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ASML展示首款先进封装大视场光刻机,重塑芯片制造新格局

在硅谷举行的半导体设备展上,ASML揭晓了其专为先进封装设计的大视场光刻机。新机型视场尺寸达到前所未有的水平,单次曝光面积扩大四倍,显著提升芯片封装环节的生产效率。这款新品专为应对 Chiplet(小芯片)、3D堆叠等先进封装技术的光刻需求而开发。ASML首席执行官彼得·温宁克在展示会上表示,新设备将帮助客户“以前所未有的精度和效率完成复杂异构集成”。传统封装光刻机受限于视场尺寸,在处理先进封装所需的高密度互连时,需要多次曝光才能完成单个芯片的加工。ASML此次推出的新品,成功将视场尺寸扩大至传统机型的四倍

这一突破源于ASML在光学系统和控制算法上的创新。新设备采用改进的光学模块,配合更精密的对准系统,能够在更大曝光区域内保持纳米级精度。生产效率的提升数据令人印象深刻。根据ASML公布的测试结果,在处理高端HBM内存芯片的硅中介层时,新设备能将生产效率提高三倍以上,同时降低15%的每芯片成本。温宁克在技术说明环节强调:“这不仅是尺寸的简单扩大,更是对整个封装光刻工作流的重新设计。随着摩尔定律逼近物理极限,先进封装成为延续半导体性能提升的关键路径。据TechInsights数据,2024年先进封装市场规模将达400亿美元,年增长率保持在10%以上。AI和HPC(高性能计算)芯片是先进封装的主要驱动力。英伟达的H100、AMD的MI300X等AI加速器,均依赖CoWoS、SoIC等先进封装技术实现高带宽内存访问。然而,封装环节一直是产能瓶颈所在。台积电CoWoS产能紧张状况已持续多个季度,限制了高端AI芯片的供应。ASML的新设备有望缓解这一瓶颈。

“封装已不再是后道工序,而是决定芯片性能的关键环节。”半导体行业分析师帕特里克·莫尔表示,“ASML此时推出专用设备,正好迎合了市场需求。先进封装市场的快速增长,吸引了半导体设备商的广泛关注。ASML的主要竞争对手也在积极布局。

应用材料公司已推出多个用于先进封装的沉积和蚀刻系统。泛林集团则开发了专用于混合键合的表面处理技术,这是3D堆叠的关键工艺。

与这些前道工艺设备不同,ASML选择从光刻环节切入。其在光刻领域的技术积累,特别是光学精度和产能方面的优势,为其在封装市场确立了差异化竞争力。“ASML的介入可能改变封装设备市场的竞争格局。”莫尔分析道,“传统上,封装设备市场更为分散,ASML凭借其技术实力可能推动市场整合。大视场光刻机的意义不仅在于提升封装效率,更可能改变芯片设计和制造的整体流程

设计师可以更自由地采用Chiplet架构,将不同工艺、不同功能的芯片粒集成在一起,而不必担心封装环节的限制。这将加速异构计算的发展。

对晶圆厂而言,新设备将缩小前道和后道工艺的技术差距。台积电、三星和英特尔等领先厂商,正在将更多封装工艺集成到晶圆厂内,实现“前道后道一体化”。

“这代表着半导体制造模式的演变。”ASML技术总监表示,“我们正在消除芯片设计和制造之间的传统界限,为整个行业开启新的可能性。”

随着ASML大视场光刻机进入市场,半导体行业将获得突破先进封装瓶颈的新工具。这不仅关乎单个设备的性能提升,更将影响从芯片设计到制造的全产业链生态。

正如温宁克所言:“在摩尔定律放缓的时代,封装技术创新正成为推动行业前进的关键力量。”这场始于封装环节的变革,正在重新定义芯片制造的未来图景。