尽管关于ASML的消息很多,这家全球光刻机巨头在年初公布了2021年财报,很亮眼,这让我们看到作为EUV光刻机独家供应商的巨大利润。
不过很快,关于ASML指责中国企业东方晶源侵权一事就迅速成为热点,目前的进展,还是停留在东方晶源的回复上,其表示报道与事实不符,东方晶源有自主的知识产权。
然而近日,关于ASML的一些新消息出来了,确切的说,是关于EUV光刻机的重要事项。
据悉,ASML在近日正式宣布了EUV光刻机的发展路线图,其EUV光刻机的下一个重大技术变革,将会是高数值孔径系统。
所谓的高数值孔径系统,简单来说就是光刻机的光学镜头部分,而增大镜头的数值孔径,可以确保光刻机制造更先进的芯片。
或许这样的信息对大家来说没有什么其他感觉,但其实很不寻常,其实该消息的出现,就意味着ASML又回到了30年前的状态。
这是怎么回事呢?让我们慢慢为您道来。
ASML成立时并非是从零开始,其最初是一家合资公司,母公司则是飞利浦和ASM,ASM在当时就是一家半导体设备制造商,而飞利浦当时也有自己的光刻机研发部门。
不过在当时的市场上,飞利浦的光刻机很不入流,或者说,飞利浦根本没有市场存在感,其市场地位倒数第一。
因此光刻机的业务,实际上已经被飞利浦边缘化,因此ASML的成立,被当时的人们认为,是飞利浦为了甩掉光刻机业务。
为什么这么说呢?在ASML成立之前,飞利浦已经在研发PAS2000型光刻机,但是遇到了问题,没有合适的镜头。
尽管飞利浦也有自己的光学部门,但是该部门甚至连为显微镜生产镜头的能力都没有。
不过,飞利浦在法国找到一家小型公司,他们愿意为飞利浦生产所需的镜头,但是法国公司错误地估计了该镜头的难度,飞利浦没能如愿。
一个巧合的机会,飞利浦方面发现了蔡司,而蔡司成为了飞利浦唯一的救命稻草。
飞利浦方面有两个迫切的需求:
第一,它们希望得到定制镜头
第二、它们希望得到大数值孔径的镜头,例如0.34
但蔡司的回答很简单:我们可以提供0.28数值孔径的镜头,并拒绝提供定制服务。
ASML没有任何办法。
对于ASML来说,其真正的第一款产品是PAS2500,其不仅拥有适应市场需求的电子晶圆台,而且在ASML的设计中,该款光刻机将会采用i线镜头。
问题又来了,i线镜头需要蔡司提供,蔡司再次拒绝。
无奈的ASML,最终还是选择了由蔡司提供的一种标准非定制的g线镜头来制造PAS2500。
可坏消息还是出现了,镜头的镜头柱存在一个严重的问题:漂移。
导致的结果是,机器运行一段时间后,成像质量就开始呈现下降,造成芯片制造商不得不长时间进行停机。
所以从这里就可以看出,ASML在一开始就对蔡司产生严重的依赖性。
有朋友会说,难道ASML就不会多选择几个镜头供应商吗?ASML当然这么做了,但是结果是,蔡司是市场上可以找到的最好选择,但蔡司在当时却做不出最好的镜头。
最好的镜头在尼康和佳能手中,但尼康和佳能的镜头都是自己研发的,ASML根本买不到。
然而ASML对蔡司的依赖,还没有更严重的时候,在型号为PAS 5500的光刻机研发上,ASML差点因此关门大吉。
事情发生在30年前的1992年,当时的ASML还是一家光刻机的小公司,其市场上的份额很小,大部分被尼康和佳能所占据。
因此PAS 5500成了ASML与尼康和佳能竞争的堵住,如果PAS 5500顺利完成,那么ASML就有了与尼康和佳能竞争的底气。
但是在1992年5月,ASML的首席执行官马里斯到访了奥博科亨(蔡司所在地),高光时刻来临,马里斯无奈的说到:蔡司成了ASML发展的瓶颈,人们对PAS 5500很感兴趣,但ASML不得不等待来自奥博科亨的光学元件。
没有蔡司的镜头,ASML的PAS 5500就不可能上市,带来的结果就是,ASML的经营陷入困境。
如果不是当时母公司飞利浦给予的2100万美元的及时输血,ASML的结果就是倒闭。
事实上,ASML已经消耗了大量资金,其另一个母公司ASM已经被其拖垮,而飞利浦也已经到达尽头的边缘,此外,ASML还得到过荷兰政府、银行和欧盟的陆续资助。
最终陆续的资本输血得以延续着ASML的生命,最终蔡司终于交付了镜头,ASML算是转危为安。
上文中我们提到,ASML希望得到最大达到0.34数值孔径的镜头,但蔡司只能提供0.28,其实虽然现在ASML已经在生产EUV光刻机,但其初期的EUV光刻机镜头的数值孔径,也才只有0.33。
