众所周知,光刻机的大佬是荷兰的ASML(阿斯麦)公司,占领了全球80%的光刻机市场。我国的上海微电子有限公司研发和生产光刻机,但是差距有点儿大,华为目前没有研制自己的光刻机。下文具体说一说。
1、我国的光刻机
ASML的高端光刻机为7nm光刻机,并且7nm EUV光刻机只有ASML可以生产,据说ASML已经准备生产5nm的光刻机。上海微电子(SMEE)的光刻机为90nm制程,差距还是有些远的。正是上海微电子90nm制程的光刻机下线之后,ASML才决定给中芯国际提供一台7nm的光刻机,其中的奥妙大家可以推测。
上海微电子和ASML在光刻机上的差距客观反映了我国和西方精密制造领域的差距,ASML一台顶级的7nm EUV光刻机的关键零件来自于不同西方国家,美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承、法国的阀件等,这些顶级零件对于中国都是禁运的,所以ASML说“即便给你全套的图纸,你也造不出来”。
2、国外光刻机的“技术封锁”
ASML的顶级光刻机售价非常高,一台1.2亿美元,但是即便有钱,我国也很难买到。最主要的原因可能就是《瓦森纳协定》的限制,由美国、日本、英国、荷兰等40个成员国组成,限制向某些国家出口敏感产品和技术许可,而这个禁售名单就包括我国大陆,比如捷克拟向我国出口“无源雷达设备”时,就遭到了美国的横加阻拦,被迫中止交易。
根据瓦森纳协定的规定,只有满足国外和国内技术相差1.5代,才能解除禁运。由于我国研发成功90nm制程的光刻机,同时中科院的“紫外光超分辨率光刻设备”研制成功,光刻分辨率可达22nm,ASML已经开始生产5nm制程的光刻机,所以才解除了7nm制程的光刻机“禁售令”,中芯国际获得了一台。
虽然中芯国际拥有了一台7nm制程的ASML光刻机,但是有很多使用限制,不能给自主CPU代工,也就是不能给龙芯、申威等自主CPU代工和商业化量产,很大程度上影响了自主技术的发展。
总之,我国的光刻机技术与国外先进技术还是有一定差距的,在高端光刻机领域几乎没有“备胎”,所以美国针对华为的“禁售令”,华为通过备胎芯片、备胎操作系统一一解决,但是却无法制造高端芯片,需要依靠台积电等代工,华为能不能挺住,台积电是关键。
众所周知,光刻机的大佬是荷兰的ASML(阿斯麦)公司,占领了全球80%的光刻机市场。我国的上海微电子有限公司研发和生产光刻机,但是差距有点儿大,华为目前没有研制自己的光刻机。下文具体说一说。
1、我国的光刻机
ASML的高端光刻机为7nm光刻机,并且7nm EUV光刻机只有ASML可以生产,据说ASML已经准备生产5nm的光刻机。 上海微电子(SMEE)的光刻机为90nm制程 ,差距还是有些远的。正是上海微电子90nm制程的光刻机下线之后,ASML才决定给中芯国际提供一台7nm的光刻机,其中的奥妙大家可以推测。
上海微电子和ASML在光刻机上的差距客观反映了我国和西方精密制造领域的差距, ASML一台顶级的7nm EUV光刻机的关键零件来自于不同西方国家,美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承、法国的阀件等, 这些顶级零件对于中国都是禁运的,所以ASML说“即便给你全套的图纸,你也造不出来”。
2、国外光刻机的“技术封锁”
ASML的顶级光刻机售价非常高,一台1.2亿美元,但是即便有钱,我国也很难买到。 最主要的原因可能就是《瓦森纳协定》的限制 ,由美国、日本、英国、荷兰等40个成员国组成,限制向某些国家出口敏感产品和技术许可,而这个禁售名单就包括我国大陆,比如捷克拟向我国出口“无源雷达设备”时,就遭到了美国的横加阻拦,被迫中止交易。
根据瓦森纳协定的规定, 只有满足国外和国内技术相差1.5代,才能解除禁运 。由于我国研发成功90nm制程的光刻机,同时中科院的“紫外光超分辨率光刻设备”研制成功,光刻分辨率可达22nm,ASML已经开始生产5nm制程的光刻机,所以才解除了7nm制程的光刻机“禁售令”,中芯国际获得了一台。
虽然中芯国际拥有了一台7nm制程的ASML光刻机,但是有很多使用限制, 不能给自主CPU代工 ,也就是不能给龙芯、申威等自主CPU代工和商业化量产,很大程度上影响了自主技术的发展。
总之,我国的光刻机技术与国外先进技术还是有一定差距的,在高端光刻机领域几乎没有“备胎”,所以美国针对华为的“禁售令”,华为通过备胎芯片、备胎操作系统一一解决,但是却无法制造高端芯片,需要依靠台积电等代工,华为能不能挺住,台积电是关键。
光刻机产业是高度垄断的行业,目前全球仅有4家厂商可以生产制造,它们分别是荷兰的阿斯麦(ASML)、日本的尼康(Nikon)、佳能(Canon)和中国的上海微电子(SMEE)。其中高端市场仅有ASML,在中低端市场中也同样处于优势地位,总的来说一家独占7成以上市场。
华为有没有研制自己的光刻机,可以参考中国目前唯一的光刻机玩家SMEE的研发历程。
上海微电子公司背靠国家,且拥有国内顶尖的科研机构予以支持,不缺钱不缺人的前提几十年只专注与研发光刻机这一件事下也仅仅只有90nm光刻样机可以投产使用。
华为也只是一家公司,从1987年成立至今不过短短几十年,并且其研发领域也不是光刻机这一块。根据任正非先生的讲话可以知道,华为大规模研发投入备胎计划始于2012年,短短几年时间,即便是华为有心投入到光刻机的研发之中,也很难在短时间之内凑效。华为没有必要也没有可能亲自研发光刻机,不过可以采取另一种方式来保证光刻机的使用。
可以参考华为mate9PRO当年被三星断供屏幕事件后华为的应对措施。华为的mate9 pro由于被断供,销量不佳,在此之后,华为大力扶持京东方的发展,并且在高端手机上大量应用京东方的屏幕,使得京东方不仅技术上进步神速,在知名度上也大幅提升。目前上海微电子虽然性能差距较大,但是华为可以与上海微电子以及中芯国际展开合作, 率先 在低端机上使用制程较差的光刻机技术,然后等技术迭代之后再发展至中端以及高端手机。
事实上,目前实验室中已经成功研制出22nm的光刻技术,完全可以投产试用,一旦成功,虽然与对手差距仍较大,但是满足中低端手机问题不大。参考骁龙810处理器,采用20nm制程,上市时间为2014年下半年,正式商用时间为2015年。
也就是说,一旦22nm可成功投产,即便是在最极端的情况下,国外完全封锁,已经足以满足中低端手机的需求。
而在刻蚀机领域,中国已经追上了世界一流水平, 中微半导体自主研发的5nm等离子体刻蚀机已经通过了台积电的层层审核与验证,将用于铺设全球首条5nm制程生产线。 有意思的是,随着中国在刻蚀机领域跻身一线水平,美国商务部取消了对中国刻蚀机的出口管制。
总的来说,华为无需担心芯片无法代工生产,即便是台积电被美国强制封禁,中芯国际也能基本保证华为中低端芯片的生产,不出意外今年中芯国际可以成功投产14nm制程的生产线,基本能满足华为芯片的需求。虽然没有7nm那么好用,但是备胎的作用就在于此。
光刻这种事,华为研究一定不少。讲个小故事,09年前后找了一个咨询团队给我们公司做硬件设计咨询。这帮人就是原华为的技术部门几个人分出来的,据他们介绍,他们在华为时,华为对电阻失效研究到电阻中一种元素含量的精确配比,尽管华为根本不做电阻;对芯片的具体制成技术也研究到非常厉害的程度,直接对TI公司的DSP生产过程提要求,不改进就归入控制使用!华为对技术的细节追溯的极为厉害。所谓技术积累是在就是在大量使用的基础上,摸清楚技术细节的要求。如果09年华为已经可以对ti的dsp制造流程细节做出判断,那么在大举进入台积电制造麒麟芯片的7nm工艺实现领域的华为不可能对关键流程和制造装备功能、性能不知道,光刻机作为整个流程的关键装备技术参数肯定是一清二楚。这些需求规格和技术线路,是asml多年积累的精华所在。知道“需求规格”和“技术线路”是技术积累精华这一点,也就明白,为什么商业软件公司敢开源实现代码,却几乎都不开放“需求规格”和“技术路线”的原因。况且,中国逆向工程能力早已经被西方所了解,所谓“看一眼就怀孕”根本不是虚言。说什么全套图纸给中国都做不出来,这种逗人的话听着都是有损全世界制造业智商的话。不说别的,中国氢弹就因为一张西方新闻图片就加快了若干月;一个美国核潜艇模型,就让中国核潜艇加速几年。以为是神话吗?现在中国人参观德国工厂流水线都不允许,这都不知道吗?
