世界最賺錢的機器 11億一台 中國怎麼造不出來?

想要征服世界,只有用一台革命性的機器,一台讓競爭對手望塵莫及的機器才能做到。這就是製造晶片必不可少的光刻機,單台售價可達11億人民幣的「印鈔怪獸」。

今天就來講一講專門製造光刻機的ASML,這家牢牢卡住全球晶片製造喉嚨的荷蘭公司,看看它作為後起之秀是如何征服世界的。

光刻機是晶片製造的核心設備。

目前,掌握全球最領先光刻技術的只有荷蘭ASML公司,它憑著一己之力吸納了全球市場份額的80%。當今世界上,能做精度在7nm及以下的光刻機,只有這一家,每年的生產數量只有30台。

7nm是什麼概念?這相當於把一根頭發絲劈成幾萬份。這些EUV光刻機並不是你想買就能買到的。三星、英特爾和台積電等晶片領域的巨頭都是ASML的股東,每年都在不遺餘力的「買買買」搶購,其他企業只能排隊等。

想當年,美國研發EUV光刻技術,拼的可是舉國之力。上世紀80年代,ASML脫胎於飛利浦公司下屬的一個研究院,作為母公司的飛利浦,並不看好它的盈利前景。彼時,約有七八家日本和美國企業占據市場。它幾次走在危險邊緣,幾乎被賣掉、或宣告破產。

這家名不見經傳的荷蘭小廠,到底是如何能夠趕超美國、日本,把GCA、尼康等當年的光刻機巨頭拉下神壇的呢?

為什麼別的國家有而我們沒有?

這家目前全球最大的光刻機製造商,來自荷蘭南部一座不足30萬人口的城市——維爾德霍芬。ASML是如何開始製造光刻機這個「吞金獸」的呢?一次,荷蘭飛利浦公司派人前往美國考察,回來時帶來一顆「晶片」。面對這顆來自美國的晶片,飛利浦人的第一反應是遺憾,為什麼別的國家有而我們沒有?在他們看來,這是錯失了與世界先進技術同步發展的「證據」,於是下定決心「要放下一切工作,集中精力投入集成電路的技術研發」。

彼時,並不屬於大眾眼中的「好時機」。不過,一小撮對技術精益求精的飛利浦人並不這麼想。他們認為其他公司的光刻機設備既不夠精準,也過於耗費人力,不足以應對晶片更新。

飛利浦的半導體和材料部與前沿技術研發實驗室決定聯合起來製造一台光刻機。1967年,兩個部門實驗室研發出的原型成品曾在公司內部展會上吸引了董事的關注。但高光時刻沒持續多久,一台帶有自動平衡系統的新型洗衣機把董事的眼光和腳步全都吸走了。

1980年前後,飛利浦遇到經營危機,他們開始著手將包含光刻機業務在內的非核心業務停止或出售給其他公司。問題是,誰來接手這項已經被飛利浦弄得奄奄一息的業務呢?

創業的路總是很殘酷

距離飛利浦所在地90公里的地方,一家叫做ASM的半導體業務公司偶然獲知了這一消息,這家公司的執行長叫德爾·普拉多,他正是很多人眼中的歐洲設備工業之父。

德爾·普拉多曾就讀於哈佛大學商學院,混跡於美國矽谷。當他數年後返回荷蘭時,一手拿著晶圓,一手拿著 500 美元,決心投入半導體行業。

德爾·普拉多很會利用雜誌、展會等當時熱門營銷工具來推動公司的發展,換句話說,這樣的人才在2021年,也妥妥地是個能玩弄流量於股掌之間,熱搜輪番上的奇才。

為了和飛利浦公司合作,他頻出奇招,或是直接致信聯系,或是利用宣傳隔空喊話飛利浦——美國的大型公司都渴望與小型公司合作,為什麼不推動荷蘭成為第二個矽谷呢?

