当年的荷兰,是如何凭一国之力造出光刻机的?中国能复刻吗?

说宇宙寻真理 2024-07-30 14:57:40

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都说荷兰人垄断了光刻机业务,然而回到40年前,那时候的ASML,却是在一群意志消沉的人的抱怨声里开启的。

时至今日业内人士都觉得,ASML当年遇到的天时地利人和的时刻。也就是说,现在哪怕一家企业造出了光刻机,也不能复制ASML的辉煌。

那么,造光刻机和整个芯片产业之间,究竟有着怎样复杂的关联呢?

由大变小,1.8万个到118亿个

光刻机做的是什么,你可以简单理解成,利用它可以制造肉眼不可见的、数以亿计的晶体管。这些制造而成的芯片体积小了,运算能力却更强了,进而就能装载在同样体积变小了的手机、电脑等各种电子产品上。

芯片的本质就是计算,而计算的本质在数字化世界里,就相当于在不断的开关中,运算1和0两个数字。

上世纪四十年代,美国军方拥有了第一台使用真空管的计算机埃尼阿克。

整个计算机内部集合了18000个真空管,和现在的芯片比起来,它提鞋都不配。数量少,关键还很大,庞然大物需要一间房子才能装得下。

随后经过20多年的发展,到60年代,新一代的计算机产品,体积终于缩小到了原来的千分之一。变小的关键原因,便是芯片的的晶体管小了。

整个60年代,科学家不断在试图增加晶体管的数量。从原来的个位数,逐渐增长到了百位数。

在这个过程中科学家也已经明白,只要把晶体管的体积缩小,其他能安放的元器件增加,计算能力就能呈指数级增长。这个发现,便是后来世人熟知的“摩尔定律”。

当时科学家发出预言,几十年后的电子化设备会越来越小。时至今日,手机芯片上集成的晶体管,数量都在100亿规模以上。

而这些处理器的计算能力,比原来的庞然大物要快得多得多。

而人类之所以能将其缩小,关键就在于后来造出了光刻机。有了这样一台机器,将晶体管微型化才从理论变成了实际。

不少人可能会认为,荷兰之所以能垄断光刻机业务,是他们当年高瞻远瞩,然后集合了全国之力才站在了产业链的关键节点上。

然而事实恰恰相反。荷兰人在光刻机领域的成功,又一次证明了什么叫有心花开花不开,无心插柳柳成荫。

一家小公司的曾经

光刻机的工作原理就不做详细描述了,这里只介绍荷兰公司ASML当年的成长历程。

这家公司最初的创立者为荷兰人阿瑟·德尔·普拉多,那时候公司的名字还叫ASM。普拉多早年在美国学习过,但是他并非计算机专业。

公司刚开始发展还不错,上世纪70年代末的营收就超过了千万美元,80年代初又在美国上市。这期间,公司主要生产芯片设备,但是光刻机除外。而普拉多觉得,只要能补上光刻机这个空额,他就能站在供应链的顶端了。

想象是美好的,但现实却很残酷。以普拉多公司当时的全部家当和技术,就是全部用来制造光刻机,还远远不够。

因为在1980年,全新一代光刻机的研发,先期投入的费用至少要5000万美元。而此时普拉多公司的年营收才达到3700万美元。

这就意味着,普拉多要想自己单干,无论如何也不可能。而就在普拉多产生研发光刻机想法的时候,另一家大公司恰好也想研发光刻机。

这家公司便是飞利浦。

妥协下的新公司

飞利浦也是荷兰的企业,在芯片设备领域,该公司一直想拥有自己的话语权而非受制于人。

萌生出自己研发光刻机的想法后,飞利浦一开始根本没有把普拉多的公司放在眼里。彼时,飞利浦看向的是规模和技术都雄厚的大企业。

比如美国当时的光刻机巨头Perkin-Elmer,双方一度间就要达成合作协议了。

这家公司的产品销往全世界,70年代末全球九成以上的光刻机市场份额,都由该公司牢牢把控。

无论从哪个角度看,飞利浦和大公司合作似乎才有机会。然而由于飞利浦决策层的摇摆不定,最终并没有敲定合作意向。

再后来跟别的光刻机公司洽谈,也都没能达成合作。就这样到了上世纪80年代初,飞利浦看到了普拉多创办的ASM公司。

公司小、没有技术经验,关键连前期的研发经费都拿不出来。飞利浦看不上ASML,不过普拉多对于这项潜在的合作却很感兴趣。

飞利浦经过全面评估,认定ASML公司拿不出这么多钱,而且对光刻机的复杂性认识不足。

可即便如此,此时的飞利浦已经没得选,还是捏着鼻子主动联系了ASML。据说,当年两家公司在谈论合作的时候,只用了不到15分钟的时间。

普拉多看好这项业务自然愿意合作,飞利浦看不上前者但为了业务发展选择了妥协。

按照当时的商定,两家公司要合作成立一家新公司。普拉多的公司出资210万美元,飞利浦也出了210万。

其中30万为现金,另外180万则是用现有的光刻机零部件代替现金的。除此之外,飞利浦的45名工程技术人员也加入了新公司。

这就是后来的ASML。和人们想象中的创办场面完全不一样,这家新公司只是双方妥协下的产物。

开启“烧钱模式”

