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企业网站建设费未付款怎样挂账,国内十大erp系统,谷歌seo新规则,代理网页在线前言 近年来#xff0c;由于众所周知的原因#xff0c;荷兰ASML#xff08;阿斯麦#xff09;公司的先进半导体制造设备——光刻机#xff0c;进入普通大众视野#xff0c;成为人们茶余饭后谈论的焦点话题之一。 1月底#xff0c;“美日荷三方谈判达成协议#xff0c;可… 前言 近年来由于众所周知的原因荷兰ASML阿斯麦公司的先进半导体制造设备——光刻机进入普通大众视野成为人们茶余饭后谈论的焦点话题之一。 1月底“美日荷三方谈判达成协议可能进一步限制先进半导体设备出口”的消息又一次将光刻机置于舆论中心。 根据外媒消息若这一协议生效ASML的部分DUV和EUV极紫外光刻系统光刻机将可能向中国断供国内14nm及以下制程芯片的产线建设与扩产都将因此陷入停摆境地。 尽管目前ASML方面表示该协议不影响其2023年的供货但是业界仍然不免担心一旦EUV光刻机断供中国我们将如何应对毕竟目前能生产最先进制程EUV光刻机的厂商全球有且仅有ASML一家。 与此同时网络上也不断涌现出这样的疑问为什么ASML能够一家独大、垄断全球EUV光刻机市场荷兰这样的小国家都能造出来我们为什么造不出来这比造原子弹还难吗 本文接下来将对ASML EUV光刻机进行“拆解”并对ASML的成长逆袭史进行简要梳理以此更全面地了解ASML如何做到光刻机霸主地位。虽然它的成功不能复制但他山之石可以攻玉正处于寻求国产化替代的我们或许可以从它的故事借鉴一二。 01  拆解EUV集全球尖端科技于一身90%零部件来自外购 EUV光刻机也称为极紫外光刻系统作为半导体芯片制造流程中投资最大、技术难度最高的设备之一不断地挑战着物理极限和人类工业制造的极限它的研发难度完全不亚于航空发动机和原子弹因此也被誉为半导体工业“皇冠上的明珠”航空发动机则被誉为“现代工业皇冠上的明珠”。 ASML工程师称EUV光刻机可能是人类迄今制造的最复杂最精密的机器之一。有多精密呢它的工作相当于用波长只有头发直径一万分之一的极紫外光在晶圆上绘制电路能够让指甲盖大小的芯片包含上百亿个晶体管。 虽然半导体芯片的制造通常包括八大工艺——晶圆清洗、光刻、刻蚀、薄膜沉积、扩散、离子注入、机械研磨、金属化其中每一步都不可或缺但光刻这一步可以说直接决定了芯片的集成度。 具体来说光刻类似于照片冲印技术利用紫外光线把掩膜版上的精细电路图曝光打印到硅片上因此光刻机也叫掩膜对准曝光机。“打印”的电路图精细度越高同样大小的晶圆就能容纳更多元件从而大幅降低芯片成本。 根据公开资料一台EUV光刻机一共由超过10万个零件组成重达200吨运输它需要3架波音747货机、40个货运集装箱和20辆卡车将其小心翼翼运输至fab后还需要半年至一年的时间进行安装调试才能正式运行。 这样一台庞大复杂的EUV光刻机售价相当昂贵大约为1.2~1.5亿美元且价格还在不断上涨其最新一代用于生产2nm芯片的High-NA EUV光刻机售价预计达到4亿美元约合人民币27亿元。 一台EUV工作一天大概需要耗电3万度 但即便EUV售价如此高昂却仍然订单不断据电巢了解目前ASML无论是DUV还是EUV都已售罄现在下单的话要等到2025年之后才能交付。 可以说先进光刻机的出现让人类得以不断挑战芯片制造工艺的极限让摩尔定律得以不断延续。台积电、三星等芯片代工巨头正是依赖于它才能够不断突破制程极限实现7nm、5nm、3nm甚至2nm芯片的量产。因此全球独此一家的ASML EUV从诞生起就不担心没有市场。 但是ASML能够拥有如此称霸全球的绝技至今垄断着EUV市场其实并非仅靠一己之力它的背后集合了全球数千家公司最顶尖的智慧与技术。 据调研ASML 90%的零部件都来自于外购ASML只负责掌握最核心技术及集成。根据其公布的最新资料显示公司供应商多达5000家主要是来自美国、德国、日本、韩国、中国台湾和荷兰本土的企业其中美国厂商数量最多。 具体分布为来自荷兰本土的供应商大约有1600家占比32%左右来自北美和亚洲的供应商分别约1350个占比各27%来自EMEA地区欧洲、中东和非洲的供应商大约有700家占比14%左右。 