从目前披露的备胎计划看,华为显然对供应链非常有信心。以华为对行业技术的研究,即便光刻这种东西不做,也可以给制造企业开出非常详细的“需求规格”清单,并给相关企业做出技术咨询和技术路线。所以,有华为这种企业存在,就千万别断他的财路,否则,佛挡杀佛绝不是开玩笑的。
一旦有详细的光刻机需求规格和技术路线。加上一些基础研究,以中国目前的制造业配套能力,其他就呵呵了。就会看到下饺子,就知道什么叫基建狂魔,什么叫中国速度。
战机如此、军舰如此、高铁如此、北斗如此、5g如此。还有意外吗?
中国只有一个华为,华为已经在许多领域成为世界第一,中国的高 科技 不能全部指望华为一家公司啊!
中国有那么多高 科技 企业,百度、腾讯、阿里、联想、中兴、小米……那么在核心技术的研发上有没有哪一家公司做出来超越美国的操作系统,有没有设计出跻身世界一流的芯片呢?
中国大A股上千家的 科技 企业,真正有价值的公司有没有超过三家?
中国在人工智能领域据说已经超过了美国,但坦率说仅仅是应用领域超过了美国,有没有哪一家公司可以像谷歌一样设计出AlphaGo?
中国欲想实现复兴梦想,光靠勤劳是没戏的。从古至今,中国伟大的君王都把国家强盛的目标定义为霸业!这就是说,中国古代伟大复兴依靠的并非是国民的辛劳,而是君王的胆魄与国民的勇气和智慧。
百万大军如果只有一万军队能打硬仗,而其他九十九万人只能在旁边呐喊助威是不可能实现中华霸业的!未来世界成王败寇的决定因素与GDP无关,谁掌握 科技 力量谁就能实现梦想。
古人曰,国家兴亡,匹夫有责。每个中国人如果现在把关心教育象关心自己的薪水一样重视,爱狗人士如果把关心同胞象关心狗一样真诚,中国何愁不强?
搞光刻机不是华为的专业,他们当然也可以搞,如果华为把所有的事情都做完了,那么其他人还活着有什么意义呢?
很难,或者说不可能!你如果明白为什么光刻机为什么被ASML垄断?就知道为什么华为不可能研制自己的光刻机了!
你可能会觉得ASML光刻机厉害,不就是技术厉害吗?咱们在技术上赶上它不就完了吗?实际上,这你就错了。可以说,ASML的光刻机的很多设备是来自世界各地,比如制造光源的设备来自美国公司;德国蔡司的镜片等等。
所以,ASML很聪明,我并不自己将技术包裹,我让大家一起全策全力,这就是为什么有人说,ASML光刻机的零部件有超过90%是向外采购。那么,ASML干什么?它的主要能力是将这些技术整合,并且将客户发展成自己的股东。
这就是被人难以理解却令ASML公司能够不被超越的原因,你想使用我的光刻机?没有问题,请投资我,成为我的股东,你就可以优先购买我的产品!这就是为什么台积电可以在ASML2019年将生产极紫外光刻机 (EUV) 的年出货量从30台的设备中,吃下18台!三星,海力士都是它的股东,你能耐它何?
ASML的独特的生产和经营方式,让它可以长盛不衰!而华为却很难在它这么强大的市场占有率下挤进去。其实,华为也不可能进入到光刻机的研发中,毕竟华为不是芯片制造企业,它也不会进入到这个企业。
华为只是一家正常的企业,不是神,不可能什么都做到自产,三星这么庞大的集团(仅三星集团一家的营收,占韩国GDP的五分之一),都没法做到光刻机的自产,仍然要向荷兰的ASML采购,华为的业务还没有三星那么杂,制造环节都需要外包(三星的芯片制造能力仅次于台积电,华为只是在芯片设计领域有一定的优势),更何况是制造环节的上游光刻机了。
华为要研制有可能吗?
如果要研制,当然有可能了,但是如果华为将精力用于研制光刻机,那么势必拖累其他环节的研发生产。再者光刻机并不是一朝一夕可以产出的,光刻机是重资金重技术的行业,没有几十年的功力,要追赶上ASML(阿斯麦)是有一定困难的。
国内并非没有光刻机的生产企业,比较有名的就是上海微电子装备(集团)股份有限公司(SMEE)。这家公司成立于2002年3月, 是在国家 科技 部和上海市政府共同推动下 ,由国内多家企业集团和投资公司共同投资组建的高 科技 技术公司, 是生产芯片光刻机的国内唯一企业,也是国家重点扶持 科技 项目 。目前主要致力于大规模工业生产的中高端投影光刻机研发、生产、销售与服务。
这家企业最大的股东为上海电子(集团)总公司,第二大股东上海 科技 创业投资有限公司,均为国有企业,可以说国家是在背后出力的。
成立十六年了,SMEE把光刻机从设想变成了图纸、把图纸变成了产品、把产品变成了光刻技术的突破,但是目前SMEE能够生产的光刻机还落后于老牌的ASML一代。光刻机从出现到现在一共历经了五代,现在荷兰的ASML已经可以生产出第五代最先进的7nm的光刻机(量产),而上海微电子最先进的只研发出了第四代的90nm,且尚无法量产。所以华为现在要做这个的话难度不是一般的大。
研发投入
荷兰的ASML(阿斯麦)最近几年的研发投入在不断增长,2018年的研发投入已经超过的16亿欧元,虽然跟华为的113亿欧元比起来有差距,但是ASML(阿斯麦)只研发光刻机,华为则是通信及手机等各方面的投入。再者ASML背后既站着三星、台积电这些顶尖的芯片制造企业(7nm的光刻机就是台积电配合下研发出来的),也站着德国银行、美国摩根等等众多的财团,因此它可以吸收实用美国的光源技术、德国的镜头技术、瑞典的轴承技术等等来强化自己,这些是上海微电子和华为所无法比拟的。
总结
综上所述,目前华为不可能在研发自己的光刻机,如果华为有心进入光刻机领域,还不如直接入股上海微电子,这样起步更快。华为也是一家正常的企业,不是神,不可能什么都面面俱到的。
中美贸易战进一步升级,演变成为了 科技 封锁,使得我们为华为捏了一把汗。
那么,如果失去芯片代工,华为能否研制自己的光刻机呢?
芯片代工能够对华为产生的影响
可以说如果失去台积电的芯片代工,对于华为来说将会造成致命性的打击。
华为将会彻底失去高端芯片的生产,不过台积电已经宣布,将不会与华为中断合作。
那么,华为有没有想过自己生产芯片呢?
芯片生产所需要的设备
生产芯片就无法离开光刻机,具备7nm工艺生产能力的光刻机仅ASML公司能够生产。
国内能够生产光刻机的为中国科学院光电技术研究,可生产22nm工艺芯片,通过技术手段可以实现10nm的芯片生产。
华为是否会研发光刻机
个人认为,华为并不具备研发光刻机的条件。
即便美国实施 科技 封锁,但是市场经济全球化将会是未来发展的主要旋律,并非任何事物均需要自研。例如光刻机中的光学镜头由德国Carl Zeiss提供,光源由美国的Cymer提供,不可能任何部件都实现自行研发。
当前唯一可行的方案,由国家牵头,多家 科技 公司入股共同研发的方式。
您觉得华为是否有可能或有必要研发的光刻机么?