飞利浦对ASML和普拉多本人的估计是对的,后者对光刻机研发的复杂性确实认识不够。

接下来几年,新公司的唯一任务就是烧钱。后来有一项数据显示,前期的投资达到了3500万美元。

即使烧了这么多钱,生产出来的光刻机也没人买。唯一买过一台的,还是飞利浦旗下公司的部门。

眼看根本赚不到钱,普拉多感到慌了。思来想去后,普拉多选择了退出。飞利浦倒也没说什么,承接了股份也承接了所有的债务。

此后,飞利浦向革新后的ASML派出了新的掌门人,没人愿意去这样一个完全不盈利的子公司,最终是贾特·斯密特来了。

斯密特上世纪60年代曾在飞利浦工作过,后来选择了离职。当接手老东家的这个子公司时,身边人都觉得他彻底疯了。

没有盈利,制造出来的产品有很多问题,产品的精度不够而且还有别的风险。在这种情况下,谁都不看好ASML。

但斯密特却不这么认为,他看到了公司和技术的另一面。比如飞利浦当时拥有的一些技术处于领先地位,别的公司是没有的。

这期间,斯密特走访过客户,也参加过一些展销会,得到的答复无一例外都是,没有哪家公司会用他们的产品。

因为光刻机精密复杂,一旦装配使用,企业都希望机器的故障率保持在最低水平。这样一来,就需要企业有完善的售后服务。

别的企业的光刻机都已经卖出几百台了,整个销售体系已经搭建了起来。而ASML这时候的销售量是零,自然没有公司愿意买。

斯密特很清楚,公司即便在一些技术上拥有优势,这时候也需要有足够多的钱把机器造出来。然后短时间内卖出去哪怕一台,接下来的路才好走。

最终通过技术人员的评估,企业至少还需要1亿美元。斯密特很清楚,这么高的投入,母公司飞利浦的决策层肯定不愿意掏。

斯密特并不着急,准备了一个星期后,还是将全新的报价提交给了董事会。最终的选择只有两个,要么拿钱,要么让ASML倒闭。

后来的情况我们都看到了,ASML活了下来,关键还开拓出了更大的市场。

成功不可复制

到了上世纪90年代,ASML先是打败了日本企业,然后一步步在国际市场站稳了脚跟。而这种成功,却不是现在的芯片行业能轻松复制的。

也就是说,现在即使拿出更多的资金,即使造出了全新的光刻机,接下来产业链体系如何搭建却还是未知数。

因为,现在的芯片产业体系更加的错综复杂。从设计到生产,再到封装测试和安装,一块芯片的产业上下游可能散布在世界各地。

换句话说,光刻机只是眼下芯片产业链上的一个环节,单单制造光刻机可能并不难,难的是光刻机最终能进入这条产业链里。

当年,苏联人的芯片为什么落后并且最终消失了,主要原因就是没有进入到国际供应链的体系中。

哪怕是光刻机本身,它的内部构造极其复杂,在制造的时候不光涉及到众多学科,关键大量的零部件,也都形成了全球供应链模式。换言之,闭门造车弄不出来这种东西。

结语

目前最先进的光刻机,内部的各类零件超过了10万个,涉及到了光学、电气、电子、物理、机械、计算等众多学科。

像ASML的供应商,加起来超过了5000家,在荷兰本国的只有1600家,其余的则在亚洲和北美地区。庞大的产业链分担着研发成本,也分享着商业利益。

通过ASML的成功你就能看出来,它不像过去造原子弹那样是技术封闭的。

说白了,这不再是只凭信念就能完成的产品,这是全产业链参与的产品,而产业链的各个节点,可能会延伸到任何一个地方。

在这种情况下,处于行业内的企业,应该考虑清楚自身的定位,才能在未来的发展中取得更大优势。

参考资料:

《光刻机之战》中国经济周刊 2023年11月30日

《荷兰为什么能生产光刻机?》 界面新闻 2022年12月16日

《光刻机的成功离不开全球供应链》 环球时报 2023年11月7日



0 阅读:198
评论列表
  • 2024-07-30 17:48

    一己之力?这种谎言你也信?

  • 2024-07-30 19:38

    你早上起猛了吧?

  • GAO 2
    2024-07-31 01:17

    草[抠鼻]

  • 2024-07-30 20:44

    荷兰是哪根葱啊?自己造光刻机?小编跪的膝盖疼了没?

  • 2024-07-30 19:27

    一国之力?[呲牙笑][点赞][点赞]

  • 2024-07-31 01:56

    我们就是要闭门造车

说宇宙寻真理

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