很遗憾的是这5000家供应商没有一家来自中国大陆 所有的零部件中最核心的组件为光源和镜头其中激光光源的独家供应商为美国Cymer被ASML于2012年10月收购以加快EUV的研发进度镜头供应商为德国卡尔蔡司Carl Zeiss 。 另外浸没双工作台供应商为ASML和台积电光学组件来自德国的陶瓷和光学模组制造商Berliner GlasASML为了巩固关键部件的供应已于2020年收购了该公司精密加工由德国Heidenhain海德汉负责以及日本KYOCERA京瓷也为其提供零部件。 2016年为了克服10nm以下先进制程良率控制方面的问题ASML又收购了电子束晶圆检测设备供应商Hemes MicrovisionHMI中文名汉微科进一步扩大了供应商版图。ASML部分供应商名单如下 虽然ASML公开资料中显示没有中国大陆供应商不过根据一些企业自己公布的信息来看实际上大陆也有少数企业与ASML有着直接或间接的合作但可能所占份额较小或所提供零部件并不是关键组件可替代性较强因此未引起重视。 值得一提的是就在2月2日中国湖南凯美特气特种气体公司被ASML子公司Cymer列入合格供应商名单这意味着凯美特气进入了ASML供应链说明其在光刻气生产领域的生产能力、产品质量得到了认可。另外由于俄乌战争的影响ASML担心其乌克兰的氖气供应商中断供货因此也在中国寻求替代者有中企透露已通过认证。 当然我们现在想要利用这一两种产品对ASML进行反制目前来看显然是不现实的。 通过ASML供应商拆解我们看到ASML实质上就是一个集成商但它掌握着光刻机最核心的技术。同时为了巩固自己的霸主地位它还在不断进行收购已将全球该产业链中最顶尖的企业几乎都纳入自己麾下形成利益共同体。其它光刻机企业想要再造出能与之匹敌的EUV光刻机短时间内仅凭一己之力恐怕很难实现。 02  ASML逆袭史人、资金、技术缺一不可 纵观全球光刻机发展史1984年才成立的ASML入局已经比当时的光刻机巨头尼康、GCA等晚了10-20年而它却在30多年里实现从一无所有到一方霸主的逆袭可谓业界传奇。 通过它的逆袭史我们发现ASML的成功离不开三大因素——技术、资金以及技术背后的人。 1984年飞利浦因自身财务状况不佳决定寻找一家公司合作接管其光刻机项目。但当时美国光刻机巨头Perkins Elmer、GCA等都不愿意而荷兰ASM公司的创始人普拉多Athur Del Prado则看中这一赛道主动寻求合作ASML自此成立。 普拉多对于光刻机有着坚定的信念他对ASML的成功也功不可没 虽然是飞利浦旗下的合资子公司但ASML成立之初却很不受重视。公司当时的办公地点设在飞利浦门口的一个简易板房里房顶漏水门口还放着一个巨大的垃圾箱办公环境可以说十分恶劣了。更惨的是当时公司市场份额为账户存款空空被调侃为“买杯咖啡就会破产”的公司。 ASML成立初期的办公室 那时候ASML创始人根本不会想到30多年后公司会成为半导体光刻领域无可替代的老大哥。 当时的光刻机市场属于美国GCA、Perkins Elmer、日本尼康、佳能等几家公司尤其是尼康发展势头强劲在1985年正式超过GCA成为业界第一大光刻机供应商。那时才刚刚诞生的ASML完全无法望其项背。 成立后的前几年ASML都不曾盈利飞利浦一度对其失去信心。而ASML第一任CEO贾特·斯密特(Gjalt Smit)对技术的一次敏锐预判改变了公司无人问津的局面。 斯密特在ASML只供职三年便离开但他对公司的影响一直延续至今 斯密特从一次SEMICON West大会上回来后断言从大规模集成电路LSI到超大规模集成电路VLSI的一步显然就在眼前显然芯片的晶体管尺寸将缩短到1/1000毫米以下光刻机也不再处理4英寸晶圆而是转向6英寸。 在这种变化下产业需要全新一代的光刻机下一代光刻机必须可以将0.7微米的细节成像到晶圆上并实现更紧密的微电子集成但是目前没有人能做成这一套光刻解决方案。 斯密特坚信ASML取得突破的机会来了。但留给他们的时间并不多必须争取在两年时间内造出新一代光刻机否则市场很快就会被其它巨头瓜分。 如何在如此短的时间里完成斯密特选择了一个大胆激进的方式——公司只进行研发和组装具体模块分包给合作伙伴。他把光刻机拆分成各个模块专业团队并行开发每个模块每个模块都有自动通信接口最终模块组装成整个光刻机。