今天是:

实验室资讯网

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

实验室资讯网时间:2020-09-26 点击: 百度搜索 | 必应搜索 | 搜狗搜索

【导读】拜中美贸易战 和科技战所赐,ASML这家荷兰企业的大名在中文互联网可以说是无人不知无人不晓。 ASML,全名Advanced Semiconductor Material Lithography(先进半导体材料光刻),是一家位于荷兰艾恩德霍芬的企业,目前是世界顶级的半导体设备生产商。 ASML已经垄断了全球光刻机市场70%以上的市场份额。这个市场上曾经的王者日本的尼康和佳能已经完全......
TAG标签: ASML 荷兰光刻机 屌丝逆袭故事 爽文男主

拜中美“贸易战 ”和“科技战”所赐,ASML这家荷兰企业的大名在中文互联网可以说是无人不知无人不晓。

ASML,全名Advanced Semiconductor Material Lithography(先进半导体材料光刻),是一家位于荷兰艾恩德霍芬的企业,目前是世界顶级的半导体设备生产商。

ASML已经垄断了全球光刻机市场70%以上的市场份额。这个市场上曾经的王者——日本的尼康和佳能——已经完全被ASML吊起来打。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ ASML已经占据了垄断性的市场份额

从一个在活动板房里创业的工作室,到拥有来自全球数万员工、左右世界科技发展的行业巨头,ASML三十几年的发展史,堪称是一部科技爽文:不遭人待见的出身,艰难的发展,险些被逐出家门,意外捡到武林秘籍,得到贵人的提携,最后练成自己的独门绝技,集万千荣耀与一身......小说里的常见情节,在它的发展史之中都能找到对应存在。

ASML是一个从默默无名走向辉煌的高科技企业。它开始研究光刻机的时候,市场已经被日本企业所垄断。这样的艰难局面,和我们今天所面临的困境颇为相似——ASML靠什么突破了封锁?靠什么成为业界第一?——懂了ASML的过去,也就懂了中国半导体装备制造业的未来。

“贫寒”出身的ASML

尽管ASML在今天的光刻机市场上要风得风、要雨得雨,但三十多年前,它真的只是一个弟弟。

第一就是起步太晚,ASML还在费力地研究光刻技术的时候,日本尼康和佳能的光刻机早就已经开始量产发售了。

而ASML的出身,我只能用“贫寒”来形容。注意,这里我用的是带引号的“贫寒”。

ASML真的穷吗?其实不然。

1980年代,全世界的半导体行业都在高速发展,所有人都知道未来将会是电子科技的时代。在这个大背景下,1984年,世界电器巨头飞利浦和半导体制造商ASMI联合起来,组建了ASML,专注于开发光刻系统。

可以说,如果论“拼爹”,飞利浦亲手打造的ASML不输任何人。

但ASML的待遇,属实又过于差劲。

在飞利浦的宇宙中,ASML显然不是“太子”,甚至连个“藩王”都算不上,其待遇之差简直让人怀疑它只是飞利浦的“民间私生子”——本来飞利浦打算和同为巨头的IBM搞合作,但是IBM并不感冒。

飞利浦没办法,于是就只好屈尊降贵地和ASMI这样的小厂搞合作。

创业之初,飞利浦只给ASML投了210万美元,整个ASML团队也就只有几十人。光从这个金额和团队规模就能看出当时的ASML有多艰难了。

根据ASML官网的描述,当时的ASML团队集体感到Inauspiciously(不祥地、不吉利地),而他们的工作环境也不一般,飞利浦连办公楼都舍不得给他们修,只给他们提供了一个leaky shed(漏风漏雨的破棚子)。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ humble beginnings 卑微的开始

然而,就是在这种物质、心态双双崩盘的局面下,就在成立的同一年,ASML研发了第一款产品PAS 2000 步进式光刻机。

我只能说:强,无敌,这都行??

证明了自己实力的ASML很快就得到了飞利浦和ASMI的进一步投资。

一年之后,ASML团队扩大到了100人,正式从棚户区中搬了出来,转移到了艾恩德霍芬的工厂中,距离飞利浦的研发实验室仅有几公里远。

1986年,ASML第二款产品上市。同年,初创的ASML和德国老牌光学设备生产商卡尔·蔡司建立了联系。

这种合作关系,一直持续到了今天。

网文里很常见的桥段就是初出茅庐的主角无意间结识了微服私访的将军、宰相、皇帝,但ASML表示:我是真的一出场就直接对接业内一线供应商的。

“逐出家门”

