这篇文章带你深入了解两个科技巨头之间的斗争。荷兰的ASML凭借其突破性的极紫外线技术，在半导体光刻机市场中独占鳌头。而日本的佳能，虽然以其相机闻名，却在半导体制造领域展现了令人瞩目的创新力。这场技术竞赛不仅是企业实力的较量，更是对未来科技发展方向的探索，折射出我们共同面向的数字化时代。
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ASML是谁？
阿斯麦尔是一家荷兰的半导体设备制造公司，专注于生产光刻机。光刻机是半导体制造过程中关键的设备，用于将集成电路设计图案投影到硅片上，从而制造芯片。ASML是全球领先的光刻机制造商，其技术在半导体行业中具有关键的地位。
ASML的光刻机采用极紫外光（EUV）技术，这是一种先进的光刻技术，能够实现更小尺寸、更高性能的芯片制造。该公司的技术对于推动半导体行业的发展和提高芯片性能至关重要。ASML的客户包括全球领先的半导体制造商，它在半导体行业的地位对于推动技术创新和推动数字化社会具有重要影响, ASML主导着光刻市场。
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佳能是谁？
佳能（Canon Inc.）是一家日本的跨国公司，专业从事影像和光学产品的研发、制造和销售。该公司成立于1937年，总部位于日本东京。佳能以其相机、打印机、复印机和其他图像处理设备而闻名，是全球最大的图像和光学产品制造商之一。
佳能的产品范围涵盖数码相机、单反相机、摄像机、打印机、扫描仪、投影仪等。其相机产品在业界享有很高的声誉，包括专业摄影师和业余摄影爱好者都使用佳能的设备。此外，佳能也提供商用打印解决方案、医疗设备、半导体制造设备等产品和服务。
总体而言，佳能在全球范围内是一家知名的科技公司，通过其广泛的产品线满足了不同领域用户的需求。
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什么是光刻机？
光刻机是半导体制造过程中的关键设备，用于在硅片或其他半导体材料上转移集成电路（IC）的图案。这个过程是制造芯片的核心步骤之一。光刻机通过将光源照射到掩模（光刻胶涂在掩模上形成的图案）上，然后将图案投影到硅片上，形成微小的电路结构。光刻机在硅晶圆上创建电路图案，允许在半导体材料上放置晶体管（控制电流的开关）时最大限度地利用空间。具体流程如下：
1.准备硅片：将硅片或其他半导体基板涂覆上一层光刻胶。
2.制作掩模：制造一个光学掩模，其表面上有所需的电路图案。
3.曝光：将光刻胶涂覆的硅片放在光刻机的曝光台上，然后通过光源照射到掩模上。光通过掩模的透明部分传递到光刻胶上，形成所需的图案。
4.显影：经过曝光后，将硅片进行显影，使光刻胶中未曝光的区域被去除，留下所需的图案。
5.蚀刻：将显影后的硅片放入蚀刻机中，通过化学或物理蚀刻的过程，去除掉光刻胶未覆盖的部分，将所需的电路图案转移到硅片表面。
6.清洗：清洗掉剩余的光刻胶和其他残留物。
这个过程的关键在于光刻机的精确性和分辨率，因为半导体制造中的电路图案通常非常微小，需要高度精密的设备来实现。随着技术的进步，一种先进的光刻技术被广泛使用，称为极紫外光（EUV）光刻，可以实现更小尺寸的电路。ASML是目前唯一一家主要生产EUV光刻机的公司。
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光刻市场的EUV和DUV
DUV光刻使用248纳米和193纳米的波长，而EUV光刻是ASML的专有技术，使用13.5纳米的波长，比DUV短14倍。这种更短的波长使EUV光刻能够实现更小的特征尺寸，对于制造2纳米及以上工艺的芯片至关重要。
ASML在光刻技术方面的能力覆盖了从EUV到DUV。公司正在推出高数值孔径（NA）的EUV系统，可以用于生产2纳米芯片。在DUV技术方面，ASML的设备提供了从氩氟化物（ArFi）到i线的解决方案，适用于使用DUV技术制造高达5纳米的芯片。这显示了ASML在光刻技术领域的广泛能力和在制造小型、高级芯片方面的领先科技。
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与佳能现有技术比较
在比较了佳能的KrF扫描仪/步进机（FPA-3030EX6步进机）与ASML的EUV和DUV技术，突显了半导体光刻能力的显著差异。佳能的KrF技术，采用248纳米波长，能实现最高90纳米的分辨率，吞吐量超过200片硅片/小时，但在先进应用方面显得稍逊一筹。相比之下，ASML的EUV技术（TWINSCAN NXE: 3600D）提供了更短的13.5纳米波长，能实现更小的13纳米特征尺寸，尽管其吞吐量较低，大约160片硅片/小时，使其更适合先进的5纳米和3纳米工艺。ASML的DUV技术（TWINSCAN NXT: 2100i）使用193纳米波长，吞吐量更高（约295片硅片/小时），但特征尺寸较大（38纳米）。这些差异凸显了ASML在制造高端、小于5纳米逻辑芯片的先进光刻技术方面，相比佳能现有技术的领先地位。
