在芯片制造过程中,光刻机设备发挥着十分关键的作用。据悉,光刻环节是芯片制造中最关键,也是最核心的组成部分,占到芯片生产总成本的30%。而且,光刻机的光刻精度也影响着芯片制程工艺的水准。
虽然美日韩以及中国都有能够生产光刻机的企业,但大多数芯片制造商都需要采购荷兰ASML公司设备。
击败日本光刻机
凭借光刻机,荷兰ASML公司连续多年在半导体设备制造商榜单上名列第二,仅次于美国应用材料。
值得一提的是,荷兰ASML刚成立时,在光刻机市场根本没有话语权。上世纪80年代,光刻机行业还是日本厂商的天下,而ASML全部员工加起来才30人左右,连办公司都是建在垃圾桶旁。
最重要的是,荷兰ASML无论是技术积累,还是客户积累都不是日本企业的对手,在市场上完全看不到希望。
想必成立之初的ASML也没有想到,ASML仅用20年时间就完成了对日本企业的逆袭。并在之后20年时间里,牢牢守住了世界第一的宝座。
ASML称霸全球
其实ASML公司能快速成长起来,与并购政策的实施有很大关系。光刻机本质就是投影仪和照相机的结合体,设备以光为刀,对投影在硅片上电路图进行雕刻,最终获得集成电路芯片。
当时日本厂商能称霸光刻机市场,很大原因在于日本相机技术发达,光学产业优势辐射到了半导体产业,帮助日本厂商建立了领先。
荷兰ASML虽然技术储备不多,但通过并购MaskTools、收购Silicon Valley Group,还是补齐了光学技术、扫描和成像能力短板,成功登上主流厂商牌桌。
而真正帮助ASML称霸全球的则是一个选择,上世纪末,光刻机的光源波长被卡死在193nm。谁能率先突破,谁就可以称霸光刻机市场。
当时以尼康为首的日本厂商选择了保守的153nm F2激光,而荷兰ASML则是押注更为激进的EUV技术。两个不同的选择,也让两家厂商迎来了不同的结局。
功不可没的台积电工程师
值得一提的是,EUV技术优势并不是在当时就帮助ASML公司确立了领先地位。ASML公司能够成为全球霸主,台积电工程师林本坚功不可没。
前文已经提过,ASML公司逆袭日本光刻机厂商的关键是ASML公司率先突破了193nm,而为ASML的解决方案正是来自林本坚。
当时,光刻机厂商都是采用传统干式微影方案,而林本坚则提出了沉浸式光刻方案。沉浸式光刻方案相比干式微影方案,因为有水的加入、激光可以实现更多次折射,光源直接越过157nm来到了132nm 级别。由此开始,ASML一直对日本厂商在技术上保持着一代以上的领先。
最重要的是,ASML在获得技术优势后,还让客户进行站队。为获得优先设备发货权,不少代工厂商都纷纷入股ASML公司。
例如台积电、英特尔、三星等知名巨头,其实都是ASML公司的股东。
这也导致大客户纷纷流入ASML公司阵营,而在资源向指定厂商集中的情况下,第一名与之后几名的差距就变得越来越大。
目前,ASML公司仍是唯一一家有能力生产EUV光刻机的厂商,而且根据官方最新消息显示,ASML已经完成了1nmEUV光刻机的方案设计。可以看出,ASML公司与竞争对手的差距,早已超出了一代。
短期来看,ASML在光刻机市场上的地位并不会被其他厂商取代,反而有可能会越来越大。这也是中国芯片制造商必须要面对和攻克的难题,而国内厂商想要打破困境,或许只能等到下一个林本坚的出现。
文/JING 审核/子扬 校正/知秋