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EUV 光罩要變大了:一片 6×12 吋玻璃為什麼卡了十年

無塵室深處的搬運軌道上,一只細長的新式光罩載具被頂燈照亮,近處架上一排舊的方形載具沉在暗處

聽 Asianometry 2026-10-01 這集〈EUV Photomasks Are Getting Bigger〉的心得筆記。從台積電與 ASML 的 High-NA 時程,拆解大光罩轉換為什麼是成本與協調問題,以及這個判斷在什麼條件下會失效。教育性質的產業結構筆記,非投資建議,不含個股推薦與目標價。

  • EUV
  • 光罩
  • 半導體供應鏈
  • 台積電
  • ASML
目錄
  1. 為了解析度,先賠掉一半視野
  2. 半個視野的帳,比聽起來難看
  3. 大光罩怎麼把帳算回來
  4. 卡十年的真正位置:出錢的人跟省錢的人不是同一個
  5. 技術難題還在,只是排第二
  6. 這個推論在什麼條件下會失效
  7. 另外幾件值得記的
  8. 可以參考的資料
  9. 帶得走的一件事

無塵室深處的搬運軌道上,一只細長的新式光罩載具被頂燈照亮,近處架上一排舊的方形載具沉在暗處

蚌方出曝,而鷸啄其肉,蚌合而箝其喙。鷸曰:「今日不雨,明日不雨,即有死蚌。」蚌亦謂鷸曰:「今日不出,明日不出,即有死鷸。」兩者不肯相舍,漁者得而並禽之。

—— 《戰國策・燕策二》(西漢劉向輯,戰國史料)

2026 年 10 月 1 日 Asianometry 這集〈EUV Photomasks Are Getting Bigger〉,講的是台積電與 ASML 同一天宣布的一件事:台積電要在 2030 年把 High-NA EUV 機台拉進量產,而為了讓這筆帳算得過去,兩家要帶整個產業把光罩(印電路圖案用的那片母版)從 6×6 吋換成 6×12 吋的長方形,2031 年試產線、2033 年全面量產。主講人的核心判斷是:這件事技術上討論了十幾年,真正卡住的是錢跟協調——台積電資深副總在 2024 年公開說過一台三億五千萬美元的機台「標價太高」,而換上大光罩能讓掃描機生產力多出 23% 到 50%,把 High-NA 與現行機台的成本差距砍掉一半。成立的條件是:整條光罩供應鏈願意相信自己能在三到五年內把投資收回來。

為了解析度,先賠掉一半視野

先把名詞講白。NA 是數值孔徑,一個沒有單位的數字,衡量光學系統能收集並聚焦多少光;NA 愈高,機台能印出的線條愈細。台積電手上的 EUV 機台幾乎全是 0.33 NA,而 High-NA 把它拉到 0.55,半間距可以做到 7.5 到 8 奈米。這一步直接省下昂貴的多重曝光:同一層圖案本來要分好幾次印再疊起來,解析度夠了就不用。

代價出在光學本身。NA 拉高要更大的鏡子,光錐也跟著變大,而光錐一旦互相干擾,影像對比度就壞掉,整件事的意義也沒了。ASML 為了避免干擾又維持鏡面的理想反射角,只能在兩個軸裡挑一個,把光錐放大八倍。結果是曝光視野被砍成業界標準的一半:標準是 33×26 毫米,High-NA 剩下 16.5×26 毫米。

一次曝光只印得完半個設計。

兩個長方形並排,左邊是完整的曝光視野,右邊只有一半被填滿、另一半以虛線留白標示印不到,顯示 High-NA 把視野砍成一半

半個視野的帳,比聽起來難看

這一段我聽的時候眉頭皺起來。原本一次搞定的事現在要兩次,產出速率掉下來,掉到某個程度之後,留在 0.33 NA 上做多重曝光反而是划算的選擇。所以那句「標價太高」,我自己的讀法是他在講持有成本,而非機台本身的報價——三億五千萬買回來的東西,如果每小時吐出的晶圓片數比舊機台少,貴的就不只是那張發票。

更麻煩的是比視野大的晶片,像 AI 加速器那種。你得把 A、B 兩次曝光拼接起來。

三格流程,完整設計被拆成 A 與 B 兩次曝光,再拼回一塊時中間留下一條顯眼的接縫

imec、ASML、每一家都有論文說拼接做得到,但主講人形容他跟台積電的人提起拼接時,對方臉上的表情,就像他爸跟他說「你該減幾公斤」時他自己的表情。晶片設計的人也不喜歡,因為那條接縫等於在設計中間插進一條韓國非軍事區。

這裡值得停一下。ASML 當年沒有別的選擇:要更好的解析度,要嘛接受半個視野,要嘛讓整個產業換大光罩。沒有第三條路。而十幾年前 High-NA 在規劃的時候,光罩廠說,晶片廠沒有明確承諾之前我們不做大光罩;晶片廠說,我們連低 NA 都還沒用上,憑什麼承諾這筆投資。兩邊各自的理由都站得住,十年就這樣過去了。