这些技术展示了不同光刻机在半导体制造中的应用差异。EUV技术适用于先进的工艺节点，而KrF和DUV技术则有其特定应用领域。其中，Canon的KrF技术在特征尺寸和先进制程应用方面落后于ASML的EUV和DUV技术。
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潜在的新威胁
佳能最近声称其新开发的纳米印刷光刻技术可以生产5纳米的先进芯片，并且未来可能达到2纳米，但我们无法验证其客户是否已经使用此设备进行芯片制造，因为这仍然是一项全新的技术。尽管我们认为佳能的这一进展令人印象深刻，但需要注意的是ASML在2022年投资者日演示中提出了2纳米及以上的路线图，预计到2030年将实现1纳米。ASML的合作伙伴IMEC还发布了关于亚1纳米发展的详细路线图。我们认为公司在2纳米以上的光刻设备的持续开发对其客户（如英特尔）实现2纳米及以上芯片的路线图至关重要。
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基于此产品的关键分析
然而，由于对制造过程中缺陷的持续关切，NIL系统的采用率一直较低。与EUV系统不同，EUV系统在光刻电路图案时无需接触晶圆，而NIL系统需要模板接触晶圆以压印其设计。由此物理接触可能产生的微小缺陷对较大的芯片影响不大，但可能对较小的芯片产生不利影响。NIL系统的支持者认为，随着技术的改进，其缺陷将得到解决。佳能首次推出NIL系统表明该技术终于取得了进展。
佳能NIL系统的推出曾使ASML的股价短暂下跌，但我认为这并不代表对ASML的近期威胁。ASML的顶级客户——台积电、三星和英特尔——不会突然从EUV转向NIL系统。这些领先的晶圆厂已经设置好运行EUV系统的条件，它们的无厂芯片预计将由ASML的行业标准系统制造，而不是未经测试的NIL系统。NIL系统的任何采用可能只是小规模进行，以证明技术是可行的，并且在制造过程中不会产生缺陷。
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基于市场份额的关键分析
2022年，ASML销售了345台光刻机，创造了16203亿美元的收入。市场份额为82%。佳能在2022年销售了227台光刻机，实现了2238亿美元的收入。市场份额约为7%。
我们可以得出结论，佳能的DUV机器的价格状况相对较差。因为他们还没有高阶的DUV技术，所以只能以不竞争的价格销售低阶的DUV。与此同时，Nikon也在竞争DUV市场，而Nikon有高阶DUV机器，所以价格也相对好些。Nikon在2022年销售了45台光刻机，创造了1381亿美元的收入。市场份额约为11%。另一方面，ASML卖出的光刻机数量最多，市场份额也最高，约为82%。我们可以明确得出ASML在EUV和DUV方面的先进技术使其在市场上占据主导地位。
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文字｜Libra, Calvin
排版编辑｜Molly, Alina
Reference|
Canon, known for its camera,launches ASML challange with machine to make the most advanced chip
https://www.cnbc.com/2023/10/13/canon-launches-asml-challenge-with-machine-to-make-most-advanced-chips.html
Canon’s Advanced Chip Machines to Cost a Fraction of ASML’s Best
https://www.bloomberg.com/news/articles/2023-11-05/canon-s-advanced-chip-machines-to-cost-a-fraction-of-asml-s-best
Canon tries to break ASML’s grip on chipmaking tools
https://www.economist.com/business/2023/10/19/canon-tries-to-break-asmls-grip-on-chipmaking-tools
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