Производитель фотолитографов № 2 в мире, японский Nikon, опубликовал отчёт за 2026 финансовый год (с 01.04.2025 по 31.03.2026). Результаты в области фотолитографии оказались поистине обескураживающими. В этом году не было продано ни одного иммерсионного фотолитографа, а годом ранее было отгружено всего 3 таких машины. Что очень и очень мало, но таким образом Nikon хотя бы смог поддержать своё реноме производителя передовых фотолитографов глубокого ультрафиолета (DUV). Что же касается ультрапередовых фотолитографов экстремального ультрафиолета (EUV), то кроме нидерландской ASML их никто в мире, включая Nikon, никогда не производил и не производит.
А сколько иммерсионных машин удалось продать ASML? Финансовый год нидерландской компании длится с 1 января по 31 декабря. Поэтому сравнивать будем голландский 2025 год с японским 2026-м. Впрочем, это рассогласование никакой практической роли не играет, поскольку ASML за 2025 год отгрузила своим заказчикам не много ни мало 131 иммерсионный фотолитограф. Неплохо на фоне японского нуля. К тому же голландцы также поставили 48 EUV машин. Общий счёт в области передовых машин получается 179:0 в пользу голландцев. И это при том, что техника Nikon зачастую заметно дешевле, чем соответствующая техника ASML.
Ничего удивительного в этом нет. Ведь Nikon традиционно основные компоненты для своих машин старается производить в рамках пердприятий своей корпорации: плавит стекло, полирует линзы, изготавливает столики для пластин и далее по списку. Тогда как ASML вынуждена приобретать большинство компонентов на стороне, прежде всего у немецких и американских поставщиков. Очевидно, что в такой ситуации Nikon гораздо проще держать цены под контролем. Но цены ценами, а мировая полупроводниковая промышленность голосует за ASML.
Провал в области иммерсионных фотолитографов тем печальнее для Nikon, что в последние годы именно эта техника стала основной на передовых полупроводниковых фабриках. Ведь полупроводниковый чип представляет из себя многослойную конструкцию (в ультрапередовых чипах для смартфонов или ускорителей искусственного интеллекта число слоёв уже стремится к сотне). EUV фотолитографы задействованы в производстве только нескольких критических слоёв (обычно по техроцессам от 7 до 2 нанометров). Ещё несколько слоёв (обычно самых дальних от подложки чипа) изготавливаются по «толстым» техпроцессам, например 130 или 350 нм. Ну а основное количество слоёв (как правило, более половины), расположенных в середине чипа, изготавливаются по техпроцессам от 65 до 10 нм, то есть с помощью иммерсионных фотолитографов.
Зачем вообще нужны иммерсионные фотолитографы, в которых в дополнение к основному объективу (как правило, представляющему из себя сочетание стеклянных линз и зеркал на одной оси), используется дополнительная водяная линза? Всё дело в числовой апертуре (количестве собираемого света) оптической системы. Использование воды позволяет эту апертуру существенно увеличить, а значит даёт возможность печатать чипы с лучшим разрешением.
В качестве источника излучения иммерсионные машины используют эксимерные (газовые) фторид-аргоновые (ArF) лазеры, генерирующие свет глубокого ультрафиолета с длиной волны 193 нм. Именно разработка иммерсионных фотолитографов позволила в начале текущего столетия перейти к массовому производству полупроводников по техпроцессам 65 нм и тоньше. Техпроцесс 65 нм — последний, в котором хотя бы в некоторой степени используются сухие ArF фотолитографы, без водяной линзы. В этом случае можно сэкономить на стоимости самой машины, однако не получится экспонировать рисунок микросхемы с фотошаблона на полупроводниковую пластину за один проход. Придётся распределять общий рисунок по нескольким фотошаблонам, что приводит к дополнительным издержкам в виде времени, расходных материалов и электроэнергии, а также большему количеству ошибок и снижению процента выхода годных чипов с одной пластины.
Для производителей важно, что иммерсионные фотолитографы значительно дороже сухих, что делает их производство гораздо выгоднее. Интересно, что серийное производство иммерсионных установок и ASML, и Nikon начали практически одновременно, в 2006 году, и первое время шли, как говорится, бок о бок. Но год от года Nikon свои позиции сдавал, пока не пришёл к сегодняшнему результату. Хотя если сравнить технические характеристики передовых иммерсионных сканеров ASML и Nikon, TWINSCAN NXT:2050i и NSR-S636E, каких-то существенных различий не просматривается. Обе установки оснащены иммерсионными объективами с числовой апертурой 1,35 и обеспечивают одинаковое разрешение 38 нм. Да и производительность сопоставима: около 300 пластин в час.
Однако окончательно выходить из игры лидер рынка мировой фотолитографии 90-х годов прошлого века не собирается. Сейчас японцы автивно разрабатывают прогрессивную фотолитографическую иммерсионную машину (сканер). Прототип должен быть готова в 2027 году. К тому же она обещает быть в значительной степени совместимой с машинами ASML, что в сложившейся ситуации очень важно. Хорошо, если это получится. Ведь монополия никому не нравится. Даром что ASML уже обладает ей в области EUV фотолитографов, так не хватало ещё, чтобы она её утвердила и в области иммесионной DUV фотолитографии. Цены на микроэлектронику в мире от этого точно меньше не станут.
Почему цена перспективного российского EUV фотолитографа обещает быть приятной? Статью можно прочитать в премиум-разделе канала «Фотолитограф»: