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解析光刻機巨人ASML的成功崛起之路

北京時間10月15日,荷蘭光刻機制造商阿斯麥(ASML)發布2020年第三季度業績報告。財報顯示,ASML該季營收達39.58億歐元,較上年同期增長32.5%;凈利潤更是達到了10.62億歐元,同比增加69.4%。

受此消息影響,ASML股價大漲,市值躥升到1619億美元(約1.02萬億人民幣),創下歷史新高。

在新冠疫情影響下,全球半導體行業低迷,英特爾、賽靈思等芯片巨頭紛紛調低營收預期,但ASML卻能逆勢增長,繼續穩坐光刻機設備領域的絕對霸主地位。

盡管ASML在股市上的良好表現引發關注,但公眾對其如何擴張到今天的規模其實還知之甚少。

10月15日,鈦媒體國際事務合伙人、央視原著名國際對話主持人楊銳與《光刻巨人:ASML的崛起之路》作者、荷蘭Techwatch媒體公司CEO、荷蘭高科技學院董事總經理瑞尼·雷吉梅克(Rene Raaijmakers)連線直播,圍繞“芯片之光 :光刻機的那些事”話題進行了深入探討,解析光刻機巨人ASML的成功崛起之路。

本書作者雷吉梅克曾是一位荷蘭媒體記者,其用長達7年的時間采訪ASML的創始人和后來的多位CEO,還訪問數十位核心員工,通過仔細查閱企業檔案,多方了解,重現ASML從誕生到走向輝煌的過程中那些驚心動魄的時刻。本書譯者金捷幡則是一位在半導體行業20多年的從業者,在保留原書語言風格的情況下,花費近一年時間編撰完成。當讀者努力通讀完全書后,會感到收獲滿滿并產生一種敬意。

實際上,早在上個世紀80年代,ASML還只是飛利浦旗下的一家合資小公司。短短四十載,ASML用先進技術將昔日光刻機大國美國拉下神壇,并以迅雷不及掩耳之勢,戰勝日本光刻機巨頭佳能、尼康,成為世界上唯一能夠制造7nm及以下EUV(極紫外光刻)工藝的光刻機設備提供商。

雷吉梅克在連線直播中表示,四十年后的今天,人們應該意識到,ASML所創造的光刻機設備,以及引領的行業變局,對于全世界來說是一個奇跡。

飛利浦變賣家產,ASML登上歷史舞臺

如果不是華為遭遇芯片“卡脖子”危機,很多不關注芯片領域的人可能還是第一次聽說光刻機和ASML。

光刻機,被譽為“皇冠上的明珠”,其主要包含特殊的光和玻璃,類似“投影儀+照相機”,以光為刀,將晶體管和設計好的電路圖投射到硅芯片上。

盡管看起來比較簡單,但光刻機的重要性在于,其是整個芯片制造產業先進工藝程度的核心指標。設備是制造芯片的“武器”,沒有了光刻機設備,先進制造就無從談起。

1965年4月,英特爾(Intel)創始人之一戈登·摩爾提出大名鼎鼎的摩爾定律(集成電路可容納的晶體管數目,約每隔兩年便會增加一倍),從而讓更多企業關注到芯片精度這個問題。

ASML制造的第一臺光刻機就在此背景下誕生。

實際上,ASML的一部分前身是ASM,一家荷蘭的從事半導體設備制造的科技公司;而另一部分前身是飛利浦,兩家距離60英里。

當時,飛利浦品牌家喻戶曉,該公司專注于投入電路技術研發,并沒有自造光刻機想法。但一次內部定期討論中,飛利浦半導體和材料部Elcoma與前沿技術研發實驗室Natlab的技術團隊,雙方就掩膜技術先進性是否能生產芯片而爭吵起來。隨后達成約定——合作制造一臺光刻機。

1967年,技術團隊首次在飛利浦內部展示6鏡頭重復曝光光刻機的原型,實現該公司在光刻機領域零的突破。

不過,高層內部并不看好這一設備的商業化前景,因此光刻機研發停滯不前。

由于飛利浦資金狀況非常糟糕,一直以來靠政府和銀行補貼續命。1980年前后,該公司遇到經營危機,飛利浦希望放棄非核心業務,目標是把光刻機業務賣給領先的美國公司,或是賣給崛起中的日本光刻機公司。

而ASM的創始人德爾·普拉多一直希望尋找一個機會和飛利浦合作。當飛利浦S&I的技術董事喬治·德·克魯伊夫在看報紙的時候,讀到了ASM的成功故事,對其十分感興趣。在了解之后,發現德爾·普拉多還挺有錢的。

四年后的1984年,經過漫長的談判,光刻機業務從飛利浦中獨立,建立合資公司ASML。其中,飛利浦和MIP(一家私募股本基金)分別獲得30%的股份,作為項目的主導者,ASM獲得40%的股份,讓這家荷蘭電子制造商登上歷史舞臺。

在真正成功之前,飛利浦對ASML投資了超過1億美元。

ASML定下市場第一目標

在銳對話連線直播中,雷吉梅克表示,盡管當時整個光刻機市場被美國GCA和尼康壟斷,但在ASML成立的一開始,他們并不滿足此時的技術研發成就,目標則是要“征服世界”。

“從飛利浦剝離獨立的1984年,ASML在當時制造光刻機公司排名的名單上墊底,位于倒數第一,當時的霸主是美國GCA和日本的尼康。但ASML認為,在光刻機領域,爭取第二名或第三名是沒有用的,只有成為第一名,這樣才能成為贏家。”