或许是老美的计策和阴谋。 老美已经看到集成电路的瓶颈了,所以大力地打压华为等中国的企业。 这样我们就会大力地发展和追赶他们已经非常成熟和快要放弃的技术。 而等我们辛辛苦苦研究出来后,对不起,他们的量子计算机出来了,其它非芯片的包括生物计算等设备开始大量应用。 市场产品规则全部变了。 我们的cpu和系统已经完全无用了,然后又免费把现在的技术开放出来。 让我们的所谓的赶超和跨越战略完全成了浪费。
总之,我们再开发或研究现在已经成熟的技术对不对,希望大家多考虑。 我们还是在存量的圈子里转是不是最好的对策? 我们应该去研究增量,开发增量,开拓增量。 不要只是盯住手机这块市场。 以后的可穿戴设备, 虚拟现实, 云计算,并行的超级计算可能才是未来!
介于现在的局面,如《悟空》中暗示,没有工艺设备支持,华为的高 科技 研发就会止步。更不会有任正非的纵向横向之决断。
那么,华为必定要研发工艺设备,这也是华为继续大量招聘人员的缘由之一。华为不止自己需要,还要有打败对手的能力。如果对手现在是5nm,华为也是5nm就不会申张而是隐忍。这就说明当初华为有能力研发7nm芯片实际已经拥有7nm工艺设备能力(必须要测试稳定性能才能外协加工,而这是不能外宣),只是产能不够并且要给伙伴让路。
华为同样决不会给台积电卡脖子机会,实际台积电得知为华为的代工产量有出入才不会理会禁令。困境生存是华为的常态还不是极端,至暗还有一线光亮。无论如何,华为总把最终在黑暗中踏路的能量把握在自己手中,而设备工艺制造就是最后的底线。
所以,说华为么有自己制造能力的是没有注意到任正非的人生之路中的困路。
掩模对准器的制造商是ASML。自1984年以来,ASML的光刻解决方案一直是半导体行业的创新领导者,并在如此小的规模内实现了巨大的飞跃。结合硬件和软件,它提供了在硅上大规模生产图案的整体方法。在全球16个国家和地区,有60家ASML公司的主要产品是光刻机,这是生产大规模集成电路的核心设备。在国际同类产品中占有90%的市场份额,14nm工艺以下市场份额***。扩展信息:ASML为半导体制造商提供掩模对准器和相关服务。TWINSCAN系列是世界上最精确、最多产、应用最广泛的高端光刻模型。世界上大多数半导体制造商从ASML购买TWINSCAN型号,如英特尔、三星、海力士、TSMC、SMIC等。
因为中兴通讯被美国商务部禁售,这种只有行业人士才知道的高端设备也被大众所知晓,这就是光刻机,它是生产芯片最为关键的设备之一。最高端的光刻机一台能卖一亿美元,并且还得排队购买,即便了下单一般21个月后才能供货。
全球高端光刻机来自荷兰ASML,中文叫阿斯麦,这家全球最顶级的光刻机制造商目前占全球高端高光刻机90%以上的市场份额,也就是说ASML公司处于绝对垄断地位。
荷兰ASML是从著名电子制造商飞利浦独立出来的,专注高端技术研发,生产高端光刻机。公司的经营策略有两大特色,一是进行全球采购,确保能得到最先进的元器件,二是优先供货给投资者,所以IBM、台积电、三星、英特尔等都占有公司股份,这对ASML来说即保证了充足的研发资金又能对高端产品市场销售进行足够的控制。
ASML公司最新产品EUV,也就是极紫外线光刻机,预计2019年供货给中芯国际,该设备是全球最高端也是唯一可以生产10纳米以下芯片的光刻机,这对IC行业发展影响巨大。
荷兰有家高 科技 公司,叫做ASML,中文叫做阿斯麦公司,是一家专门生产制造电子芯片机器的公司,总部设在荷兰的Veldhoven。这里生产的机器,目前每台价值1亿欧元左右,而且订单已经排到明年。今年计划供应22台,明年至少30台。
这家荷兰的阿斯麦公司,是世界芯片制造业的领头羊,其客户包括IBM、TSMC和Intel等芯片巨头。 阿斯麦公司在这个产品市场的占有率,目前达到90%,竞争对手是日本的佳能和尼康。
随着手机、掌上电脑和各种电子设备的流行,对电子芯片的需求日增。该公司总裁Peter Wennink去年曾说,需求很多,越来越多。估计到2020年全世界有500亿台电脑和互联网连接,因此,对运算和记忆用的芯片需求数量很大。
阿斯麦原来是荷兰电子巨头飞利浦属下的一个研发半导体产品的部门,后来从飞利浦公司分离出来,1984年跟飞利浦合组新公司,是该公司ASM International和Philips的合并,用了ASM Lithography的名字,简称就是ASML。
多年来,该公司不断创新,不断推出新一代产品,保持着世界领先的地位。从最初只能生产45个纳米(Nanometer)的芯片,采用新的技术,在2024年,将推出制造只有3个纳米的芯片的新机器。
这家公司,从1995年开始,已经在阿姆斯特丹和美国的NASDAQ上市。
日前,该公司在发表最新业绩的同时,宣布全球招聘3000人。公司总裁Peter Wennink说,荷兰国内这方面的专业技术人才已经逐一梳理过了,必须引入外国的人才,否则公司难以得到更大的发展。这位总裁说,现在人人谈论比特币、区块链、人工智能、自动 汽车 等,尚没有提及手机和云计算,而这一切,都离不开芯片这个产业,而芯片产业则缺少不了制造的基础,这是基础中的基础!
去年,该公司全球一共有10万多人求职,最终聘了2500人,40%是荷兰人,其余是外国人,聘用的人员过半在荷兰工作。
根据2016年的数字,全公司一共有将近17万名员工,其中2600多是临时职位,员工分别来自100多个国家。
在荷兰华人学者与工程师协会主持举办的人才论坛上,有在ASML工作的华人学者,呼吁华人专业人士前往ASML求职。
这就是著名的阿斯猫公司了。作为全世界芯片产业链、食物链的最顶端产品,阿斯猫的光刻机是这个星球上单价最贵最高的产品之一,关键人家还是有着极高的 科技 含量,全世界也仅此一家,别无分号。
阿斯猫最早是飞利浦旗下的产业,后来慢慢独立,外界也不容许这么关键的产品被放在飞利浦的帐下,还是让它保持相对独立更好,后来包括三星还有几家芯片业巨头,也买了些阿斯猫的股份,核心还是不让一家独大。
阿斯猫的牛逼,不仅在于它垄断了芯片行业最牛逼的光刻机,而且它的产业链上也集中了德国光学巨头蔡司、日本光学巨头尼康佳能等,对于从14nm到7nm演进的芯片业,阿斯猫的作用毋庸置疑。
中国不是不想发展光刻机,但据说中国目前光刻机的技术极限是几十纳米,差不多比阿斯猫落后了几十年。
当然,最近有个好消息就是,阿斯猫并不是绝对的对华封杀,今年好像卖给了中国企业一台光刻机,当然还得考虑阿斯猫的年产量太低了,到底啥时能交货,还不知道。
从广面聊聊吧;花絮聊聊吧。
对于其发展过程、作用、名字这里就不赘述了。
这就是现代战争。
你想买、他还不卖给你,你想做、你做不了。谁出钱使他们变成百万富翁、千万富翁、亿万富翁?是你、我,任何一个使用电脑、手机、高精仪器的人。
一吨黄金大约3700万欧元。
一吨碳钢大约600欧元。
利润率、利益量多么巨大!这地方能不富裕?
这样的企业很多很多,如暴雪、AMD……,没人提您可能都不知道……
这么巨大利益的获取是枪炮能达到的吗?