然而,好景不长。

和小说的套路一样,年轻的主角总是会被这个冷酷的江湖敲打一番才能成长。年轻的ASML很快就知道了“绝望”两个字怎么写。

1988年,飞利浦在中国台湾开设了联合芯片工厂,ASML顺势进入亚洲市场;在美国,ASML也布局了5个分支机构,一切看上去都欣欣向荣。

然而,半导体市场并不看你是什么背景,它只看技术和性能。只可惜,年轻的ASML还没来得及用技术为自己挣得名望和声誉。

众所周知,没有名气,就没有客户;没有客户,也就没了收入。

打击接二连三袭来。

ASML糟糕的业绩和高昂的研发费用让投资人焦头烂额,投资方之一的ASMI表示自己实在是扛不住了,决定撤资。

同时,飞利浦也开始大幅度削减成本,ASML在第一时间就上了“枪毙名单”。

在这个生死攸关的时刻,ASML团队的管理人员只能孤注一掷。他们找到了飞利浦董事会中一名叫Henk Bodt的董事,希望他能够说服飞利浦的管理层。

事实证明,他们找对了人。在Henk的斡旋下,飞利浦决定最后帮ASML一次。

绝地逢生,高人指点

飞利浦的最后一笔投资成功地给ASML续上了命。

就在这一年,ASML搞了个大新闻——具有突破性的PAS 5500光刻机上市。这台光刻机具有业内领先的产能和精确度,ASML也因为这个产品而正式在市场上站稳了脚跟。

此前的ASML,只是飞利浦旗下的一个品牌;此后的ASML,真正成为了一家成熟的企业。

1995年,ASML在阿姆斯特丹和纽约上市,飞利浦随后渐渐抛售了它在ASML全部的股份。从此以后,ASML正式脱离了飞利浦的影响,开始了自己独立进行筹资、研发、运营的时代。

对于很多企业来说,IPO上市是成功的象征。对于ASML来说,这仅仅只是一个开始。

2001年前后,ASML推出了名为TWINSCAN的双工件台光刻机。这种设备可以在曝光一片晶圆的同时对下一片晶圆进行检测和校准,实现了生产的连续性,极大地提高了生产效率。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ ASML第一个在市场上走红的产品双工件台光刻机

不过,双工件台光刻机也只仅仅是让ASML成为了“光刻列强”之一,只是一个“门票”性质的产品。

双工件台的效率尽管比起传统的设备高了很多,但技术门槛并不高。对尼康和佳能来说,跟随难度并不大。

ASML想成为市场霸主,就必须在技术上领先老牌厂商。

机会,很快就来了。

当时,业内光刻机的光源所使用的紫外线打的波长均为193nm的DUV(Deep UltraViolet 深紫外线)。业内普遍认为,谁能率先把波长降低,谁就能光刻机的市场上占据领先。

至于为什么波长成了最关键的指标,就需要先了解一下著名的“瑞利判据”。

简单来说,“瑞利判据”是用来对光学仪器的分辨能力进行定义的,所用的指标是“最小分辨角”,写作θ0(读作:西塔-零)。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ 瑞利判据公式

在“瑞利判据”公式之中,θ是光学仪器的“最小分辨角”,λ是入射透镜的光的波长,D是光学仪器透镜的直径。光的波长越短,最小分辨角就越小,仪器的分辨能力就越强大。

所以,对于光刻机厂商来说,谁能够率先让波长变短,谁就能率先制造出分辨能力更强的光学仪器,从而为后期更精密的光刻机生产铺平了道路。ASML就在这个时候遇到了“世外高人”林本坚。

林本坚,祖籍广东,生于越南,曾经在IBM的光学部门、半导体部门工作多年,属于技术专家一类的人物。

当全世界的光刻机厂商都在苦心钻研新的光源,希望把紫外线的波长从193nm降低到157nm的时候,林本坚呵呵一笑:你们初中学的折射知识都忘了吗?

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ 在光学系统和硅片之间加入浸液

林本坚的方案非常简单粗暴——在照射光源和硅晶圆之间注水。水的折射率是1.44,193nm波长的紫外线在水中折射后,波长就只有193÷1.44≈134nm了。效果远远优于157nm,而成本却极为低廉。

但这个方案,却没有打动那些老牌的厂商。毕竟,他们在传统的干式光刻机上已经投入了太多的时间、精力和资源,甚至已经都走向了量产阶段。

选择“林本坚方案”就意味着将自己过去的许多成就推倒重来,很多老牌厂商完全无法接受这样的技术革新,他们的历史包袱太重了。

但ASML不存在这样的问题——ASML早就想颠覆尼康、佳能的“干式光刻机”堡垒了。只是没想到机会来得这么快,ASML刚刚开始发愁,林本坚的“浸润式光刻机”方案就提了出来。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ 尼康到后来也没能在
浸润式光刻机上超越ASML

