【專(zhuān)題 | 「光刻機(jī)」光刻技術(shù)_ASML光刻機(jī)_國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)_EUV光刻機(jī)】

荷蘭的ASML，是現(xiàn)在光刻機(jī)，在現(xiàn)光刻機(jī)市場(chǎng)處于壟斷地位。那么這個(gè)企業(yè)能夠位于現(xiàn)企業(yè)第一的原因有哪些呢?

ASML公司發(fā)展第一的原因分析

1、飛利浦的研發(fā)實(shí)力

ASML最開(kāi)始是飛利浦光刻設(shè)備研發(fā)小組。1971年開(kāi)始研發(fā)，在1973年就研發(fā)了新型光刻設(shè)備，最后因?yàn)樘潛p太厲害，成本太高，分拆出來(lái)了，但所有的團(tuán)隊(duì)都保留了下來(lái)。

荷蘭的ASML，中文翻譯是阿斯麥，這個(gè)公司是全球最大的光刻機(jī)設(shè)備和服務(wù)提供商。壟斷了市場(chǎng)80%的份額，在極紫外光(EUV)領(lǐng)域，目前處于壟斷地位。曾經(jīng)一臺(tái)高端設(shè)備賣(mài)到了1億歐元，據(jù)說(shuō)今年更是賣(mài)到了5億歐元。

荷蘭是全球?yàn)閿?shù)不多擁有完整半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)家，其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)年收益高達(dá)百億歐元以上，全球超過(guò)四分之一的半導(dǎo)體設(shè)備來(lái)自荷蘭。

目前世界上最大的光刻機(jī)制造商是荷蘭ASML;1984年ASML從飛利浦獨(dú)立出來(lái)，專(zhuān)門(mén)致力于研發(fā)光刻技術(shù)，得益于近乎完美的德國(guó)機(jī)械工藝以及世界頂級(jí)光學(xué)廠(chǎng)商德國(guó)蔡司鏡頭，再加上美國(guó)提供的光源，ASML迅速發(fā)展，到如今占到了全球光刻機(jī)總銷(xiāo)售收入的78%;

2、巨大的研發(fā)費(fèi)用

Asml每年將營(yíng)業(yè)收入15%用于研發(fā)，2017年研發(fā)費(fèi)用高達(dá)97億人民幣，所以越投入技術(shù)越強(qiáng)，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手尼康和佳能都跟不上發(fā)展了。

已經(jīng)有高起點(diǎn)的ASML每年將營(yíng)業(yè)收入15%用于研發(fā)，而2017年在光刻機(jī)投入研發(fā)費(fèi)用高達(dá)約97億人民幣。如今只能仰望ASML的尼康和佳能雖然曾經(jīng)在光刻機(jī)上實(shí)力強(qiáng)勁，但是高研發(fā)費(fèi)用也讓這兩家公司犯愁而不得不選擇放棄光刻機(jī)高端研發(fā)。

而ASML在研發(fā)費(fèi)用上另辟蹊徑，仗著自己無(wú)可取代的90%市場(chǎng)份額占有率，降低光刻機(jī)的產(chǎn)能來(lái)吸引各方投資。使得光刻機(jī)的研發(fā)過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)資金斷鏈的情況，而投資方也能得到優(yōu)先購(gòu)買(mǎi)權(quán)。因?yàn)檠邪l(fā)費(fèi)用ASML從來(lái)不需太過(guò)考慮，所以ASML總是在研發(fā)路上走得比別人快。

在我國(guó)光刻機(jī)只能制造出90nm以制程的芯片時(shí)，ASML已經(jīng)制造出7nm以下制程和低于5nm精度工藝的NXT2000i。

3、專(zhuān)注于技術(shù)

Aaml處于荷蘭，幾乎沒(méi)有上下游產(chǎn)業(yè)，所以90號(hào)以上的零件向外采購(gòu)，這樣就可以把精力全部用于研發(fā)了。而且核心的研發(fā)技術(shù)根本不外傳。

技術(shù)支持方。比如說(shuō)剛剛提到了ASML在EUV光刻技術(shù)上擁有世界第二的專(zhuān)利申請(qǐng)量，而世界第一是德國(guó)的蔡司公司，第三是韓國(guó)的海力士公司，而這兩家公司都是ASML的合作伙伴。

ASML在2007年以2.7億美元收購(gòu)了美國(guó)計(jì)算光刻領(lǐng)跑者Brion，Brion致力于檢測(cè)光刻缺陷及提出相應(yīng)修正解決方案。2012年ASML又以26億美元收購(gòu)了世界領(lǐng)先的準(zhǔn)分子激光源提供商Cymer，使得新型光刻機(jī)極紫外(EUV)研發(fā)進(jìn)度加快。2016年ASML以1000億收購(gòu)了世界最大的專(zhuān)營(yíng)電子束檢測(cè)技術(shù)的HMI，因?yàn)镠MI可以互補(bǔ)ASML的曝光技術(shù)。

