2013年5月9日，美國前總統歐巴馬參觀了應用材料公司。(SAUL LOEB/AFP via Getty Images)
美中晶片戰打得熱火朝天，中共在美國制裁下大力發展本土晶片製造能力。美國應用材料公司公布的新工具表明，中共要想趕上領先的半導體生產技術真的很困難。
上個月底，應用材料公司（Applied Materials）公布了一項突破性的圖案化（patterning）技術，稱為Centura Sculpta系統，核心是「pattern shaping」的新工藝步驟，可協助晶片製造商以更少的EUV光刻步驟生產高性能的電晶體和內連布線（interconnect wiring），從而降低先進晶片製程的成本、複雜性和環境影響性。
常見的多重圖案化方案如「光刻-蝕刻-光刻-蝕刻（LELE：litho-etch-litho-etch）」，其工藝流程要經過兩次完整的光刻周期，需要幾十個不同的工藝步驟。成本不斷增加。
Sculpta提供了一個替代方案。Sculpta是一種複雜的蝕刻工具，使用一束等離子體來修改矽片上的晶片特徵尺寸，減少了反覆蝕刻的步驟。
「Sculpta是為高級邏輯節點中最關鍵的圖案層而設計的」，應用材料公司表示，「由於最終圖案是由一個掩模創建的，因此設計成本和複雜性降低了，而且消除了雙重圖案化對準失誤帶來的產量風險。」
應用材料公司公司稱，Sculpta能節約大量的成本：每月10萬片初制晶圓（wafer starts）的產能將節省約2.5億美元的成本；每片晶圓可節省約50美元的製造成本；每片晶圓可節約能源超過15kwh；每片晶圓可直接減少約相當於0.35kg以上二氧化碳的溫室氣體排放；每片晶圓可節省約15L的水等。
現在，EUV（極紫外光刻）光刻工具的成本大約為1.7億美元，而荷蘭晶片製造商阿斯麥（ASML）的下一代高NA（數值孔徑）工具的成本可能會翻一番。高NA將把解析度限制降低到8奈米，減少對多重圖案化的需求，但不是立即就能做到，第一批機器計劃在2024年之前交付。
光刻技術估計占3奈米生產成本的35%。ASML公司目前壟斷了EUV光刻技術。
應用材料公司稱，Sculpta新工具可以將一些關鍵層的EUV光刻技術使用量減少一半，而半導體行業分析師估計，它可以將EUV光刻工具的總單位需求減少近20%。
估計是粗略的，因為目前還不知道Sculpta可能被採用的速度有多快，以及節省的大量成本會對半導體製造的產能擴張產生什麼影響。
隨著新工具的推出，半導體行業將受到效率提升和成本降低的推動，其可以幫助英特爾追趕台積電和三星，從而加速EUV光刻市場的增長。
Sculpta新工具可能會推動日本半導體材料製造商JSR在收購美國光刻膠廠商Inpria後實現更大的目標和回報，Inpria的目標是1奈米工藝。
在為智慧型手機、人工智慧、量子計算和其它高科技產業開發下一代晶片的競賽中，中共可能會被甩得更遠。美國的制裁已經禁止向中共出口EUV光刻工具。沒有這些工具，7奈米和5奈米工藝經濟成本太高，3奈米、2奈米及更小的工藝根本無法實施。
為電子行業提供媒體、營銷和專業服務的全球領先公司TechInsights的半導體行業趨勢分析師哈奇森稱讚說：「Sculpta是自化學機械平面化（CMP）推出以來晶圓製造領域最具創新性的新工藝步驟。」