終於,1984年愚人節這天,ASML成立了。創始人德爾·普拉多雖然熟悉半導體行業,但卻對光刻領域一無所知,面對新成立的「爛攤子」——ASML,德爾·普拉多「騙」來了賈特·斯密特。請記住這個名字,這是ASML的第一任執行長,也是ASML的首席架構師,一個真正為ASML賦予靈魂的人。

斯密特雖然是一位擁有博士學位的工程師,但他的雄心壯志更在於管理、戰略、制定路線、贏得勝利。賈特·斯密特從不在乎花多少錢,他只要最高水準。也正是這一特質使ASML後來得以用超前水準的產品征服整個光刻機行業。

創業的路總是很殘酷。ASML初創時期,幾十個員工擠在飛利浦門口的簡易板房里辦公,門口就是一排臭氣熏天的垃圾桶。除了「因為被選入ASML而對前途不抱希望」的47名飛利浦員工和1名ASM員工,17台無法出售的光刻機,0%的市場份額和空空的存款,什麼都沒有,買杯咖啡都會破產。

ASML在缺錢——動不動缺一億美元,缺人——高精尖技術沒人能掌握,缺客戶——沒人願意買產品,缺時機——整個半導體行業都陷入頹勢,缺時間——趕著交不出貨中艱難求生。執行長斯密特只能不斷給員工「畫餅」,雖然我們現在還沒有產品上市,但我們一定會成功的。

斯密特也同樣善於營銷。ASML想打入美國市場,斯密特知道,參與這場遊戲必須按美國人的規則,要用一次壯觀的、有沖擊力的、聲勢浩大的宣傳樹立形象。於是他的廣告標題是「ASML 展示的產能讓 GCA 和尼康都不敢看」。

斯密特的管理智慧是,他希望公司成為一個統一的整體,不是演奏鋼琴或小提琴,而是指揮一場交響樂;不是麥可·喬丹,而是整個芝加哥公牛隊。

ASML創造奇跡的時刻終於來了!20世紀90年代,整個半導體行業遇到了一個共同的難題。——光刻機光源的波長沒法再短於193nm了,這可怎麼辦?

面對難題,老巨頭尼康等廠商依然採用傳統解題方法,強行將光源縮短到157nm波長。另一邊,台積電鬼才林本堅提出了浸潤式光刻。

在鏡頭和光刻膠之間加一層水,經過水的折射,天塹一躍而過,光線波長可以由193nm變為132nm。林本堅拿著這項「沉浸式光刻」方案,跑遍美國、德國、日本等國,游說各家半導體巨頭,但都吃了閉門羹。

當時還是小角色的ASML決定賭一把,押注浸潤式技術更有可能以小博大。於是和林本堅一拍即合,僅用一年時間,就在2004年拼全力趕出了第一台浸潤式光刻機樣機,並先後奪下IBM和台積電等大客戶的訂單。

命運總是嘉獎勇敢者。2007年, ASML拿到了60%的光刻機市場份額,首次超過尼康。2015年,第一台可量產的EUV樣機正式發布。

有一個形象的比喻來表示光刻機光源產生極紫外光EUV的難度——在颶風中心,以每秒5萬次的頻率用桌球球擊中同一隻蒼蠅兩次。製作一顆晶片大概需要3000道工序,要想保證光刻機完美運轉,每一步的成功率都要高於99.99%。

可以說,EUV光刻機幾乎逼近當前物理學、材料學以及精密製造的極限。

想要澆灌出這株盛放在荷蘭的技術之花,既需要德國的光學設備與超精密儀器,也需要美國的計量設備與光源。托舉起如今的阿斯麥的,是整個西方最先進的工業體系。

對於ASML來說,這些都是已經創出一番天地後的故事,而不為人所知的那段在「練習室」里死磕的時光,如何從「練習室走向台前」的坎坷經歷,才真正隱藏著崛起的密碼。

ASML首部傳記《光刻巨人:ASML崛起之路》作者瑞尼·雷吉梅克說,這個世界上可能不會有公司能在未來十年中獲得類似ASML這樣的成功,除非奇跡發生。

在他看來,與其復制一個ASML,不如發揮創造力,將研究資金投入到將擊敗傳統光刻技術的未來技術中。

當年的尼康復制了GCA的步進光刻機,還增強了機器可靠性。但照搬總是落後,尤其是前面有一個表現出色的勝利者。探索新技術可能會更有回報。

歷史上,試圖在後期進入光刻市場的公司都失敗了,他們不缺乏資金和技術,甚至有的公司機器生產率更高,價格更便宜,但還是沒有做到後來居上。通俗來說就是,沒有這個運氣和機遇。

世界最賺錢的機器 11億一台 中國怎麼造不出來?

來源:快科技