是多年的励精图治、信仰科学、回避口头上的你对我错、发展高度文明……的环境促成。
世界新的利益得失必将是在高精尖产品上,随着时间推移以后更明显。
这样的国家很多,像瑞士的手表、医疗设备……
那些一天到晚强调那几架破飞机速度、导弹速度、说狠话、拍胸脯的该醒醒神了,落后战胜不了先进,愚昧最终被智慧诏安。
古往今来决定博弈输赢的是:以优质的发展环境、聚拢高精尖人才、高精尖 科技 、高精尖工业及工业总量为核心的综合国力,除此无它。
荷兰什么公司这么牛,一台机器一亿欧?它就是全球最大芯片光刻设备市场供货商阿斯麦 (ASML) 。
阿斯麦公司ASML Holding NV(NASDAQ:ASML、Euronext:ASML)创立于1984年,是从飞利浦独立出来的一个半导体设备制造商。前称ASM Lithography Holding N.V.,于2001年改为现用名,总部位于荷兰费尔德霍芬(Veldhoven),全职雇员12,168人,是一家半导体设备设计、制造及销售公司。
目前全球绝大多数半导体生产厂商,都向ASML采购TWINSCAN机型,例如英特尔,三星,海力士,台积电,联电),格芯及其它半导体厂。随着摩尔定律的发展,芯片走向了7nm以下,这就需要更高级的EUV光刻系统,全球只有ASML的NXE:3400B能够满足需求。
ASML的光刻机怎样帮芯片助力?我们可以看一下ASML官方的介绍:
简单来说,这种光刻设备是一种投影系统。这个设备由50000个零件组装而成。
实际使用过程中,则通过激光束被投穿过一片印着图案的蓝图或光掩模,光学镜片将图案聚焦在有着光感化学涂层的硅晶圆上,当未受曝光的部分被蚀刻掉时,图案随即显现…
此制程被一再重复,用以在单个芯片上制造数以十亿计的微型结构。晶圆以2纳米的精准度互相叠加,并加速移动,快如闪电,达到这种精确度可谓高 科技 ,要知道,即使头发丝也有十万纳米,2纳米的精细可想而知。
朋友们,通过我的简单介绍是不是增长了些许知识?最后祝我们大中华,在 科技 领域快步赶上!
这家公司就是荷兰的asml公司,主要生产光刻机,在2017年,该公司卖出了198台光刻机,垄断了80%的高端光刻机市场。所有芯片制造商都必须要买asml光刻机,否则根本就无法生产芯片,而且一定要买最新的光刻机。
但是,即便如此,asml的光刻机仍然供不应求,需要提前预订,否则根本来不及生产,据悉今年80%的产品都是去年预订的,如果不提前预订根本买不到asml光刻机。
你认为哪家公司能把中国芯片做好?小米还是华为?
荷兰光刻机巨头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。
拜中美贸易所赐,这家荷兰企业在中国名声大噪,但是人家确实是有个实力,因为人家占据着70%的全球光刻机的市场,目前可以说是世界顶级的半导体加工设备制造商,而尼康和佳能和ASML的差距不是一星半点。
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。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。此前的ASML,只是飞利浦旗下的一个品牌。
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。
2001年前后,ASML推出了名为TWINSCAN的双工件台光刻机。
2006年,ASML试制了第一台EUV光刻机样机。
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。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。
这也就是为什么英特尔、三星和台积电只有这三家公司目前的芯片加工技术为什么一直领先世界半导体制造行业。
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。
荷兰阿斯麦(ASML)一家200来人的小公司,这是众所周知的生产芯片制造设备——光刻机成套设备。这种设备全世界也就仅此一家,一般都是排队预定的。阿斯麦(ASML)产量并不高,年产量也就5~6台套设备。由于阿斯麦设备含有部分美国技术,所以美国以此为由打压华为,限制对中国出售该设备。
其实,阿斯麦(ASML)发展曾经遇到技术瓶颈时台积电工程师对其有过突破瓶颈之重大贡献,这位工程师后来由于其它原因与张汝京一道离开了台积电回到大陆创办了如今已经走过了20个年头的中芯国际。如今的中芯国际已经成为了中国在芯片制造领域的国家队。光刻机毕竟是目前世界上精度最高,技术最复杂的设备。我们相信中芯国际一直在努力突破光刻机的技术瓶颈。 “长风破浪会有时,直挂云帆济沧海”。 中芯国际终究会使中国人有扬眉吐气那一天的到来!
ASML公司(全称: Advanced Semiconductor Material Lithography),中文名称为阿斯麦(中国大陆)、艾司摩尔(中国台湾)。是总部设在荷兰Veldhoven的全球最大的半导体设备制造商之一,向全球复杂集成电路生产企业提供领先的综合性关键设备。ASML的股票分别在阿姆斯特丹及纽约上市。
总部位于荷兰Veldhoven,欧洲人均科研经费排名第二的高 科技 公司。2010年,其全球净销售收入超过45亿欧元。2011年,卖出222套机器
,全球净销售收入56.51亿欧元,净利润14.67亿欧元。截止2011年,全球市场占有率75%。
中国分公司地址:上海市张江高 科技 园区松涛路560号A栋17楼
ASML总部,荷兰Veldhoven
产品服务
ASML为半导体生产商提供光刻机及相关服务,TWINSCAN系列是目前世界上精度最高,生产效率最高,应用最为广泛的高端光刻机型。目前全球绝大多数半导体生产厂商,都向ASML采购TWINSCAN机型,例如英特尔(Intel),三星(Samsung),海力士(Hynix),台积电(TSMC),中芯国际(SMIC)等。
ASML的产品线分为PAS系列,AT系列,XT系列和NXT系列,其中PAS系列光源为高压汞灯光源,现已停产,AT系列属于老型号,多数已经停产。市场上主力机种是XT系列以及NXT系列,为ArF和KrF激光光源,XT系列是成熟的机型,分为干式和沉浸式两种,而NXT系列则是现在主推的高端机型,全部为沉浸式。
目前已经商用的最先进机型是Twinscan NXT 1950i,属于沉浸式光刻机,用来生产关键尺度低于38纳米的集成电路。
目前市场上提供量产商用的光刻机厂商有三家:ASML, 尼康(Nikon),佳能(Canon)。 根据2007年的统计数据,在中高端光刻机市场,ASML占据大约60%的市场份额。而最高端市场(例如沉浸式光刻机),ASML大约目前占据80%的市场份额。不过,竞争对手尼康也在奋力追赶,主要优势在于相对较低的价格。
在中国
ASML一直致力于中国市场的拓展与合作,包括香港在内目前已经在北京,上海,深圳,无锡等地开设分公司,为客户提供及时的服务和咨询。随着公司业务的扩大和中国半导体产业的发展,相信大连,成都,重庆,武汉等新兴的半导体基地也会纳入ASML的版图之内。ASML有信心和中国半导体从业者一道,为技术创新和市场拓展开辟道路。目前ASML已经与浙江大学,大连理工大学,哈尔滨工业大学,上海交通大学等著名高等学府签定奖学金及科研合作协议,为培养和吸引本地人才,做出自己的一份贡献。
这个能卡主世界半导体行业脖子的公司,叫做阿斯麦,是世界上最顶级的光刻机制造商,全世界没有任何一家公司能与其并驾齐驱。
目前我国唯一能生产光刻机的公司是上海微电子(SMEE),占据了中国80%的市场份额。但即便是中国最先进的光刻机厂商,也仅仅是能90nm的光刻机。而这个牛逼的阿斯麦ASML公司,已经可以生产7nm,甚至是5nm的EUV光刻机了,差距真不是一代两代。
1、ASML的成立
在阿斯麦诞生之前,光刻机领域是索尼的天下。因为光刻机所使用的核心技术是感光和投影,索尼相机技术世界闻名,做光刻机自然水到渠成,比如我们以前经常用到的CD,就和这个比较类似。
阿斯麦成立之初,要技术没技术,要人才没人才,钱也少的可怜,直到他们开始和飞利浦实验室的合作,才开始了他的腾飞之路。
其实,早在几年前,飞利浦实验室就研发出自动化步进式光刻机(Stepper)的原型。但对此他们自己也没有信心,求着和其他大厂合作,也没人搭理他。后来,阿斯麦瞅准这个机会死命追求这个白富美,飞利浦实验室看不起这个矮穷矬,考虑了一年多,看到真的没人接盘,才考虑嫁给它,成立股权对半的合资公司。
2、超越索尼
和飞利浦成立合资公司,也仅仅是让ASML在光刻机行业立足了。但光刻机行业依然是索尼的天下,阿斯麦的市场份额长期不超过10%,被索尼远远甩在身后,直到一代牛人林本坚的出现。
在此之前,制作光刻机使用的一直是以空气为介质的“干式”投影技术,但这种技术发展到一定阶段遇到了一个瓶颈,那就是始终无法将光刻光源的193nm波长缩短到157nm。
当时,全世界的半导体行业都科学家,都投身光刻机领域,提出了很多方案,但要么是不具有可行性,要么就是太过超前,没有一个可以用的。
当时时任台积电研发副总经理的林本坚也注意到这个问题,他考虑如果157nm难以突破,为什么不退回到技术成熟的193nm,把透镜和硅片之间的介质从空气换成水,这样就可以突破157nm的限制,将波长所小到132nm。这个方案被成为“浸入式光刻技术”
虽然“浸入式光刻技术”更加现金,但当时却不被市场所接受,因为当时 社会 已经投入了巨资研究,一旦放弃,相当于之前的投入都打了水漂。所以,即便林本坚导出安利他的技术,依然没有任何公司愿意买账,直到遇到了阿斯麦。
林本坚加入阿斯麦后,迅速攻克了“浸入式光刻技术”的一系列难题,并达成了与inter和台积电的合作。后来阿斯麦还与台积电合作,双方共同研发成功全球第一台浸润式微影机。这种技术比索尼的干式微影技术技术更先进,成本也更低,所以迅速抢占了属于索尼的市场。
到了2009年,阿斯麦已经占有了70%的市场份额,索尼也从多年老大,憋屈的成为老二。
3、美国的助攻
虽然阿斯麦在与索尼的竞争中暂时获胜,但索尼也卯足力气要追赶上去。但美国的排挤,直接熄灭了索尼的所有幻想。
Intel和美国能源部共同发起成立EUV LLC组织,汇聚了美国顶级的研究资源和芯片巨头,包括劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室和桑迪亚国家实验室等三大国家实验室,联合摩托罗拉(当时如日中天)、AMD等企业,投入2.25亿美元资金,集中了数百位顶尖科学家,只为一件事:极紫外光刻机到底可不可行?
