曾嫌太贵用不上，台积电为何改口天价光刻机？

单台造价4亿美元、台积电此前曾公开表示“暂时还用不到”的高数值孔径极紫外光刻机（High-NA EUV），如今态度为何出现重大转向？在9月7日，台积电与阿斯麦联合宣布，台积电最早将于2030年导入High-NA光刻机，同步将光刻掩膜版尺寸从6英寸升级至12英寸；台积电计划2031年前建成试产线，2033年前实现先进制程大规模量产。

光刻机可以类比为复印机，EUV利用波长极短的极紫外光，把掩膜版（相当于底片）上纳米级的电路图案，投射刻印到晶圆表面。作为先进制程最核心的制造设备，EUV光刻机的迭代节奏，直接决定全球晶圆代工产业的技术上限。High-NA EUV被视作延续摩尔定律的关键装备，相比当前量产使用的低数值孔径EUV，其分辨率提升，能够支撑2nm以下更精细的芯片制造。

魏哲家证实已采购设备，解决产能短板才会投入使用

全球首家采购该设备的企业是英特尔。2024年，英特尔向阿斯麦采购High-NA光刻机，用于对标台积电2纳米工艺的Intel 18A制程。英特尔在先进制程上追赶台积电的诉求强烈，希望借助High-NA设备缩小工艺差距，也是其率先下单的核心原因。

事实上台积电并非没有采购High-NA光刻机。在今年6月的股东大会上，董事长魏哲家对外证实，台积电已经购入High-NA光刻机，但尚未投放到生产线上。业内根据全球仅十台的出货量推算，其中有两台设备归属台积电。

设备已经到手却不投产，台积电的核心理由始终是：成本过高，经济效益不划算。因此，不论是正在加紧推进的2纳米工艺，还是下半年即将量产的A16工艺，现阶段全部沿用传统Low-NA（低数值孔径）EUV光刻机。Low-NA与High-NA的差异核心在于NA（数值孔径）。NA可以理解为镜头的光圈，光圈越大，接收光线的角度范围更广，成像也就更加锐利；High-NA光刻机能够将NA数值从0.33提升至0.55。

即便High-NA EUV拥有诸多性能优势，台积电依旧迟迟没有落地，源于设备存在一处致命短板。一家和台积电深度合作的设备厂商透露：为实现更高分辨率，High-NA的光学设计会让单次曝光面积相比Low-NA直接缩减一半。虽然解析能力提升，但曝光区域变小，“就算换上新设备，部分图形依旧需要进行两次曝光”。这会直接拉低机台产出，进一步抬升本就高昂的单片晶圆制造成本。

后续阿斯麦联合台积电找到了优化方案：升级光刻机配套的6英寸掩膜版。简单来说，如果把掩膜版尺寸扩大一倍，升级为12英寸，刚好可以弥补曝光面积的损失，原本需要两次曝光的图案，能够实现单次曝光完成。曝光工序得以简化，单台High-NA光刻机产能提升，成本才能够做到可控。好比面馆购置一口万元铁锅，如果一口锅一天只能做100碗面，要承接1000碗的订单，就要采购十口锅；但如果一口锅的出餐能力大幅提升，或许只需要五口锅就足够。

掩膜版尺寸改动，会带动整条链路设备迭代。从掩膜版基板、薄膜沉积、刻蚀，再到缺陷检测，整套掩膜版供应链的设备、材料都需要重新开发验证，由此催生新一轮资本开支。不过第一波红利，中国台湾厂商大概率很难分到。“新设备前期一般由海外原厂主导开发项目，台湾厂商能够切入的空间很小。”一位半导体材料企业高管表示。

分析师同样提到，新设备的开发主导权掌握在阿斯麦手中；即便是现有EUV掩膜版检测市场，也基本被日本Lasertec、美国科磊占据，中国台湾厂商施展空间有限。从全球竞争格局来看，三星同样在布局High-NA路线，三星计划在2027年前后导入High-NA EUV，用于后续1.4nm、1nm工艺研发，节奏早于台积电。三星的策略是提前绑定阿斯麦，优先锁定设备产能，试图在最先进节点缩短与台积电的技术差距。这也是促使台积电调整High-NA导入时间表的外部因素之一。

但这一局面不会长期被原厂垄断。等到设备技术成熟、进入大规模量产阶段之后，晶圆代工企业一定会针对设备耗材、堆叠工艺做大量定制化开发。券商分析师表示：“各家企业都会带动自身供应链参与进来。”

整条供应链的迭代升级，不可能完全依靠阿斯麦独立完成。台积电现有EUV设备的本土配套供应商，究竟有多少可以跟上技术迭代，将是后续重点观察方向。目前呼声最高的厂商为家登，其High-NA掩膜版载盒已经通过阿斯麦认证。掩膜版载盒属于EUV配套耗材，技术门槛相对较低，也是最容易切入的环节。不过分析师提醒，High-NA光刻机最早2030年才会上台积电产线，6英寸向12英寸掩膜版切换带来的新机遇确实存在，但相关业务落地，至少还要等待四五年时间。

从产业周期来看，High-NA EUV属于长周期重资产投入项目。除光刻机本体之外，掩膜版、光刻胶、检测设备等配套环节的验证周期漫长。阿斯麦自身也面临制造压力，未来几年High-NA设备产能有限，全球几大代工厂会争夺有限的设备配额。台积电此次明确时间表，一方面是技术方案跑通，解决了曝光面积不足的核心痛点；另一方面也是提前锁定设备供给，应对英特尔、三星在先进制程的持续追赶。

对产业链而言，短期受益主体仍是阿斯麦、科磊、Lasertec等海外设备龙头；中国台系供应链更多是远期机会，集中在掩膜版载盒、精密零件等配套耗材领域。而High-NA最终能否兑现成本与性能预期，还需要等到试产阶段持续验证。