EUV 露光装置の動向調査 EUV露光装置の動向調査 ２０１１年 ５月 みずほ情報総研（株） サイエンスソリューション部 石原 範之 本日の内容 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 欠陥検査インフラ整備状況 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 2 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 欠陥検査インフラ整備状況 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 3 装置メーカー状況（受注導入実績・ロードマップ） ～試作機の導入が開始、量産機の受注が開始 納入済 ～2008年 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 DRAM HP 52 45 40 36 32 28 25 23 20 NAND Flash HP 38 32 28 25 23 20 18 16 14 MPU Printed Gate Length 47 41 35 31 28 25 22 20 18 ADT 3台 納入開始 ASML 試作機 NXE:3100（受注） 6台 納入開始 量産機 NXE:3300（受注） 9台 EUV1（開発済み） 0.25NA ロードマップ ニコン ADT （各社発表） 量産機 0.35～0.4NA ASML ADT （開発済み） 32nm,5W/h,0.25NA 試作機 NXE:3100 27nm,60W/h,0.25NA 量産機 NXE:3300B 22nm,125W/h,0.32NA NXE:3300C 18/16nm,150W/h,0.32NA NXE:3XX0 11nm,0.4NA ＊ 導入実績は2011年12月時点 ﾛｰﾄﾞﾏｯﾌﾟに対応する納入 （出典） 各社発表資料よりみずほ情報総研が作成 ITRS RoadMap 2009 導入実績 （受注台数） 実績 計画 （世代、光源出力、開口率） 試作納入開始 量産機納入開始 ・ロードマップの予定通り導入が進んでいる ー試作機はロードマップどおり2010年後半に１台目を納入済み ー量産機も既に９台受注があり、2012年に納入開始見込み Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 4 装置メーカー状況 ASML NXE:3100（試作機） 6台受注 価格：6000万€（見込み） 受注先：サムスン、東芝、TSMC、Hynix、IMEC 1台目は出荷済み残り5台は2011年前半に出荷予定 NXE:3100 NXE:3300（量産機） 受注:9台（2010年12月末時点） 内8台は半導体メーカー6社から受注 2012年出荷予定 EUV1 ニコン 当面ArF液浸方式の技術改良を行い量産機は2012年以降 Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 5 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 欠陥検査インフラ整備状況 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 6 デバイスメーカー（微細化ロードマップ） ～ 2012年の導入を目指すメモリメーカー ～2012年の導入を目指すメモリメーカー 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 上期 下期 上期 下期 上期 下期 上期 下期 上期 下期 上期 下期 上期 下期 上期 下期 サムソン NAND 東芝 NAND 32nm 32nm GF Foundry 45/40nm 45/40nm TSMC Foundry 40nm 40nm Intel LOGIC 3Xnm 3Xnm 45nm 45nm （出典） 半導体産業新聞 2010年12月1日 記事より 2Xnm 2Xnm 1Xnm 1Xnm 24nm 24nm 1Xnm 1Xnm 32/28nm 32/28nm 22/20nm 22/20nm 28nm 28nm 32nm 32nm 20nm 20nm 22nm 22nm 15nm 15nm EUV導入を1Xnmとすると Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 7 品種により異なる取り組み姿勢 ～大手メーカーの EUV露光取り組み ～大手メーカーのEUV露光取り組み 2012年導入目指す 9 2012年までにEUV露光による半導体生産を計画 9 DRAMの製造から導入を計画 東芝 2012～13年の導入目指す メモリー →推進 サムスン 9 1Xnmから導入を検討。使えるのであれば、今すぐにでも使いたい。 9 2012～13年からの量産を目指す GF(GLOBALFOUNDRIES) 2014年後半～2015年に導入 インテル 15nmまで液浸を利用する可能性が高く、11nmまで延命も可能とする 9 15nmで193nm液浸リソグラフィ技術を使う可能性が高いとしている 9「LithoVision 2010」で、11nmまで193nm液浸リソグラフィ技術を延命できるとの見通しを語った。 TSMC 2015年以降の20nm>世代で導入検討 9 20nm世代までArF液浸 9 2015年以降の20nm以降で候補の１つとして導入検討 Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. ロジック・ ファウンドリ →慎重 9 量産装置を2012年後半に「Fab8」に導入 9 2014年後半～2015年の16～15nm世代以降で量産計画 Page: 8 大手メーカーの選択が市場動向を大きく左右 ～工場投資に占める上位１０社の比率 工場投資に占める上位１０社の比率 10億ドル以上を設備投資する企業 2008年 2009年 2010年 サムスン電子 東芝 Intel エルピーダ Hynix TSMC Micron Intel サムスン電子 TSMC 東芝 Intel サムスン電子 東芝 TSMC Globalfoundries 赤字：先ロードマップ掲載企業 （出典） SEMI発表資料(http://www.semi.org/jp/News/MailMaga/ctr_030685より) （出典） SEMI発表資料(http://www.semi.org/jp/News/MailMaga/ctr_030685より) 上位10社で投資額の8割以上を占める。 