“當時ASML整合了來自飛利浦的研究團隊,因此他們具有遠大理想。當時他們認為,如果一開始就沒有成為第一名的雄心,就沒必要開始去做。”

“不管是第二名,還是第三名,是不可能贏,也不可能成為行業的佼佼者。我覺得ASML當時認為,因為這個行業的競爭太過殘酷,所以,如果不在第一名,還不如關掉公司。”

在這樣的雄心壯志下,ASML走上了快速發展的道路。

兩位“貴人”+傾聽客戶意見,ASML戰勝競爭對手取得成功

雷吉梅克表示,回顧過去40年ASML發展歷程,ASML能夠取得成功,主要有兩個原因:一是由于臺積電和英特爾兩位”貴人“的支持,ASML能夠成功研發并量產浸潤式光刻機和EUV光刻機,企業快速崛起;另一方面,ASML會傾聽客戶的意見,讓先進技術快速迭代,獲得客戶青睞。

最終,在激烈競爭、風云變幻的變局環境中,ASML戰勝競爭對手取得成功,成為芯片產業不可缺少的一部分。

1、兩位“貴人”

2004年,ASML和臺積電共同研發出第一臺浸潤式微影光刻機,優秀的性能和穩定的技術,波長達132nm,全面碾壓尼康的157nm,獲得行業關注。

雷吉梅克在銳對話中稱,其實ASML能夠遇到這個“貴人”的主要原因,是由于臺積電、飛利浦和ASML三家之間有密切的開發關系。

“臺積電實際上是在80年代末開始起家的,和飛利浦有著很久的歷史淵源。臺積電利用的是飛利浦公司開發的芯片生產技術,雙方有交叉協議,所以在二十年前,飛利浦在臺積電有股份,大約10%左右,但現在是沒有股份的。”雷吉梅克表示。

“加上飛利浦的芯片是ASML機器制造的。因此,三家有著密切的聯系,臺積電使用ASML機器也就不足為奇了。”

正因如此,臺積電成為ASML遇到的第一個“貴人”。在技術、人才、資金方面持續加碼,ASML快速蠶食光刻機市場份額,將昔日光刻機大國美國拉下馬,與舊王者GCA平起平坐。

ASML的光刻機原型

隨后,在巨大的產業推動下,另一家芯片巨頭英特爾登場,該公司提出入股等需求,開始與ASML“綁定”,成為ASML的第二個“貴人”。

早在1997年,英特爾為了推動摩爾定律在未來幾十年繼續有效,聯合政府、企業建立了芯片業最為頂級的EUV LLC前沿技術組織,研究、推動EUV這項技術發展。當然,ASML在這一組織成員名單其中,但尼康、佳能卻排除在外。

在銳對話連線直播中,雷吉梅克形容,這一組織像是一個投資承諾,確定芯片生產商需要EUV光刻機,請更多廠商參與、幫助開發這項技術。

“對于ASML來說,這是一個重要的信息(來源)。它實際上是推進EUV光刻機向前發展的綠燈,并且讓客戶對這項技術投入能夠做出很大的回報承諾。”

2012年10月,在政府許可下,ASML斥資19.5億歐元(25億美元)收購美國頂級光源企業Cymer,其主要制造激光器,這加速了ASML EUV光刻機的研發之路。

由于有臺積電、英特爾的支持,經過十年的研發過程,2015年,ASML終于將EUV光刻工藝處于可量產的狀態。

隨后的5年時間里,尼康失去了50%以上的光刻機市場份額。

雷吉梅克表示,在EUV這個技術領域中,ASML擁有大量受保護的專利和知識產權,并且可以發明和創造光刻機機器,這讓ASML將處于長期技術壟斷地位。

EUV工藝光刻出的晶圓樣品(來源:國際半導體行業協會)

截至目前,ASML公司擁有三家全資子公司,包括計算光刻集成電路廠商Brion、準分子激光源提供商Cymer、電子束晶圓檢測設備廠商HermesMicrovision,在先進光刻機技術方面獨步成霸。

2、ASML成功秘籍——傾聽客戶意見

雷吉梅克在銳對話中指出,其實當時尼康、佳能、英特爾對外界的態度十分“傲慢”,加上日本、IBM等企業無視浸潤式技術,讓臺積電不得不選擇ASML,從而推動快速芯片制造的研發進程。

“實際上,荷蘭人認為英特爾是一個非常傲慢的公司。因為在90年代初,英特爾采取的是大公司的模式生產芯片,他們會有很多要求。而實際上,ASML從來沒有成功地將這些要求應用到芯片生產中。”

當蠶食掉市場份額的時候,ASML并沒有像競爭對手那樣傲慢和無視,更多希望傾聽客戶意見,將技術不斷升級打磨,得到客戶的青睞。

“ASML首席執行官是一個集思廣益的人,每兩周就會飛到客戶那里,傾聽客戶意見,然后回到公司開會探討,與客戶以及他們自己的團隊進行深入的溝通,這可能是ASML取得成功的因素之一。”雷吉梅克說。

不過,在資金補助部分,雷吉梅克認為,盡管ASML一直處于政府支持狀態,但也有中國企業不需要政府補助,都獨立生存下來,因此,這并不意味著更多企業效仿ASML的崛起之路。

“在某種程度上來說,政府補助是件好事。政府有能力提供資金,確保在競爭中有充分的彈藥支持,這是提高競爭力的重要因素之一。但同時,我不認為這是一個絕對必要的因素。你看中國的華為和阿里巴巴,他們獨立而強大,更值得我們學習。”

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責任編輯:Rex_07

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