但这样一个重要的组织,却因为美国政府的干预,把索尼排除在外。
这时候的索尼所有的研究和技术只能自己一个人搞,而阿斯麦则是集合了全世界最顶级的智慧,享受全世界半导体领域的成果。
后来阿斯麦还在2013年,分别并购了美国光刻机巨头SVGL(硅谷光刻集团)和美国准分子激光源企业Cymer,打通了极紫外光刻机的生产产业链。然后,阿斯麦就生产出了5nm制作工艺的极紫外光刻机,彻底奠定了领先地位。
以上就是阿斯麦公司的发展经历,可以说阿斯麦的成功固然是自身苦心经营的结果,但也是全世界的结晶,是全世界最优秀的科学家的努力,才一步步突破了光刻机的种种限制,成就了阿斯麦如今蔑视群雄的霸主地位。
所以, 很多时候我们都讲,中国这么大,这么厉害,为什么连一台光刻机都造不出来的时候,我们应该想到,中国一个国家人才,是否能抵得上全世界的智慧?即便如此,我们的科学家和企业家依然在做,这是无奈之举,也是我们大国崛起的必经之路。
芯 东西(ID:aichip001)文 | 董温淑
现在,5nm制程芯片作为目前可量产的最先进芯片,将是顶级手机的标配,也是摩尔定律真正的捍卫者。年内将推出的华为Mate 40采用的麒麟1020芯片、苹果iPhone 12搭载的A14仿生芯片不出意外,都会采用5nm制程。
不少证据正在证实这一点,3月份,有爆料称台积电成功流片麒麟1020;4月份,台积电宣布为苹果代工A14芯片;在近期的中美贸易摩擦中,台积电是否能按时向华为出货Mate 40芯片也着实让人捏了一把汗。这一连串事件之中,为两大手机龙头代工芯片的台积电成为关键角色,举足之间关系着华为手机芯片供应的命运。
然而, 台积电能吃下苹果、华为的5nm订单,背后还少不了一家荷兰厂商的存在 :芯片制造要想突破10nm以下节点,必须要用到EUV(极紫外线)光刻技术,而 EUV光刻机只有荷兰公司阿斯麦(ASML)能造 。不论是5nm量产赛道第一名台积电,还是第二名三星,想造出产品,就只能先乖乖向阿斯麦订货。
作为全球5nm产线不可或缺的狠角色,阿斯麦到底是一家什么样的公司?
我们不妨先理解“光刻”这项技术的重要性。如果把芯片比作刻版画。芯片生产的过程就是在硅衬底这张“纸”上,先涂上一层名为光刻胶的“油墨”,再用光线作“笔”,在硅衬底上“拓”出需要的图案,然后用化学物质做“刻刀”,把图案雕刻出来。
其中,以光线为“笔”、拓印图案这一步被称为光刻。在芯片制造几百道工序里,光刻是芯片生产中最重要的步骤之一。图案线条的粗细程度直接影响后续的雕刻步骤。目前市场上主流的光刻技术是DUV(深紫外线)技术,最先进的则是EUV技术。
完成这一步需要用到的设备——光刻机,一台售价从数千万美元高至过亿美元。要知道,美国最先进的第五代战机F-35闪电II式的售价还不到8000万美元。
放眼全球,光刻机市场几乎被3家厂商瓜分:荷兰的阿斯麦(ASML)、日本的尼康(Nikon)和佳能(Canon)。
在这3家中,阿斯麦又是当之无愧的一哥。据中银国际报告, 阿斯麦全球市场市占率高达89% !其余两家的份额分别是8%和3%,加起来仅有11%。 在EUV光刻机市场中,阿斯麦的市占率则是*** 。
要指出的是,阿斯麦并非生来就含着金汤匙。阿斯麦成立于1984年,入局光刻机市场晚于尼康(1917年成立,1980年发售其首款半导体光刻机)和佳能(1937年成立,1970年推出日本首台半导体光刻机)。成立之初,阿斯麦只有31名员工,还曾面临资金链断裂的窘境。
36年间,这家几近破产的小公司是怎样成长为光刻机一哥的?又是如何在十多年里占据第一宝座屹立不倒的?今天,智东西就来复盘这家荷兰光刻机之星的逆袭之路。
更为重要的一点,在美国狙击华为芯片供应的组合拳里,阿斯麦间接或直接地成为一颗关键棋子,美国人凭什么限制阿斯麦的生意,背后又有怎样的渊源?
在郁金香国度荷兰的南部,坐落着一个居民人数20余万的市镇,艾恩德霍芬,阿斯麦(Advanced Semiconductor Material Lithography,直译:先进半导体材料光刻技术)总部就位于此。
阿斯麦是一家采用“无工厂模式”的光刻设备生产商,主要产品就是光刻机,还提供服务于光刻系统的计量和检测设备、管理系统等。
翻开全球芯片厂商的光刻机订货单,其中绝大多数都发给了阿斯麦。以2019年为例,阿斯麦共出货229台光刻机,净销售额为118.2亿欧元,净利润为25.2亿欧元。相比之下,尼康出货46台,佳能出货84台。
▲阿斯麦、尼康、佳能出货量对比
除了出货量占优,阿斯麦(ASML)也代表着全球最顶尖的光刻技术。在阿斯麦2019年卖出的229台光刻机中,有26台是当今最高端的EUV(极紫外线)光刻机。而在EUV光刻市场,阿斯麦是唯一的玩家。
EUV光刻机采用13.5nm波长的光源,是突破10nm芯片制程节点必不可少的工具。也就是说,就算DUV(深紫外线)光刻机能从尼康、佳能那里找到替代,但如果没有阿斯麦的EUV光刻机,芯片巨头台积电、三星、英特尔的5nm产线就无法投产。
时间迈进2020,光刻机市场三分的格局中,阿斯麦已稳居第一10多年。在“光刻机一哥”光环的背后,阿斯麦又有怎样的故事?