一拍即合,马上开工。2003年,世界上第一台浸润式光刻机在ASML诞生。

此役之后不久,2007年前后,ASML就超越尼康和佳能的市场份额。

合纵连横

在ASML三十年的发展过程中,有两件事最为紧要。

第一件事是采纳林本坚的“浸润式方案”,第二件事是加入EUV LLC。

EUV LLC,全称是 Extreme UltraViolet Limited Liability Company, 极紫外线有限责任公司。虽然名字里带着“有限责任公司”,但其实本质上是一个联合研究项目,它最初的目标也只是集合行业内的精干力量在193nm光源上取得突破。

整个项目由英特尔公司和美国能源部牵头,其他的参与研究的单位也都赫赫有名:通信巨头摩托罗拉、芯片巨头AMD、“劳伦斯-利弗莫尔”国家实验室(擅长材料科学)、“劳伦斯伯克利”实验室(擅长核物理和物理科学)和桑迪亚国家实验室(擅长核物理)。

除了上述这些美国企业外,只有两家外国公司收到了英特尔的邀请信:荷兰的ASML和德国的英飞凌。

当时市场上如日中天的尼康和佳能,但由于自身的日资属性,压根儿就没被考虑过。

ASML能加入,一是因为它同样属于西方企业,二是ASML在美国政府面前表现得服服帖帖,除了在美国本土留下技术和人才之外,ASML还专门保证新设备上55%的零件都会选择由美国厂商来供应。

这等于是给美国纳了一份投名状。与其说EUV LLC是一个联合研发项目,不如说它是一个由美国政府主导的“科技兄弟会”。

从1997年到2003年,这些单位聚集在了一起研究了六年,发布了上百篇论文,论证了EUV极紫外线作为光刻机光源的可行性,随后EUV LLC宣布解散。

可以说EUV光刻机是整个欧美科技产业最高技术的结晶。

后面的故事,就是我们熟悉的剧情了。

2006年,ASML试制了第一台EUV光刻机样机。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ ASML最先进的EUV光刻机

2012年,ASML开始邀请其主要客户英特尔、三星和台积电入股自己,摊平每年高达十亿欧元的研发成本,联合制造量产型EUV光刻机,并且还保证优先给以上三家企业供货。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ 排名前三的大客户 都已经和ASML绑定

通过这种方式,世界三大芯片制造企业也完成了和ASML的利益捆绑,形成了一个用资本和技术铸造的利益联合体。

就算有新的光刻机玩家杀进了市场,他的客户也不外乎就是英特尔、台积电和三星。用脚趾头都能想到,这三家怎么可能抛弃利益共同体而采购新的陌生设备呢?

ASML的密码:做研究的资格

今天,ASML占据了全球光刻机市场七成以上的份额,在高端EUV光刻机领域一家独大。作为一家制造业企业,每年的毛利率可以达到44%,几乎和轻资产的互联网大厂处在同一个水平。

对ASML来说,它的发展史总共可以分成三段:

第一阶段,从1984年创立到1995年上市,在这个阶段,它只是一个在市场上有一席之地的企业而已,甚至连名气都没有。

第二阶段,从1995年到2012年,在这个阶段,它依靠技术积累和突破,成为了三大厂商之一。

第三阶段,从2013年至今,它依靠独有的EUV技术,一家独大。

第一段到第二段,靠努力还是可以跨越的。但如果想从第二阶段跳跃到第三阶段,除了努力,还需要不一样的“机缘”。

在ASML的发展史之中,“对技术的持续钻研”是三十年一以贯之的主线。但我们要知道,“对技术的持续钻研”其实并不仅仅是一个态度问题——想钻研技术的人很多,但有“资格”钻研技术的人很少。

ASML的财富密码中,最重要的部分其实只有一个:它有这个资格。

而资格有时候比努力更重要。

真正让ASML具有碾压尼康、佳能实力的技术,不是“双工件台”光刻机的设计,而是EUV。而ASML能获得EUV技术,是因为它有资格加入当年的那个“科技兄弟会”。尼康没这个资格,就算再怎么努力也融不进去那个圈子。

不是Nikon不努力,奈何ASML有干爹!