兩個方塊各自用箭頭指向對方,形成互相等待的封閉迴圈,下方一條十年長的進度條完全沒有填滿

這裡沒有漁夫,可是兩邊互等的結果跟那隻鷸、那隻蚌一樣。

大光罩怎麼把帳算回來

6×12 吋的光罩讓 High-NA 恢復全視野曝光。按 Intel 的說法,掃描機生產力提升 23% 到 50%,主講人押在這個區間的上緣,成本差距因此砍一半;拼接也不必做了,晶片設計的彈性拿回來。ASML 執行長在 2024 年 10 月就公開說這是「不用想的事」——難的是讓產業其他人跟著做這件不用想的事。

這裡有個細節我覺得有趣:ASML 在光罩腔室裡只留了 11.2 吋的行程空間。所以嚴格講,實際尺寸是 6×11.2 吋。能用是因為 33 毫米的視野乘上八倍放大等於 10.4 吋,塞得進 11.2 吋。業界還是照講 6×12 吋,而這套吋制單位混用是歷史遺留;主講人補了一句,別在留言區罵他。

另外一件延伸的事:大光罩一旦做出來,ASML 會把它裝回 0.33 NA 的機台。同一片 6×12 吋在 0.33 NA 上等於可用面積翻倍——更大的 AI 晶片,或者把同一個設計複製兩份、一次印兩倍的速度。

左右兩組前後對照,左邊 High-NA 的半格視野變回整格,右邊 0.33 NA 的一格可用面積變成兩格

有人估過,配上大光罩的低 NA 機台每小時能處理 450 片晶圓以上,再加上三脈衝光源還能往上。

卡十年的真正位置:出錢的人跟省錢的人不是同一個

讀新聞的時候容易有個錯覺:既然帳算得過來,產業應該早就動了。我聽完這集的收穫,是知道要去問一句「帳算給誰看」。

對晶圓廠來說,改的是掃描機,加上光罩的搬運、檢驗、庫存這些配套。不輕鬆,但廠裡其他部分不用動。

對光罩廠來說,整間廠都要動。光看光罩盒的處理系統:載具儲位、載具櫃、清洗機、檢查機、搬運設備、頭頂上跑的天車,全部換掉。他們可能得把光罩廠重建一次,而且新舊兩條線並行一段時間,因為不是每個客戶都願意為大光罩付錢。現在的估計是,新尺寸的光罩廠設備比 6 吋時代的前輩貴 20% 到 100%。

左右兩疊方塊比高度,晶圓廠只要改兩樣,光罩廠要換掉整廠七樣,好處的箭頭卻從右往左流向晶圓廠

而光罩廠本身不是一體成形的工廠。主講人用壽司師傅做比喻:師傅把壽司捏好端給客人,魚不是他自己去捕的,是從供應商買的。EUV 光罩基板來自日本的 AGC 與 Hoya;pellicle 來自三井化學或芬蘭的 Canatu;保護載具來自美國的 Entegris 與台灣的家登;寫入機來自 IMS 或 NuFlare;蝕刻與清洗設備來自應用材料與芝浦;用 actinic 光源的缺陷檢測來自 KLA 或 Lasertec;修補與光學驗證來自蔡司。這張名單還能往下再挖一層——這些公司自己的供應商。

左側八條供應環節的線往右匯聚到一片光罩,最底下一條虛線代表還有更上游的一層

所以「換大光罩」這個決定,需要這張名單上一大部分的人同時簽字。每一家都要在前期花真金白銀,而且必須相信三到五年內看得到回報。這就是 2024 年三星去問供應商大光罩基板的狀況時,得到的答案長什麼樣:回答集中在產業共識、合適且開放的標準化、以及商業驅動力,而不是什麼無法克服的技術難關。

技術難題還在,只是排第二

大光罩的技術問題是真的。多層膜在翻倍的面積上能不能維持同樣表現,能不能在整片光罩上均勻反射 13.5 奈米的中心波長。為了相容,大光罩必須維持跟舊的 6×6 吋一樣的 0.25 吋厚度,而重量接近兩倍——中間會不會下垂,搬運時的物理應力怎麼處理。再加上 High-NA 專屬的那些題目:拼接、變形曝光、曲線光罩與反演微影那一整套還沒完全落地的躍進。