智东西从技术路线选择、先进技术攻关、资金支持、研发投入等方面入手,还原出这个故事真实、立体的脉络。
罗马不是一天建成的,阿斯麦的成功也绝非一蹴而就。今日风头无两的光刻机市场一哥背后,是一个卑微的开始和一段曲折的往事。
故事要从20世纪80年代讲起,那时候距离摩尔定律被正式提出(1975年)不到10年,增加芯片晶体管数目还不是让全球半导体学者挤破头的课题。相应地,对光刻机光源波长的要求较低。当时的光刻机采用干式微影技术,简言之,光源发光,光线在涂有光刻胶的硅基底上“画”就完了。
比如,1980年尼康推出的可商用步进式重复式光刻机(Stepper),光源波长为1微米。连芯片厂家英特尔也自己设了个光刻机部门,用买来的零件组装光刻机。
通俗来说,步进式重复光刻机的工作原理是使涂有光刻胶的硅片与掩膜板对准并聚焦,通过一次性投影,在晶圆片上刻画电路。
▲尼康1980年推出的光刻机NSR-1010G
在这种背景下,荷兰电子产品公司飞利浦在实验室鼓捣出了步进式扫描光刻技术的雏型,但拿不准这项技术的商业价值。思前想后,它决定拉人入伙,让合作者继续研发,这样既有人分摊成本,也给了自己观望的机会。
步进式扫描光刻技术的原理是,光线透过掩膜板上的狭缝照射,晶圆与掩膜板相对移动。完成当前扫描后,晶圆由工作台承载,步进至下一步扫描位置,进行重复曝光。整个过程经过重复步进、多次扫描曝光。
▲步进式扫描光刻技术示意图
在飞利浦的设想里,理想的合伙人当然是技术先进、实力雄厚的美国大厂,如IBM、GCA之流。但在美国走了一圈后,飞利浦意识到了现实的骨感:各大厂商纷纷表示拒绝。
但是,并非所有人都不看好飞利浦的光刻项目,就在飞利浦碰壁之际,荷兰小公司ASMI(ASM International,直译为ASM国际)的老板Arthur Del Prado跑来,自荐要接下飞利浦的光刻项目。
▲Arthur Del Prado
ASM International创立于1964年,是一家半导体设备代理商,对制造光刻机并无经验。因此,飞利浦犹豫了1年的时间。最终,1984年,飞利浦选择“屈就”,同意与ASMI公司各自出资210万美元,合资成立阿斯麦,由这才开启了阿斯麦的故事。
阿斯麦首任CEO为Gjalt Smit,任职时间为1984~1988年。据称,由于阿斯麦成立初期知名度较低,Gjalt Smit曾在未经授权的情况下在阿斯麦招聘广告中使用飞利浦的标志。
▲阿斯麦创始初期CEO Gjalt Smit
2013年至今,阿斯麦总裁兼CEO由Peter Wennink担任。Peter Wennink早在1999年就加入了阿斯麦,曾担任过执行副总裁、首席财务官等职。在加入阿斯麦之前,Peter就职于全球四大会计师事务所之一的德勤会计师事务所。
▲现任阿斯麦总裁兼CEO Peter Wennink
其实,在与飞利浦合资成立阿斯麦之前约10年的1975年,ASMI就曾在香港开设办公室。最初,ASMI香港办公室只负责销售,随着时间推移,该办公室发展出了生产能力。1988年,ASMI在香港办公室的基础上成立了新公司ASMPT(ASM PACIFIC Technology,直译为ASM太平洋技术)。到今天,ASMPT已成长为全球最大的半导体组装和封装技术供应商之一。
作为站在阿斯麦、ASMI、ASMPT背后的操盘手,Arthur Del Prado成为一代业界传奇,被誉为“欧洲半导体设备行业之父”。2016年,这位传奇人物以85岁高龄逝世,但与他渊源颇深的三家半导体公司仍在创造新故事。Arthur的长子Chuck Del Prado,于2008年接替Arthur继任为ASMI CEO,并于2019年退休。ASMI现任CEO是Benjamin Loh。ASMPT现任CEO是Robin Ng。
回到阿斯麦的故事,飞利浦同意出资210万美元成立阿斯麦,但拒绝提供更多资金和办公场地。成立之初的阿斯麦只有31名员工,由于没有办公室,这31名员工就窝在飞利浦大厦外的简易木板房里办公。当时, 飞利浦绝不会想到,这个几乎被当作“弃子”的项目和退而求其次选择的小公司,孕育出的是能把尼康拉下马的光刻机新星。
▲垃圾车后面就是阿斯麦成立之初的简易木板屋,其后的大厦是飞利浦大厦
如前所说,20世纪80年代还是光刻机的技术红利期。在干式微影技术的技术路线下,阿斯麦成立的第一年就造出了步进式扫描光刻机PAS 2000。 但是,技术的红利期很快就会过去,之后发生的一切会造就光刻机市场的新格局。
▲阿斯麦于1984年推出的PAS 2000
进入21世纪,为了延续摩尔定律,人们改进了晶体管架构方式,但光刻机光源波长卡在了193nm上。这造成的后果是光刻“画”出的线条不够细致,阻碍晶体管架构的实现。要解决这个问题,最直接的方式就是把光源波长缩短,比如尼康、SVG等厂商试图采用157nm波长的光线。
实践中,实现157nm波长的光刻机并不容易。首先,157nm波长的光线极易被193nm光刻机使用的镜片吸收;其次,光刻胶也要重新研发;另外,相比于193nm波长,157nm波长进步不到25%,回报率较低。但在当时,这似乎是唯一的办法。
到了2002年,时任台积电研发副经理林本坚提出:为什么非要改变波长?在镜头和光刻胶之间加一层光线折射率更好的介质不就行了?那么什么介质能增加光的折射率呢?林本坚说,水就可以。与干式光刻技术相对,林本坚的技术方案被称为浸没式光刻技术。经过水的折射,光线波长可以由193nm变为132nm。
时间再往回推15年(1987年),林本坚就职于IBM,那时他就有了浸没式光刻技术的想法。2002年芯片制程卡在65nm之际,林本坚看到了浸没式光刻技术的机会。为了解决技术难题、消除厂商疑虑,林本坚花费半年时间带领团队发表3篇论文。
当时,业界质疑水作为一种清洁剂,会把镜头上的脏东西洗出来,还有人担忧水中的气泡、光线明暗等因素会影响折射效果。根据林本坚团队的研究,他们提出了一种曝光机,可以保持水的洁净度和温度,使水不起气泡。虽然这种曝光机并未在实际中被采用,但林本坚的研究证明了技术上的难题是可以被解决的。
他还亲自奔赴美国、日本、德国、荷兰等地,向光刻机厂商介绍浸没式光刻的想法。但是,有能力进行研发的大厂普遍不买账。
▲林本坚
个中原因也不难理解,自20世纪60年代起,玩家入局光刻机市场,在干式光刻技术上投入了大量财力、人力、物力,好不容易踏出一条可行的技术路线。如果按照林本坚“加水”的想法,各位前辈就得“一夜回到解放前”,从技术到设备重新 探索 。很少有人舍得这么高的沉没成本。但是,“很少有人”不代表“没有人”。
奔波到荷兰后,林本坚终于听到了一个好消息: 阿斯麦愿做这第一个吃螃蟹的勇士 。2003年10月份,ASML和台积电研发出首台浸没式光刻设备——TWINSCAN XT:1150i。2004年,阿斯麦的浸没式光刻机改进成熟。同年,尼康宣布了157nm的干式光刻机和电子束投射产品样机。
但是,一面是改进成熟的132nm波长新技术,一面是157nm波长的样机,胜负不言而喻。
数据显示,在2000年之前的16年里,ASML占据的市场份额不足10%。2000年后,阿斯麦市场份额不断攀升。 到2007年,阿斯麦市场份额已经超过尼康,达到约60%。
当命运之神把浸没式光刻微影的机遇摆放到阿斯麦、尼康等玩家面前,只有阿斯麦勇敢地伸出手,而尼康则是成也干式微影、败也干式微影。 在全球光刻机市场这一回合的较量中,阿斯麦选择了正确的技术路线,从而赢得了后来居上的机会。
▲首台浸没式光刻设备——TWINSCAN XT:1150i
如果说推出浸没式光刻机让阿斯麦领先尼康一步,那么突破EUV光刻技术则让它成为了名副其实的光刻机一哥。2010年至今,EUV光刻市场中只有阿斯麦一位玩家。