而现在ASML公布的EUV光刻机发展路线图,再次将堵住压在了大数值孔径的镜头上,也就是说,ASML后续的发展,依然在极度的依赖蔡司。
所以有外媒就表示,这等于是承认了,ASML发展的近40年来,从一开始就极度依赖蔡司的弊病,一直没有得到解决,蔡司依然是ASML发展的瓶颈。
换句话说,如果蔡司不能如期交付ASML所需要的镜头,那么ASML就无法制造出更先进的EUV光刻机。
这与30年前的事件是如此的相似。
30年前,ASML从蔡司那里得到了更大数值孔径的镜头,因此其PAS 5500具备了制造更先进芯片的能力,使得ASML可以对接全球最大的芯片制造商,可以与尼康和佳能同台竞技。
而30年后,ASML为了维持自己在EUV光刻机领域的领导地位,再次需要大数值孔径的镜头。
这两次ASML的关键时刻,都是蔡司起到决定性作用。
但我们要说的是,ASML的最大弊病、最大瓶颈,还不是依赖蔡司,而是以蔡司为最具有代表性的依赖外部资源。
当然,我们也承认ASML拥有自己的技术,例如双工件晶圆台,但该技术远没有光学元件更加重要。
就拿现在的EUV技术来说,ASML之所以可以在EUV光刻机上实现领先突破,主要的功劳还真的不是ASML。
当制造工艺进入到7纳米以下时,光刻机的光源首先遇到瓶颈,但可选择的余地很多,例如电子束、X射线等,EUV也是一种。
问题的关键就在于,到底用谁才是正确的选择,一旦选错,那么巨额的投入就算是打了水漂,而公司也很可能会因此一败涂地,谁都输不起。
就在这个关键的时候,英特尔发起了EUV联盟,英特尔认为,EUV是正确的方向,发起的联盟集合了当时的很多半导体巨头公司,以及数百个当时顶级的半导体专家。
当时尼康其实已经加入了,因为尼康是当时的光刻机巨头,ASML也想参加,最终ASML加入了,而尼康被踢出局,至于ASML是怎么加入的,想必大家也应该可以想到,看看现在ASML的局面就已经很清楚了。
或许这也就是解释了,为什么ASML方面一直强调,EUV光刻机拥有十万的零配件,中国不太可能造出EUV光刻机,就是因为,ASML一直依赖外部资源,形成习惯后并将此作为成功经验,如果不这样干,就一定失败。
这太滑稽了!
而且大家应该也注意到了,ASML为了制造更先进的光刻机,基本上就是采用两种方法:采用波长更短的光源和更大数值孔径的镜头。
这两种方案难度极大,成本也极高。而我国中科院已经研发出新的技术,拥有自主知识产权,避开这两种传统路线。
例如ASML要实现10纳米工艺,需要用到193纳米的DUV光波,而中科院的技术采用365纳米的i线就可以,该光刻机4年前就已经投入使用了,只不过没有进入商用市场而已。
而现在我们看到ASML的下一代EUV光刻机,竟然要依赖高数值孔径的镜头,不得不说,在这样的情况下,虽然ASML还暂时领先,但被我们追上的时间,已经是大大的可以期待了。
更关键的在于,依赖高数值孔径的镜头,会极大的拖累ASML,因为这样的镜头并不是短时间可以研发出来的,就像ASML总裁所说的:物理定律在中国和ASML这里是一样的。
没错,但是中科院另辟蹊径,我们现在有三个可以突破的方向,ASML只有两条,而且ASML还是选择的最难的那一条:高数值孔径镜头。
想必大家还记得,当时的中科院院长白春礼是在2020年说出,要解决光刻机卡脖子的问题,ASML在不是零起步的情况下,发展了近40年也才实现EUV光刻机的领先,所以中科院必然也是有着充足的准备的,例如上面我们提到的新技术,所以我们完全可以少安毋躁,拭目以待。
总之,虽然ASML现在似乎是神话一般的存在,但神话的不是它,而是EUV光刻机,是EUV光刻机给予了ASML这样的成就。
但水能载舟亦能覆舟,来自外部的技术和供应确保了ASML的市场地位,但由于不可替代的依赖性,也让ASML的短板非常明显,换句话说,ASML在升级产品上非常被动,甚至有运气的成分。
因此我们有理由相信,ASML并不是光刻机市场的“终结者”,最终的竞争焦点还是要依靠自己。
其实就在ASML找到蔡司时,对于ASML在光刻机核心部件上依赖外部供应,也表示了不解和吃惊。
而且我们也看到,ASML似乎在习惯了外部供应后,已经懒于开发其他的保持光刻机先进性的新技术了,因为ASML现在升级光刻机的方法与其成立之初竟然一个样。
所以说,好戏才刚刚开始,后续更精彩,我们拭目以待。
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