回到EUV光刻机本身,ASML确实是这种设备全球唯一的生产商,但这种设备上的各种技术、零部件却来自全球5000个供应商,和产品直接有关的厂商就有790家。

EUV所使用的光源是波长为13.5nm的极紫外线。这种射线因为波长太短,能量损耗严重,连空气和透镜都会阻挡它的传播,以至于在工作状态下,光刻机内部的某些区域都必须处于真空状态。

为了满足光刻机的工作需求,就需要一种大功率光源,保证即便经过层层损耗仍然能有足够强度的射线投射到晶圆上。

而目前,只有美国的Cymer公司可以提供能产生这种射线的光源。

2013年,ASML花了近20亿欧元,100%收购了这家企业的股份。但中国企业到美国收购的最大拦路虎“外国投资审查委员会”对此却睁一只眼闭一只眼——无他,只因ASML是“兄弟会”的一员。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ ASML可以通过收购的方式 方便地获得相关技术

和ASML形成鲜明对比的就是中国企业的遭遇:

2016年,福建宏芯基金打算收购德国半导体设备生产商“爱思强”。结果当时的美国总统奥巴马直接出手干预,硬生生以“危害美国国家安全”为由要求爱思强必须拆分美国业务后才能被收购。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

然后,这笔交易就黄了。

这,就是资格的能量。

ASML是“欧美科技兄弟会”的终身VIP会员,光刻机更是集合了这个“兄弟会”精华的产品。可以说,如果我们突破了EUV光刻机的技术,那么就等于我们也具备了“兄弟会”的实力。

你们在交易

我们在拼命

现在,欢迎中国的半导体企业和半导体设备生产企业来到了现实世界——一个充满了和教科书、和理想信念的描述不一样的、更真实的世界。

科研的道路上,所有人都会面对各种困难,只不过中国企业要面临更多的困难,更多的莫名其妙的困难。

同样的技术,外国企业可以随意通过收购而取得,但中国企业却总是被各种各样的委员会“审查”。

乐观地来说,外国不少所谓的自主技术也就“图个乐呵”,真正想看独立研究、艰苦创业,还得看中国的厂商。

毕竟,别人花钱就能办到的事情,我们要拼命。

对方就是要想尽一切办法抹杀我们进入高科技市场的“资格”。

实际上,我们一直以来都在努力,所以才有了所谓了“02专项”——突破集成电路制造装备、材料、工艺、封测等核心技术,形成完整的产业链,具备国际竞争力的专项攻坚行动。

根据“02专项”的描述,在“十三五”(2015-2020)期间,我们将能够具备14nm制程工艺的芯片生产技术,但这样的指标仍然落后外国一代。

荷兰光刻机巨头ASML的屌丝逆袭故事:像极了爽文男主

▲ “02专项”中的部分研究课题

在“02专项”之中,上海微电子负责我国自己的“浸润式光刻机”研究,上海微电子的“90nm光刻机样机”目前已经通过了验收,代表了中国国产光刻机的最高水平。长春光机所则专门负责突破EUV技术,目前也已经通过了国家验收。 

但悲剧的是,目前我们和世界先进水平的差异仍然很大。如果仅仅依靠我们自己的努力可能会长期落后下去。

EUV的研发始于1997年,它正式发挥威力是在2016年前后,前后经过了接近20年的时间。对于中国的企业、科研院所来说,我们已经错过了研究EUV的最好时刻,现在的一切只是在“补课”。

中国企业不能总是被人用技术卡脖子,我们应该让自己成为那个无可替代的存在。我们要做的就是像ASML一样,主动成为全球科技产业链的咽喉机关。

既然美国可以主导EUV LLC,那么在下一代半导体装备研究或者其他的前沿科技研究中,中国是否也可以主导成立属于我们自己的“科技兄弟会”?

如果每一家企业的发展历史都能写出一本书,那么ASML的发家史将会是一本类似《凡人修仙》这样的、包含了各种神奇桥段的修仙爽文。

但对中国的企业来说,我们的发展史注定充满了辛勤的汗水和苦涩的眼泪,我们的历史将会是一本《钢铁是怎样炼成的》。

前者或许能享受到聚光灯下的种种荣耀,但只有后者才会成为不朽的史诗。

外国人不愿意带我们做生意,那这生意,我们不做也罢!只是希望他们不要忘了“北斗导航”、“高铁列车”和“国际空间站”的故事。

有朝一日,当我们靠自己的努力和计谋杀进了市场,那些希望靠技术封锁我们的人会再次知道谁才是真正的“粉碎机”。

(本文来源:微信公众号星海情报局 作者:老局长 )

(责任编辑:大林)

引用地址:

TAG标签: ASML 荷兰光刻机 屌丝逆袭故事 爽文男主
顶一下
(6)
100%
踩一下
(0)
0%
免责声明: 除标明《实验室资讯网》原创外,本网部分文章转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息, 并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。 如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,自负版权等法律责任。如涉及作品内容、版权和其它问题, 请在30日内与本网联系,我们将在第一时间删除内容!
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名: 验证码:点击我更换图片
栏目列表
推荐内容
手机查看本页
扫描二维码,
在手机上查看本页!