台积电，为何变心了？

AI芯片竞赛不只让台积电先进制程供不应求，也推动全球芯片厂投入造价最高昂的半导体设备之一。荷兰设备大厂ASML最新High-NA EUV曝光机每台要价约4亿美元，折合新台币逾120亿元，几乎是现行EUV设备的两倍；过去曾质疑成本效益的台积电，如今也确定将于2030年开始导入量产。台积电态度的转变，不仅代表先进制程竞赛进入新阶段，也可能让ASML进一步巩固难以撼动的设备霸权。

芯片上的电路并不是用刀具直接刻出来，而是透过微影制程，将光罩上的电路图案缩小并转印至晶圆，再经过多道制程逐层建立芯片结构。

根据ASML官方说明，微影设备本质上是一套投影系统，光罩就像芯片电路的蓝图，设备利用光学系统将图案缩小、聚焦，再投射到涂有感光材料的晶圆表面，经过显影、蚀刻及沉积等程序后，晶圆上才会逐步形成数以百亿计的电晶体。

因此，High-NA与光罩技术密切相关，但更精确地说，它是一种解析度更高的极紫外光微影技术。

High-NA的NA是「Numerical Aperture」，中文称为「数值孔径」，可以理解为光学系统收集光线、辨识细节的能力，现行EUV设备的数值孔径约为0.33，High-NA则提高至0.55。

根据《路透》报导，High-NA可印出比现行EUV小约40%的电路图案，当芯片线宽持续缩小，原本需要分成两次甚至更多次曝光的复杂图案，未来部分可能透过High-NA减少曝光次数，降低图案对准误差与制程复杂度。

这项优势对AI芯片尤其重要，AI处理器需要容纳更多电晶体，以提高运算效能并降低耗电量，但芯片面积不可能无限制扩大，电路图案做得愈小，便有机会在相同面积内放入愈多运算单元。

代价则是价格大幅提高，目前ASML一般EUV设备每台约2亿美元，High-NA提高至约4亿美元，芯片厂还须负担厂房改造、材料验证及制程转换成本。 High-NA能否减少足够的曝光步骤、提高良率与生产效率，便成为芯片厂是否愿意买单的关键。

一台曝光机能卖到逾新台币120亿元，也反映ASML在先进微影市场几乎没有对手。

根据《路透》引述摩根大通估算，ASML在2025年全球微影设备市场的市占率高达94%；若只看最先进的EUV设备，ASML更是目前唯一具备商用供货能力的厂商。日本Canon、Nikon及中国业者虽能生产较成熟的DUV设备，却尚未推出足以与ASML竞争的商用EUV系统。

AI热潮进一步强化ASML的市场优势，根据《路透》报导，其现行EUV设备产能几乎已排满至2027年；摩根大通进一步指出，ASML正研究2028年将EUV设备产量提高至110台以上，较2027年至少80台的规模增加逾三成。随台积电、三星与SK海力士确定High-NA量产时程，率先采用的英特尔也已投入实际产品制造，ASML在先进微影市场的主导地位可能延续至2030年代。

不过，High-NA虽能印出更精细的电路，目前仍存在单次曝光范围缩小的问题，对面积较小的记忆体芯片影响有限，但大型AI处理器可能必须将同一张芯片图案分成两次曝光再进行拼接，增加图案对准难度，并可能拖累良率与生产效率。

为解决这项限制，台积电与ASML将分阶段导入新技术，台积电预计2030年先以现行6吋光罩投入High-NA量产，双方再于2031年建立12吋、也就是6×12吋的大型光罩试验产线，目标2033年前使相关微影系统具备投入先进制程生产的条件。

大型光罩可容纳更完整的电路图案，减少大型AI芯片分段曝光与拼接，提高生产效率并降低制造成本；但这也意味High-NA带来的不只是曝光机换代，沿用数十年的光罩规格及周边设备都必须重新设计。

《Tom's Hardware》分析，光罩放大后，基板、电子束写入、缺陷检测、修补、防护、搬运及储存设备都须调整，光阻、量测及EDA工具也要重新验证。因此，即使台积电、三星与英特尔均表态支持，整个产业完成规格转换仍可能耗时多年。

不过，台积电与ASML规划2031年才建立大型光罩试产线，2033年达到相关微影系统量产准备，因此现阶段多数仍属技术布局或市场预期，个别台厂是否取得大型光罩或High-NA相关认证及订单，仍须等待公司正式公告。

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