這樣一個(gè)集多方力量支持又在研發(fā)路上漸行漸遠(yuǎn)的ASML是很難超越的。如今，中國(guó)正在研發(fā)28nm制程的光刻機(jī)，希望在2019年進(jìn)口了ASML的EUV光刻機(jī)后，中國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠研發(fā)出更精進(jìn)的光刻機(jī)，打破ASML獨(dú)占高端光刻機(jī)的局面。

4，打造上下游利益共同體

Asml要求所有合作伙伴必須投資它，否則就不合作，所以其他廠(chǎng)商比如因特爾，三星，臺(tái)積電都有asml股份，也可以分工，這樣asml發(fā)展越好，其他廠(chǎng)商也有分成，這樣就綁在了一條船上。

資金方面，ASML有一個(gè)非常奇特的規(guī)定，那就是只有投資ASML，才能夠獲得優(yōu)先供貨權(quán)，意思就是要求他自己的客戶(hù)要先投資自己才行。這樣奇特的合作模式使得ASML獲得了大量的資金，包括英特爾、三星、臺(tái)積電、海力士都在ASML中有相當(dāng)可觀(guān)的股份，可以說(shuō)大半個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都是ASML一家的合作伙伴，形成了龐大的利益共同體——就算是技術(shù)研發(fā)出現(xiàn)了失誤，英特爾擠擠牙膏就好了，并不會(huì)威脅到ASML的市場(chǎng)占有率。

ASML領(lǐng)先的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)

當(dāng)光刻技術(shù)進(jìn)入到步進(jìn)掃描光刻機(jī)時(shí)代，市場(chǎng)主要由三家巨頭壟斷，分別是ASML、尼康、佳能。

過(guò)去步進(jìn)掃描光刻機(jī)通過(guò)配置不同的曝光光源，步進(jìn)掃描技術(shù)可支撐不同的工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)，光源波長(zhǎng)經(jīng)歷了從365nm，到248nm，到193nm。更小波長(zhǎng)的光源對(duì)光刻機(jī)而言意味著更高的分辨率。

到了193nm波長(zhǎng)光源要再繼續(xù)往下走時(shí)，業(yè)內(nèi)當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了兩種聲音。大部分企業(yè)包括尼康、佳能都選擇研發(fā)157nm波長(zhǎng)的光源，但是157nm波長(zhǎng)的光源遲遲無(wú)法商用化。就在這時(shí)，臺(tái)積電的林本堅(jiān)提出了193nm浸沒(méi)式，通過(guò)浸潤(rùn)式微影技術(shù)可以用193納米的光刻鏡頭，用水作為介質(zhì)，由于水的折射率大于1，進(jìn)入光阻的波長(zhǎng)縮小到了134納米。

最終在2004年，臺(tái)積電和ASML共同完成開(kāi)發(fā)了全球第一臺(tái)浸潤(rùn)式微影機(jī)臺(tái)。隨后，臺(tái)積電啟用全世界第一臺(tái)193納米“浸潤(rùn)式微影技術(shù)”機(jī)臺(tái)，正式跨入65nm線(xiàn)寬的生產(chǎn)。這一技術(shù)成為此后65、45和32納米線(xiàn)寬制程的主流，推動(dòng)摩爾定律往前推進(jìn)了三代。

而在這個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的選擇上，尼康、佳能由于判斷失誤，延續(xù)過(guò)去技術(shù)思路，死磕波長(zhǎng)更小的157nm光源未果。這一技術(shù)的戰(zhàn)略判斷失誤，不僅意味著過(guò)去投入的幾百億資金打水漂了，而且意味著在于ASML的競(jìng)爭(zhēng)中徹底落敗。結(jié)果原先尼康的客戶(hù)如因特爾也只能被迫選擇ASML。經(jīng)此一戰(zhàn)，ASML一舉奠定王者地位，徹底拉開(kāi)對(duì)尼康和佳能的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。后來(lái)臺(tái)積電、三星、因特爾擔(dān)心ASML的設(shè)備會(huì)優(yōu)先供給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，因此三家一起入股了ASML。而這三家巨頭的投資進(jìn)一步確定了ASML在光刻機(jī)領(lǐng)域的霸主地位，ASML從此再無(wú)對(duì)手。

在推翻現(xiàn)在ASML的市場(chǎng)壟斷地位的道路上，各國(guó)企業(yè)也在進(jìn)行相關(guān)的研究，但是基于時(shí)間和技術(shù)支持有限，現(xiàn)在其他公司和ASML的差距依舊很大。

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