上位半導体メーカーの導入スケジュールがEUV露光装置の導入スケジュールを左右 Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 9 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 欠陥検査インフラ整備状況 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 10 欠陥検査インフラ整備状況 EUV露光の実用化には関連のマスク欠陥検査のインフラ整備も必要 SEMATECHが検査装置開発のコンソーシアム「EUVL Mask Infrastructure（EMI）Partnership」を立ち上げ 目標は、2013年までに欠陥のないEUVLマスクを量産できるようにする こと 米国エレクトロニクスの研究開発拠点Albany NanoTech Complexに設置 開発スケジュール 2011年 マスク基板、ブランクスの欠陥検査性能向上 2013年 マスク修正前後の光学像検査（AIMS）開発 2015年 マスクパターン形成後の欠陥検査ツール開発 Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 11 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 欠陥検査インフラ整備状況 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 12 予測手順 普及時期の予測 半導体全体の市場予測 用途ごとに用途先の市 場成長予測より 装置メーカー・デバイスメーカー の実績、ロードマップより 市場立ち上がり速度予測 露光装置の市場予測 過去のArF液浸装置を参考として 過去半導体全体の市場対す る装置市場比率がほぼ一定 EUV露光装置の市場予測 EUV露光装置の光源の市場予測 Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 13 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 欠陥検査インフラ整備状況 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 14 露光方式別の市場シェア ～ 4年程度で新方式が普及 ～4年程度で新方式が普及 ArFエキシマレーザ液浸の販売比率 露光装置市場に占める方式別シェア 70% 10,000 9,000 60% 露光装置市場[億円] 8,000 50% 7,000 6,000 40% 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 4年後に約5割 30% 電子ビーム直描装置 電子ビームマスク描画装置 ArFエキシマレーザ液浸 ArFエキシマレーザスキャン KrFエキシマレーザスキャン i線露光装置 20% 10% 0 0% 2005年 2006年 液浸装置 量産機販売開始 2007年 2008年 (見込み） 2009年 (予測） 2005年 2006年 2007年 2008年 (見込み） 2009年 (予測） 液浸装置 量産機販売開始 ArF液浸は量産機導入より4年後に約5割のシェア （出典） 世界半導体製造装置・試験/検査装置 市場年鑑 2009 より Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 15 装置に対する品種別支出額割合 ～ メモリ ,Foundryが全体の7～8割を占める メモリ,Foundryが全体の7～8割を占める Others, Logic, 3% 7% MPU, 10% Others, Logic, 3% Memor 10% y, 46% 装置 支出額 2010年 MPU, 17% 前工程装置 支出額 2010年 Foundry , 23% Foundr y, 33% Memory , 35% IDM, 23% 50% 45% Memory,40% 47% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 装置 前工程 露光装置(ASML) 予測使用値 Memory Foundry 品種ごとにまとめると ASML 2009年 第4四半期 Foundry , 42% （出典） SEMI発表資料、ASML決算資料 より MPU Logic Others IDM 予測使用値 Memory Foundry MPU Logic other Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. 支出額の割合 40% 32% 15% 10% 3% Page: 16 普及見込み ～メモリが先行 ・メモリに2～4年程度遅れ ・6年で約5割のシェア EUV露光装置の比率 ・先行 ・積極的導入 100% ・4年で約7割のシェア 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% ＊先端的なロジックの多くはFoundryに 委託されるとした Memory Foundry MPU Logic Other 2008年 2012年 2016年 2020年 EUV装置の露光装置全体に占める販売額比率 Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 17 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 18 半導体市場中期予測 250 民生機器 コンピュータ周辺機器 通信機器 医療・産業機器 自動車 全体 700 600 500 200 400 150 300 100 200 50 100 0 半導体全体の市場規模（十億$） 先進国市場の6割、 今後新興国への普 及が進み8%の成長 用途別市場規模（十億$） 300 高齢化進展により医療 機器全体の市場は6% の成長。