突破10nm节点能够带来的经济效益不必赘述,在众多玩家中,为什么只有阿斯麦掌握了EUV光刻机的核心技术?实际上,这与它集合了美国、欧洲的顶级科研力量有关。 这段故事还要从1997年讲起。
1997年,英特尔认识到跨越193nm波长的困难,渴望通过EUV来另辟蹊径。为了能从其他玩家处借力,英特尔说服了美国政府,二者一起组建了一个名为“EUV LLC(The Extreme Ultraviolet Limited Liability Company,极紫外线有限责任公司)”的组织。EUV LLC里可谓是群英荟萃,商业力量有摩托罗拉、AMD、英特尔等,还汇集了美国三大国家实验室。
EUV LLC里,美国成员构成了主体。在对外国成员的选择上,英特尔和白宫产生了分歧。英特尔看中阿斯麦和尼康在光刻机领域的经验,想拉他们入伙。但白宫认为如此重要的先进技术研发不该邀“外人”入局。
此时,阿斯麦显示出了惊人的前瞻能力,它向美国表示:我愿意出资在美国建工厂和研发中心,并保证55%的原材料都从美国采购,只求你们研究EUV一定要带我玩。
如此诚意让美国难以拒绝,就这样,阿斯麦成为EUV LLC里唯二的两家非美国公司之一,另一家是德国公司英飞凌。
反观尼康,这一次则完全是吃了国籍的亏。1998年发表的文件《合作研发协议和半导体技术:涉及DOE-Intel CRADA的事宜》,写明了尼康被排除在EUV LLC外的终极原因:“……有人担心尼康会成功将技术转移到日本,从而消灭美国的光刻工业。”
1997年到~2003年,阿斯麦和世界顶级的半导体领域玩家聚集在EUV LLC,用了6年时间回答一个问题:EUV有可能实现吗?他们发现答案是肯定的。至此,EUV LLC使命完成,在2003年就地解散,其中各个成员踏上独自研发之路。
其实,其他欧洲、日本、韩国的玩家也曾 探索 过EUV光刻技术。但是,他们的实力始终无法与汇集了美国顶级科研实力的EUV LLC相比,这意味着阿斯麦在EUV研发之路上占得先机。国际光电工程学会(SPIE)官网写出了EUV LLC的重要性:“如果不是EUV LLC对技术的形成和追求,EUV光刻技术就不会成为IC制造领域的未来竞争者。”
6年时间里,EUV LLC证明了用极紫外线作为光源造光刻机是可行的,但却没指出一条明路。到了2005年,EUV光刻机还是连个影子都没有,但巨额的研发资金、难以跨越的技术瓶颈已经足以让大多数玩家望而却步。但是,阿斯麦还是不肯死心,并且决定要牵头欧洲的EUV研发项目。 如果说在EUV LLC中,阿斯麦是蜷缩在角落里等待被其他大玩家“带飞”,那这一次,阿斯麦则是要自己做领头雁。
研发过程面临的困难无非集中在资金和技术两方面,阿斯麦把它们逐个击破。缺钱?那就去找,阿斯麦从欧盟第六框架研发计划中拉来2325万欧元经费。缺技术?阿斯麦集合3所大学、10个研究所、15个公司联合开展了“More Moore”项目,着力攻坚。
终于,2010年,阿斯麦出货了首台EUV光刻机。这台光刻机型号为NXE:3100,被交付给台积电,用于进行研发。
至此,在EUV市场,阿斯麦已经做到了人无我有,接下来的问题就是产品的迭代和进化。2013年,阿斯麦收购了光源提供商Cymer,为公司量产EUV设备打基础。经过几次升级,阿斯麦在2016年推出首台可量产的EUV光刻机NXE:3400B并获得订单。NXE:3400B售价约为1.2亿美元,从2017年第二季度起开始出货。直到今天,产品的迭代还在继续。根据阿斯麦的信息,EXE:5000系列光刻机样机最快在2021年问世。
从1997年到2010年,13年的艰难求索,终于让阿斯麦攻克了EUV的技术高地。辛勤付出终有回报, 目前,阿斯麦仍是唯一掌握EUV光刻技术的厂商。
▲阿斯麦的最新EUV光刻机TWINSCAN NXE:3400C
根据公开信息,一台EUV光刻机售价约为1.2亿美元,一台DUV光刻机的售价也要数千万美元。在高额售价的背后,是前期研发阶段巨量的资金投入。要支撑对光刻技术的研发,阿斯麦必须找到一条可持续的“财路”,否则就可能陷入困境。
事实上,阿斯麦也的确经历过“财政危机”。1988年,阿斯麦进军台湾市场,还未来得及在新的市场竞争中喘口气,老东家ASMI就因无法获得预期内的回报比作出撤资决定。同时,由于当时全球电子行业市场不乐观,飞利浦也宣布了一项成本削减计划。内外夹击之下,阿斯麦几近破产。好在危机时刻,时任阿斯麦CEO Gjalt Smit联系了飞利浦董事会成员Henk Bodt,后者说服了飞利浦董事会,为阿斯麦拉来一笔约1亿美元的“救命钱”。
这笔资金帮助阿斯麦在进军台湾市场的初期站稳了脚。随后几年,阿斯麦凭借步进式扫描光刻机扭亏为盈,并于1995年3月15日在阿姆斯特丹和纽约证券交易所成功上市,上市首日市值为约1.25亿美元。
▲Henk Bodt
为了能够获得充足的资金支持,2012年,阿斯麦提出一项 “客户联合投资计划”(CCIP,Customer Co-Investment Program) ,简单来说,就是接受客户的注资,客户成为股东的同时拥有优先订货权。这无疑是一个双赢的举措:把阿斯麦的研发资金压力转移出去,让客户为先进光刻技术的研发买单,这样不仅使阿斯麦无后顾之忧地进行研发,也保证了客户对先进光刻技术的优先使用权。
2012年,芯片制造行业3大龙头英特尔、台积电、三星都推出了22nm芯片产品。CCIP计划一经推出,这3家公司纷纷响应。根据协议,英特尔斥资41亿美元收购荷兰芯片设备制造商阿斯麦公司的15%股权,另出资10亿美元,支持阿斯麦加快开发成本高昂的芯片制造 科技 。台积电投资8.38亿欧元,获取阿斯麦公司约5%股权。三星斥资5.03亿欧元购得3%股权,并额外注资2.75亿欧元合作研发新技术。
最终,阿斯麦以23%的股权共筹得53亿欧元资金。要知道,2012年全年,阿斯麦的净销售额才约为47.3亿欧元。
在 科技 圈,研发、创新能力就是生命力。华为5G、芯片技术为什么强?任正非曾在接受采访时表示,2020年华为将把约200亿美元(约合人民币1420亿元)花在研发上。而在研发方面,阿斯麦与华为一样“疯狂”。
早在2002年,阿斯麦就敢向浸没式光刻技术押注。到了今天,大力投资搞技术研发已经成为阿斯麦的传统。
根据2019年度财报, 阿斯麦全年投入了20亿欧元用于技术研发,占到净销售额(118.2亿欧元)的16.9% 。相比之下,2019年尼康在光刻系统上的投资为3.98亿日元,占到光刻系统营收(2397.28亿日元)的约0.17%。
2007年开始,“时年”13岁的阿斯麦开始以领先的姿态傲然于光刻机市场,至今仍然如此。列出阿斯麦近些年的研发投入,或能解释它这么多年来屹立不倒的原因。
▲近5年阿斯麦研发投入及营收情况
另外,在专利网站Patentscope上的搜索结果显示, 阿斯麦申请的专利数目已经达到14444项 。阿斯麦虽然是一家商业公司,但支撑它走得更远的,不是对金钱的追求,而是对技术的长远投资。
回顾过去36年,阿斯麦从一个蜷缩在木板房中的小公司成长为一代光刻机巨擘,其中原因少不了 历史 的机遇,如林本坚适时提出了浸没式光刻技术的想法。但是,更具决定性意义的是阿斯麦准确的前瞻和果断的选择,比如,在21世纪初,阿斯麦放弃干式微影,转投浸没式光刻技术;再比如,早在1997年,阿斯麦以自身妥协换来EUV LLC的入场券。对于商业与技术相互促进的关系,阿斯麦还有着深刻的理解,多年来对技术研发的大力投入,成为它屹立不倒的重要原因。手握顶尖的技术,阿斯麦还获得了客户的支持,从而在全球光刻机市场中走得更远。
以阿斯麦这36年的历程为鉴,对比我国。1977年,我国第一台光刻机诞生,加工晶片直径为75毫米。今天,国产光刻机制造商有上海微电子、中科院光电所等,最先进的设备推进至22nm节点,而国际最先进工艺已突破5nm节点。国产光刻机无疑还有很长的路要走。
