設備。
總結
高數值孔徑掃描儀具有更高的分辨率、更大的尺寸和一半的曝光場，因此需要開發新的光刻膠、計量、薄膜材料、掩模、檢測工具，甚至可能制造新的晶圓廠。從本質上講，向High-NA設備的過渡將需要對新設備和基礎設施進行大量投資，因此采用起來並不容易。
然而，High-NA EUV是未來，在我們看到有多少芯片制造商將這些設備投入生產以及何時投入生產之前，大規模部署它在經濟上是否可行的問題不會得到明確的答案。