医療機器の 高度化により10%の成長 0 2010年 2012年 2014年 2016年 2018年 2020年 台数ベースは市場飽和 （出典） MHIR予測 増加は緩やかにスマート フォンの普及により金額 ベースでは6～8%の成長 平均成長年率 ：7.6%（2020年まで） 市場規模：5,965億ドル（2020年） Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. ハイブリッド車と電子化 技術の普及で年率15% の成長 Page: 19 露光装置市場規模 ・（露光装置市場規模（金額）） の（半導体市場規模）に占める割合は2% 前後でほぼ一定 ・半導体市場規模より露光装置市場規模を推定 2010年 半導体市場 2012年 2014年 2016年 2018年 2020年 254,462 292,028 337,425 392,517 458,187 536,819 6,580 7,552 8,726 10,150 11,849 13,882 露光装置市場 単位：億円 EUV露光装置の比率 露光装置の市場：1兆3,882億円（2020年） 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Memory EUV露光装置の市場 Foundry MPU EUV露光割合 Logic Other 2008年 2012年 2016年 2020年 Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 20 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 欠陥検査インフラ整備状況 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 21 EUV 露光装置市場（2020年まで） EUV露光装置市場（2020年まで） 14,000 EUV露光装置市場 露 12,000 光 装 10,000 置 8,000 市 場 6,000 2016年：4,172億円 2020年：7,566億円 見込み メモリへの普及 [ 億 円 Foundry Logicへの普及 7,566 4,000 2,000 ] 0 1,261 418 2010年 2012年 半導体市場 露光装置市場 EUV露光装置市場 装置1台の予想価格 受注予測台数(台） 2,609 4,172 2014年 2016年 2010年 254,462 6,580 418 100 4 5,782 2018年 2012年 292,028 7,552 1,261 100 13 ＊装置1台の価格を2012年には 100億円とし、量産効果で2016年に 80億円、2020年に60億円とした 2020年 2014年 337,425 8,726 2,609 100 26 2016年 392,517 10,150 4,172 80 52 2018年 458,187 11,849 5,782 80 72 Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. 2020年 536,819 13,882 7,566 60 126 Page: 22 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 欠陥検査インフラ整備状況 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 23 EUV光源市場・メンテナンス費[億円] EUV 光源市場（2020年まで） EUV光源市場（2020年まで） 1,200 1,000 EUV光源市場（億円） EUV光源ﾒﾝﾃﾅﾝｽ市場（億円/年） EUV光源とﾒﾝﾃﾅﾝｽ費合計（億） Foundry Logicへの普及 800 光源出荷額：露光装置の10% メンテナンス費用：光源価格の15% ＊光源の寿命を10年以上とし累積 出荷台数を基に算出 600 メモリへの普及 400 200 0 2010年 2012年 2014年 2016年 2018年 2020年 光源市場：757億円 メンテナンス費用： 413億円（2020年） （累計459台） ＊年ごとに累計出荷台数が増大するので、規模は拡大 Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 24 EUV露光装置の現状 装置メーカーの受注導入実績・ロードマップ デバイスメーカーの微細化ロードマップ・取り組み 欠陥検査インフラ整備状況 市場予測 予測手順 普及速度（品種別） 半導体市場予測 EUV露光装置市場予測 EUV光源市場予測 まとめ Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 25 まとめ 装置メーカー ASMLの試作機NXE:3100は6台受注で1号機は出荷済み、量産機 NXE:3300も既に9台受注し市場が立ち上がった。 デバイスメーカー メモリは2013年ごろ量産開始見込み Foundry・Logicでは導入に慎重で2015年以降から量産開始見込み 装置市場予測 EUV露光装置 2016年に4, 172億円、2020年に7,566億円に達する 見込み EUV光源市場 2020年に757億円 メンテナンス市場は2020年に 413億円達する見込み Confidential. Copyright Mizuho Information & Research Institute, Inc. All rights reserved. Page: 26
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