芯片是“中国制造”的痛点。不论是近期华为被美国断供芯片的新闻,还是两会政府工作报告中“国产化”“功率半导体”“传感器芯片”等话题被一再提及,背后的事实都让人黯然:我们曾在一穷二白的条件下造出原子弹,但在GDP总量近100万亿人民币的今天,中国还是难以独立造“芯”。在种种困难中,光刻技术直接卡住了芯片制造的“脖子”。
要解决这一问题,技术攻关当然是必不可少的。另外,借力国外成熟产品或可帮助芯片制造商实现突破。2018年,我国芯片公司中芯国际花费约1.2亿美元,向阿斯麦订购了一台EUV光刻机。由于种种原因,目前,这台光刻机还未成功交付。我们期待它能够尽快落地中国,助力我国的芯片事业再上一个台阶。中国有市场、有人才,也不缺恒心与毅力,相信我国光刻机事业会有光明的未来。
参考文献:
1、《曾经的光刻机霸主:尼康营收暴减九成,裁员 700 人》EE Times China
2、《全球半导体设备龙头专题(一)》安信证券
3、《阿斯麦封神记:这家荷兰公司,扼住了全球半导体芯片的咽喉》魔铁的世界
4、《光刻机的发展与荷兰ASML公司的故事》光纤在线
5、《做成那不可能之梦:低调华人科学家颠覆技术 影响人类》知识分子
6、《More Moore” Shows European EUV Innovation at EUV 2006 in Barcelona》CORDIS
光刻机生产厂家是ASML。
自1984年以来,ASML的光刻解决方案便是半导体行业的创新领导者,在如此小的规模上实现了巨大的飞跃。硬件与软件相结合,为在硅上批量生产图案提供了一种整体方法。
在世界16个国家和地区有60阿斯麦公司的主要产品是用于生产大规模集成电路的核心设备光刻机。在世界同类产品中有90%的市占率,在14纳米制程以下有100%的市占率。
扩展资料:
ASML为半导体生产商提供光刻机及相关服务,TWINSCAN系列是目前世界上精度最高,生产效率最高,应用最为广泛的高端光刻机型。
全球绝大多数半导体生产厂商,都向ASML采购TWINSCAN机型,比如英特尔(Intel)、三星(Samsung)、海力士(Hynix)、台积电(TSMC)、中芯国际(SMIC)等。
参考资料来源:asml官网- 历史
参考资料来源:百度百科-ASML
1、大族激光(002008):2020年6月17日公司在互动平台称:公司在研光刻机项目分辨率3- 5μm,主要聚焦在分立器件、LED等领域的应用,今年有望实现小批量销售。 2、张江高科(600895):公司在互动平台表示,上海张江浩成创业投资有限公司2016年投资了 上海微电子装备有限公司22,345万元,投资比例为10.779%。 3、晶方科技(603005):公司在互动平台表示,荷兰光刻机制造商ASML为公司参与并购的荷兰 Anteryon公司的最主要客户之一。Anteryon为全球同时拥有混合镜头、晶圆级微型光学器件工艺 技术设计、特性材料及量产能力的技术创新公司,其产品可广泛应用于半导体精密设备、工业自 动化、汽车、安防、3D传感器为代表的消费类电子等应用领域。 4、赛微电子(300456):公司在互动易平台披露:公司一直为全球光刻机巨头厂商提供透镜系 统MEMS部件的工艺开发与晶圆制造服务。ASML为公司商业合作伙伴。公司瑞典与北京分别拥有 数台光刻机;瑞典产线2017-2019年产能利用率一直保持在80%以上的高水平 5、万业企业(600641):全资子公司凯世通采取“领先一步”的策略、采用有国际竞争力的设 计理念,着力研制16纳米及以下制程的FinFET集成电路离子注入机,并针对研制低能大束流离子 注入机所需要解决的关键技术和技术难点,建立起相应的研发平台、相关核心关键技术及工艺的 研究参数数据库和性能检测规范标准。2019年凯世通的低能大束流离子注入机迁机成功,顺利进 入离子注入晶圆验证阶段。参股公司上海半导体装备材料基金持有华卓精科2.08%股权。 6、上海新阳(300236):公司在互动易平台表示,中芯国际是公司的主要客户之一。2020年2 月,公司在互动易平台披露,公司KRF光刻机能支持96层3D NAND用光刻胶研究,及250nm、 130nm工艺制程逻辑电路用光刻胶研究。公司正在加快开发第三大核心技术——光刻技术,在集 成电路制造用ArF干法、KrF厚膜胶、I线等高端光刻胶领域已有重大突破。同时,积极布局半导体 硅片、半导体湿法工艺设备、平板液晶显示用光刻胶等业务领域。 7、南大光电(300346):超募资金投资”ArF光刻胶产品的开发与产业化”项目。 8、飞凯材料(300398):公司从事PCB光刻胶专用化学品。 9、胜利精密(002426):胜利精密计划募资不超过20亿元,投向光刻机产业化。 10、华特气体(688268):华特气体是特种气体龙头企业。 11、福晶科技(002222):公司是全球最大的LBO、BBO晶体供应商,也是全球重要的Nd: YVO4晶体供应商,控股子公司青岛海泰光电技术有限公司是国内最大的KTP晶体生产商。公司产 品已被全球各大激光器公司广泛采用,公司与客户建立了良好的合作关系,在客户中享有良好的 声誉,并树立了良好的品牌形象。公司品牌“CASTECH”已在全球激光界树立了高技术、高品 质、优服务的市场形象,核心产品被国际业界誉为“中国牌晶体”。 12、智光电气(002169):粤芯采购的是荷兰ASML阿斯麦公司的光刻机。智光电气间接持有粤 芯半导体股权。 13、容大感光(300576):公司为拓展业务范围及产品应用领域,投资设立控股子公司上海芯刻微 材料技术有限责任公司进行193nm干法光刻胶研发及产业化项目。 14、强力新材(300429):公司从事PCB刻胶专用化学品。 15、晶瑞股份(300655):该公司光刻胶产品已经通过中芯国际上线测试并取得订单。 16、光华科技(002741):针对面板行业对光阻材料的巨大需求,公司引入韩国光阻材料供应商 SMS、KISCO、DKC,国内部分客户已进入材料打样测试认证阶段,下一步公司将配合客户逐步 实现量产。 17、蓝英装备(300293)公司在互动平台称:公司瑞士子公司UCMAG主要为光学和精密仪器行 业提供清洗设备。对于精密光学、医学工程、精密机械以及PVD、CVD涂层前清洗等典型的清洁 度要求最高的应用领域,公司在精密清洗业务板块的代表产品UCM系统可提供全套个性化的设备 及解决方案。凭借行业领先的技术实力,UCMAG为ASML(荷兰光刻机制造商阿斯麦公司)及其 供应商提供极紫外光刻机(EUV)的光学系统相关关键部件的清洗设备。 18、江化微(603078):公司孙公司无锡澄泓生产的产品主要是光刻胶剥离液,目前主要用在液 晶面板领域。 19、高盟新材(300200):公司主营业务为超净高纯试剂、光刻胶配套试剂等湿电子化学品的研 发、生产和销售。 20、奥普光电(002338):公司从事的主要业务为光电测控仪器设备、光学材料和光栅编码器等 产品的研发、生产与销售。2020年5月31日互动平台讯,公司大股东长春光机所正在研发更高水 平的光刻机曝光系统。 21、西陇科学(002584):公司是一家专业从事微电子化学品的产品研发、生产和销售的高新技 术企业,主导产品包括超净高纯试剂、光刻胶、功能性材料、锂电池材料和基础化工材料等。 相关推荐 22、同益股份(300538):2019年3月13日公司互动平台披露博砚电子为宝通辰韬投资,该公司 是一家研发、生产光阻的厂家,主要产品为彩色滤光片用光阻黑色矩阵光阻、感光间隙材料,产品广 泛适用于液晶显示屏、印刷电路和集成电路以及印刷制版等。 23、广信材料(300537):2018年公司主营业务产品仍以光刻胶专用化学品为主,分为光刻胶用 光引发剂和光刻胶树脂两大系列。