荷兰有一家公司ASML,它是全球做光刻机最好的国家,这个根本不用质疑,这家公司拥有强大的科研实力,碾压了美国英国等等貌似芯片软件实力极强的国家。而且这家公司非常精准的抓住了光刻机技术发展的转折点,旗下的利用光源进行的浸没式系统成功打破所有国家对于光刻机的幻想,所以荷兰才能在全球的芯片制作技术中立于不败之地。
一、荷兰的光刻机全球第一,其他国家无法比敌
荷兰有一家公司叫做ASML,这家公司非常了不得,在经历重重的技术考验、资金考验后,还能维持初心,不断持续的进行研发投入,这个是其他光刻机公司无法比敌的。而且,它对光刻机研发的投入是一年比一年高的。但是在ASML背后,也不得不承认,它是踩在美国和欧盟等国家的肩膀上的,毕竟他们的技术也是从基础一点点做起来的,所以,基础好,未来的发展才会更好。
二、紧抓行业风口,紧跟时代浪潮,不断创新
其实,全球有那么多制造芯片的光刻机公司,为什么ASML却能始终独占鳌头呢,这个与它始终紧跟这个行业的风向也是分不开的。光刻机发展的转折点是在2007年,这一年,是光刻机的三大发展巨头,除了ASML外,还有其他大企业,怎样能在其他大企业的压力下,突出重围,ASML在那一年研发了以光源进行研发的浸没式系统,这个系统开创了自己的先河。
ASML在原始的光源与镜头的基础上,有效的提升了光刻机的蚀刻精度,这是非常具有里程碑意义的一个创新技术,所以,就凭借这一技术,ASML屹立在了光刻机行业的潮头,它抓住了行业的风口,所以,荷兰才能成为全球中制造芯片最好的光刻机国家。
第一,目前全球最先进的光刻机,已经实现5nm的目标。这是荷兰ASML实现的。
而ASML也不是自己一家就能够完成,而是国际合作才能实现的。其中,制造光源的设备来自美国公司;镜片,则是来源于德国的蔡司公司等。这也是全球技术的综合作用。
第二,中国进口最先进的光刻机,是7nm。
2018年,中芯国际向荷兰ASML公司定制了一台7nm工艺的EUV光刻机,当时预交了1.2亿美元的定金。请注意,当时这台机器还没有交付,而是下订单。
但国内市场上,其实已经有7nm光刻机。在2018年12月,SK海力士无锡工厂进口了中国首台7nm光刻机。海力士也是ASML的股东之一。
第三,目前国产最先进的光刻机,应该是22nm。
根据媒体报道,在2018年11月29日,国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制,光刻分辨力达到22纳米。
请注意该报道的标题:“重大突破,国产22纳米光刻机通过验收。”
也就是22nm的光刻机,已经是重大突破。
22nm的光刻机,关键部件已经基本上实现了国产化。“中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备,打破了传统路线格局,形成一条全新的纳米光学光刻技术路线,具有完全自主知识产权。”
有关报道中的“全新的技术”,也就是中国科研工作者在关键部件完全国产化情况下,实现的这一次技术突破
中国和世界顶尖光刻机制造还有很大差距。
华为麒麟受制于人,中芯国际不堪大用,澎湃芯片久不见进展,虎愤芯片勉强能用。
实用更是有很远的路要走。
大家放平心态。
总结下来,主要有以下几点:
1、技术上壁垒高。
ASML总裁Peter Wennink也在媒体上方言:高端的EUV光刻机永远不可能(被中国)模仿。
“因为我们是系统集成商,我们将数百家公司的技术整合在一起,为客户服务。这种机器有80000个零件,其中许多零件非常复杂。以蔡司公司为例,为我们生产镜头,各种反光镜和其他光学部件,世界上没有一家公司能模仿他们。此外,我们的机器完全装有传感器,一旦检测到有异常情况发生,Veldhoven总部就会响起警报。”
2、长周期投入。
光刻机是典型到极致的高风险、高投入的赛道,前期的投入很高收益很慢,有时候身体要贴钱投入。从ASML的研发投入基本达到15%以上,有时候全年负增长也是常态。
据一位在ASML工作的知乎作者@俗不可耐透露:“ASML的EUV光刻机才真正开始盈利”,而ASML在这项技术上投入的时间是27年。试问有多少企业可以做到。
3、更换供应商成本太高。
买到一台机器和用好机器是两码事。ASML极紫外(EUV)光刻机每台售价达到1.2亿美元,重达180吨,零件超过10万个,运输时能装满40个集装箱,安装调试时间超过一年。除此之外,磨合与提高良率都需要时间堆砌,只要没有大的技术变革,厂商们不可能轻易放弃ASML当其他厂商的小白鼠的。
台积电(占据全球晶圆代工的大半壁江山)、三星、英特尔、格罗方德包括国内的中芯国际都是ASML的客户,其中三星、英特尔、格罗方德还是ASML的股东,三大巨头转投其他家的可能不大。
光刻机之所以重要,在于它是实现摩尔定律的基础:
摩尔定律指出集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长。可以把晶圆的整体构造想象成在℡☎联系:观世界构建大楼,如果想让整个建筑有更多的小房间可以容下晶体管,这就要求房屋的整体框架要精细再精细。反映到光刻机上就意味着它投射到晶圆上的尺寸越小。
EUV光刻机代表了大厂在先进制程方面的领先性,目前只有荷兰ASML一家能够提供可供量产用的EUV光刻机。各大Foundry厂和IDM厂在7nm以下的最高端工艺上都会采用EUV光刻机,客户以英特尔、台积电、三星、SK海力士为主。
ASML在2019年出售了26台极紫外线(EUV)光刻设备,大概一半供给了台积电。
因为世界上最顶端的光刻机来自荷兰阿斯麦的极紫外光光刻设备,差不多1.2亿美元一台,还垄断着世界高端光刻机市场,像现在最先进制程的7纳米,有的国家有钱也是买不到的。那么为什么这种世界高科技光刻机公司不在美国,而在荷兰呢?首先最重要的这种技术并不是美国搞不出来。
一,是荷兰阿斯麦公司是自世界各国大公司投资的公司,其中大股东就有(美国)的英特尔公司,韩国三星,还有我国的台积电。这样的的好处是集资容易,风险共担,重要的是有美国大股东控制着。
二,是荷兰阿斯麦生产的光刻设备,一些重要部件来自世界很多国家,比如最重要的光源技术来自美国的一家公司,镜头来自德国等,这里又有美国公司参与控制。
三,是觉得把这种高科技公司放在荷兰可以更好的垄断这个产业,不使技术外流,一是荷兰是美国的小弟不担心;二是美国国内有反垄断法,如果把这样的公司放美国国内可能会被析分成至少两家公司,这样人才技术就会不集中,研发起来慢,也可能浪费钱,造成产能过剩,而在荷兰就没有这种法律,这样就比较好控制。
四,是美国掌握着世界芯片最顶端的芯片设计技术,光刻机是为芯片服务,如果美国停止设计高端芯片,那么荷兰的高端光刻机毫无用处,产量也是被美国控制着,不过这种优势美国越来越掌握不住了。
总的来说世界最高端的光刻机虽然在荷兰,但是被美国控制着。