我會說這些題目看起來有答案的樣子,理由是市場上已經有人在花錢。家登動作很快,去 SEMI 的標準制定組織把 RSP 612 載具寫進規格——進了規格之後很難被踢出來;他們還發論文討論大光罩在載具裡的影響,跑了計算流體力學分析,看光罩在載具內受到的應力,以及吹淨氣體流動的樣子。另一家做半導體關鍵材料運輸的公司,官網上已經掛著 6×12 吋光罩載具。AGC 開始做大尺寸的原型基板,投資人從 2024 年中就在打聽,公司照它的習慣保持安靜,但 Intel 在 2025 年的演講裡提到收到了 AGC 的原型基板與生態系其他環節的樣品。Intel 從 2023 年就在推大光罩,而且開放地跟各家夥伴合作、分享學到的東西,主講人在這裡給了他們一句稱讚。

而台積電與三星同日發稿,把這件事從「某一家想做」變成「產業都上船了」。

這個推論在什麼條件下會失效

我自己最在意的是這一節。公司講五年後的路線圖,該聽到什麼程度?我後來的做法是回頭檢查三件事。

第一件是回收期撐不撐得住。EUV 光罩組現在已經要價幾千萬美元。按美光 2025 到 2026 的經濟推估,EUV 光罩組的成本是一般光學光罩組的六倍,壽命只有五分之一,而一組裡面的光罩張數還在增加。誰來付這筆錢?晶圓代工廠和它們的客戶——Nvidia、AMD 這些 AI 晶片廠,也許還有 OpenAI 或 Anthropic。這個鏈條上任何一環覺得三到五年收不回來,時程就會鬆掉。

第二件是集中度。這是一個產業裡的一個子集的子集,幾乎每一樣東西都只有單一來源。任何一家出技術狀況或供應鏈狀況,整件事就可能大幅延後。

第三件是五到七年後的需求還在不在。主講人說,現在 EUV 市場熱得像曝光中的 EUV 光罩本身(光罩在曝光時會升溫到 35 到 50 度,所以才要用低熱膨脹玻璃)。等大光罩真的進到廠裡,那時候還這麼熱嗎?沒人知道。AI 產業跑得這麼快,景氣又有年紀,合理的猜法是那時候的世界跟現在差很多。他的讀法是:台積電給自己五到七年,就是因為話已經說出口,無論到時候經濟與產業長什麼樣,都得準時交。

這三件事放在一起,給了我一個可以帶去看別的產業的判讀法:看那個路線圖有沒有把成本落在別人身上、看有沒有第三方已經先花錢(原型、標準、載具這種看得見的動作)、看時間表有沒有被競爭者在同一天背書。三個都成立的時候,我會把它當真;只有第一個成立的時候,那通常是一份願望清單。

另外幾件值得記的

  • 光罩基板的做法:超平的低熱膨脹玻璃起手,拋光時用量測表面形狀的方式找出要局部修的區域;上面用離子束沉積疊 40 對鉬矽多層膜,每對約 7 奈米厚,為了均勻度要轉動基板、還要變化離子束打靶的角度與基板傾角;再上一層絕緣介電層(二氧化矽或釕)當保護緩衝與蝕刻停止層;再上吸收層(可能是鉭)吃掉反射;表面覆一層矽或碳奈米管做的 pellicle 擋微粒;玻璃背面鍍導電膜,讓靜電吸盤抓得住。
  • 做出一片無缺陷的基板不難,一次兩次甚至幾次都辦得到。

光罩基板的剖面層疊圖,由上而下是薄膜、吸收層、介電層、四十對多層膜、低熱膨脹玻璃與背面導電膜

難的是把這個完美變成能跑量產的製程。

  • 那個靜電吸盤,主講人說可能出自做馬桶的 Toto。半導體供應鏈的名單常常長這樣。
  • 現在是很早期,前面還有五到七年。接下來幾年會看到更多原型。

可以參考的資料

  • Asianometry〈EUV Photomasks Are Getting Bigger〉,2026 年 10 月 1 日
  • 台積電與 ASML 2026 年 10 月 1 日的公開說明(三星同日另發)
  • Intel 自 2023 年起關於大尺寸光罩的公開分享
  • SEMI 的光罩載具標準文件(RSP 612 相關)
  • 美光 2025 至 2026 年的光罩成本推估
  • imec 的 High-NA 解析度研究成果

帶得走的一件事

一件事講得通卻卡住不動,先去看成本與好處有沒有落在同一個人身上。帳算得過來,講的是整個系統;真正按下按鈕的,是那個要先掏錢的人。大光罩的好處進晶圓廠,花費落在光罩廠,於是十年過去。

我試過的一個做法:挑一件你家裡或團隊裡講了半年沒動的事,拿一張紙畫兩欄,左邊寫誰付出(錢、時間、麻煩、要重學的東西),右邊寫誰收到好處。寫完如果兩欄的名字不一樣,下一步就是去找左邊那個人,問他一句:你要什麼才願意動。

本文為投資方法論的教育性分享,不構成任何個股買賣建議、不提供目標價、不針對當期標的。投資有風險,任何決策請自行判斷或諮詢合格的專業人士。