这种模块化研发安排大大提高了效率。 他们还与合作商建立深度合作关系及时沟通打通整个产业链快速高效运转。 两年后他们成功推出了第二代产品电动晶圆台光刻机PAS 2500此前第一代产品步进式光刻机PAS 2000仅有飞利浦自家友情支持购买了几台并卖给了美国当时的创业公司赛普拉斯Cypress今天的Nor Flash巨头2022年被英飞凌以101亿美金收购。 ASML公司对PAS 2500的介绍 1987年台积电向ASML下单了17台PAS 2500这一个大订单让ASML实现了扭亏为盈。 此后十多年时间里ASML从最初无人问津的小透明成长为台积电、IBM等公司的供应商但尼康仍然是横在他们面前的一个强大对手因为惯性英特尔、IBM还是更青睐于尼康的设备。想要完全战胜尼康实现逆袭当时看来还很难。 而ASML很幸运也很有决心抓住了下一个弯道超车的机会——加入EUV LLC联盟和选择浸润式光刻机赛道。 20世纪90年代末市面上的光刻机波长停留在193nm止步不前干式193nm光刻机的极限工艺是65nm如何进入40nm工艺是每个光刻机厂商面临的难题。 当时业界提出了各种方法英特尔则坚定地选择了EUV方法它和美国能源部牵头与AMD、摩托罗拉等于1997年组成EUV LLC联盟验证EUV光刻机的可行性。而将理论变成产品的重任则被ASML坚定地包揽了过去。 之后的研发过程中ASML又一次做出与众不同的选择——放弃大家都在研究的干式光刻技术把“赌注”全部押在了台积电工程师林本坚提出的“浸润式”光刻技术上。 所谓“浸润原理”就是在晶圆光刻胶上方加一层水水的介质折射率是1.44因此193nm/1.44≈134nm。因此在不改变光刻机波长情况下变相扩大了NA使得193nm波长的能等效出134nm的波长。 之后的几年里ASML开始紧锣密鼓地研发新设备并在2004年正式推出浸润式光刻机的原型机。 2006年ASML的XT 1400i进入英特尔并顺利通过40nm工艺的验证获得了英特尔的大订单之后一路高歌猛进相继签下其它大厂商。 2006年ASML推出的浸润式光刻机原型机 到了2009年ASML就已经拿下70%的市场份额当初的龙头老大尼康则快速败退只剩下30%的份额。 此后ASML越战越勇一路走向全球EUV光刻机霸主地位。2012年它又请英特尔、台积电和三星入股公司以获得更充足的资金进行设备研发与生产。得到三大巨头的资金支持ASML没有了资金链断裂的顾虑才有了“花最多的钱制造最尖端的机器”的底气。 按照ASML自己的说法 EUV真正取得成功是在2018年。它的客户英特尔、三星、台积电愿意花数十亿美元来购买EUV。说明大家已经开始完全信任EUV技术。 2019 年第一款支持 EUV 的商业产品发布三星的 Galaxy Note10 和 Galaxy Note10 智能手机。2020 年开始ASML的EUV正式进入量产同年 12 月ASML庆祝了第 100 台EUV出货。 公司员工庆祝第100台EUV的交付 截至 2021 年底ASML共有127台最新一代EUV光刻机为其全球客户所用。这些“印钞机”一般的机器为公司带来了上千亿人民币的营收。 总  结 ASML的逆袭之路可谓跌宕起伏它曾一次次受到行业巨头的轻视一次次走在破产关停的边缘但它又一次次地坚定信心鼓起勇气去寻找机会、去创新、去突破。 当下的中国半导体产业也正如最初的ASML一样在夹缝中求生但我们相信凭借国家政策、资金与人才的力量我们也会一步一步攻克难关书写属于我们的传奇。 ASML工程师曾说“即使把EUV的设计图纸给别人也没人能造得出来。”但现在他们的态度也有所改变。ASML CEO温宁克在前不久就对媒体公开表示“由美国主导的针对中国的半导体出口管制措施最终或促使中国在高端芯片制造设备领域成功研发出自己的技术。如果他们不能得到这些机器他们就会自己研发这些机器。这需要时间但最终他们会达到目标。你越给他们施加压力他们越有可能加倍努力以制造能与阿斯麦相匹敌的光刻设备。” 目前上海微电子已经制造出用于生产90nm制程芯片的光刻机28nm也正在研发中。给中国企业以时间我们与国外厂商之间的差距终将一步步缩小半导体工业皇冠上的明珠也终将为我们所摘取。 参考资料 金捷幡《光刻机之战》 《ASML的登峰之路给你带来不一样的光刻机故事》