如果在马路上看到这种货车,一定要躲远一点,万一不小心碰一下,几个亿可能就没了。这里面装的就是目前世界上最高端的EUV光刻机,华为就是因为这个被卡了脖子,单台售价1.3亿美元,比波音737客机还要贵,全世界只有一家公司能够生产这种高端光刻机,就是荷兰的阿斯麦尔。那为什么只有荷兰能够制造出如此高端的光刻机呢?日本,德国,美国这些传统的 科技 强国,为啥就不行了呢?
我们先把视角从阿斯麦尔,拉到全球芯片业两大巨头的竞争。英特尔的新CEO基辛格,才刚刚上任就剑指台积电,他强调台湾是一个不稳定的地方,台积电一边争取美国的补助,一边却把最先进的产品留在台湾制造,他呼吁美国政府要重振自家芯片产业。他口中的自家人,就是英特尔。
而英特尔与台积电之间的对决,真正的重点就在于EUV光刻机。目前台积电在光刻机的数量与经验方面,都对英特尔保持领先。我们假设台积电和英特尔用相同的速度购买新设备和研发新技术,那么台积电就能一直保持对英特尔的领先地位,英特尔永远无法翻身做大哥。
芯片产业可以说是目前全球最重要的产业,这两年受到缺芯影响,很多电子产品以及 汽车 等需要用到芯片的产品,都有涨价的现象。现在的世界已经离不开芯片的计算。而影响芯片产业强弱格局的关键因素,就是阿斯麦尔生产的EUV光刻机。
EUV光刻机到底是一台什么样的机器?阿斯麦尔又是一家怎样的公司呢?想要了解这些东西,我们得先从芯片的制造过程谈起。所谓的芯片,还有另外一个名字叫做集成电路,一个指甲盖大小的芯片上面就能堆放上百亿个晶体管。几乎所有的电子产品都需要它,才能正常运转。
芯片的制造就像是盖房子,首先第一步是要先规划出房子的设计图,芯片工程师会根据芯片要有的功能,画出相对应的电路图,有了电路图之后,还要有地方堆放电子元件,就像是我们盖房子,必须要先有块地皮一样。而这个地皮就是晶元,有了晶元之后,要如何把电路设计图缩小并印上去呢?答案是靠光。透过紫外光把设计图缩小到晶元上面,一个晶元的最终品质如何,这一步非常关键。接下来晶圆还要再封装一个绝缘的外壳,到此芯片的生产就算是完成了。
上面我们说过:光刻是芯片品质的关键,换句话说就是谁能得到最先进的光刻机,谁就能在芯片竞赛中超越对手。那最优秀的光刻机要找谁买呢?当然就是阿斯麦尔,而且全球仅此一家。虽然光刻机市场上不止阿斯麦尔一家,还有日本的佳能和尼康,但日本的光刻机只能在低端领域混,高端光刻机只有阿斯麦尔能够制造。那为什么只有阿斯麦尔能够制造出最高端的光刻机呢?日本,德国,美国这些传统 科技 强国哪个不比荷兰要强。
阿斯麦尔的EUV光刻机单台造价1.3亿美元,为什么这么贵呢?因为它几乎是融合了当前全人类的最高智慧结晶,想要完成一台EUV光刻机的制造,需要集结全球10多家顶级公司才能做得到。可以这么说,目前不存在哪家公司可以单独搞定全部零配件,EUV光刻机是建立在一条极度精密的产业链之上的,每一个关键零配件单独拿出来,谁能做好谁就是那个领域的世界顶尖。
反射镜是由德国的蔡司生产,对镜片光滑度的要求简直达到了逆天的级别。假设一个反射镜面跟德国面积一样大,那么镜片上最高的凸起也不能超过1厘米。阿斯麦尔的优势就在于,它牢牢掌控了整个产业链,光源来自美国,镜片来自德国,一台光刻机涉及多个 科技 强国的10多家顶级公司。之所以是荷兰的阿斯麦尔能够做到这件事,而不是日本,德国,美国的公司,这个是有 历史 原因的。
早期的光刻机出现在60到70年代,那时候的制程工艺远没有今天这么强大,光刻机的技术要求也相对较低,大多数搞半导体的公司,自己稍微加把劲都能做出来。在日本半导体行业快速崛起时,日本的佳能和尼康便顺势进入光刻机市场,并取得了非常好的成绩。再往后美国举全国之力打压日本半导体行业,逼迫日本签订了一系列协议,就和现在针对我们中国华为是一样的 ,唯一不同的是我们没有选择低头认怂。
此时的阿斯麦尔还是飞利浦旗下的一个小公司,全公司上上下下才30人,因为不赚钱后来被独立出来单独发展,其实也就是被抛弃了。在打压日本的同时,美国也需要扶持新的替代者,这时候阿斯麦尔因为押宝台积电林本坚提出的浸润式显影技术,让光源技术突破极限,这个坚持给阿斯麦尔带来了转机。
在美国的扶持下,多家顶级公司对阿斯麦尔提供技术帮助,供应关键零配件,阿斯麦尔终于制造出最高端的光刻机,从此独霸全球市场。我们熟悉的半导体大厂,英特尔,三星,台积电都是阿斯麦尔的股东,他们之间有着非常紧密的关联,这也是为什么美国不让台积电给华为代工,台积电就要乖乖听话,让阿斯麦尔不卖先进光刻机给中芯国际,中芯国际就只能干瞪眼的根本原因。因为阿斯麦尔是美国一手培养起来的。
至于我们究竟什么时候能造出最先进的光刻机?这个问题的答案不好说,但总之不会是最近几年,即便华为重金研发,也不可能在短期内赶上,那么多家顶级公司几十年甚至百年的技术积累,需要我们国内多个行业,众多公司一起努力,才有可能在未来的某个时间点,追赶上最先进技术。虽然不是近几年,但我相信这一天并不会太遥远。
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。
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。