鉆石光刻機，誰有資格制造2nm芯片？

自新冠疫情開始之后，全球就陷入缺芯的窘境，包括手機、平板、汽車、電子手表，市場需求一直非常強勁，但就是缺“芯”眼兒。如今的芯片就跟鉆石一樣，是電子產(chǎn)業(yè)鏈的硬通貨，總之，存錢不如屯點兒芯片?；谶@些背景，臺積電、三星、英特爾等具備芯片制造能力的大廠，賺得盆滿缽滿，訂單已然安排到2025年。這些企業(yè)的公眾形象，也好像掛著一輪巨大的彩虹光圈，光芒萬丈。但熟悉芯片產(chǎn)業(yè)鏈的人都知道，當臺積電、三星面對自己的供應商時，也常常只能一臉諂媚地“求出貨”，包括一些99.9999%純度硅片、薄膜絕緣材料和EDA軟件，這些都是比鉆石還難搞到的東西。這也是為什么日韓貿(mào)易剛剛開戰(zhàn)，三星的芯片生產(chǎn)線就立即癱瘓，畢竟，日本是真“有料”。

除了材料之外，更重要的芯片生產(chǎn)要素應該是“光刻機”，事實上，每一次芯片制程升級，從14nm到7nm，再到5nm、3nm都勢必伴隨著光刻機的升級。如今各大廠商紛紛布局2nm芯片制程，同樣需要超新款的EUV光刻機。毫無疑問，這是個稀罕貨，依舊需要臺積電、三星、英特爾們拉下身段哄搶。

EUV光刻機，大概是物以稀為貴

在5nm芯片生產(chǎn)線上，EUV光刻機是非常重要的生產(chǎn)設備，也是整個制造過程的脊梁。目前，EUV光刻機制造商僅有一家，就是荷蘭的ASML. 本來如此底層的供應商，總是不屑于曝光在大眾視野中的，畢竟，ASML的運營邏輯早就超越了常規(guī)的企業(yè)經(jīng)營范疇，就好像原子內(nèi)部的夸克運動不會遵循經(jīng)典的牛頓力學一樣。按照正常商業(yè)邏輯，利潤率達到35%的生意就屬于暴利，即便是在中國房地產(chǎn)非常瘋狂的幾年，利潤率也僅此而已。況且，還有很多企業(yè)根本無法消化30%以上的利潤，而一些低端的制造業(yè)，利潤率更是低得可憐，比如iPhone組裝的代工利潤僅有2%，大家只能賺到辛苦錢。

相比之下，ASML的利率潤就很是超綱。去年，他們?nèi)隊I收達到186億歐元，EUV光刻機凈利潤59億歐元，毛利率高達52.7%。而且隨著AMSL走向臺前，各路資本紛紛涌入，試圖要再推高光刻機售價，利潤率水漲船高。

魯迅說：大概是物以稀為貴吧。電子產(chǎn)業(yè)鏈就是這樣，利潤率比較低的訂單，到處都是競爭者，商務人士、談判策略、有關部門還經(jīng)常過來找茬，事實上，他們搞的就是“賺辛苦錢的企業(yè)”。面對AMSL，大家卻束手無策，52.7%的利潤率已然夸張，但依舊有上漲的趨勢，這都來自于其獨門技術。據(jù)說一臺EUV光刻機有100000+個零件，軟排線總長兩公里，運輸需要40個貨運集裝箱，總價值1.4億美元。單就這一缸子的硬件，就已經(jīng)令人眼花繚亂，制作難度不亞于宇宙飛船。此外，任何一臺EUV光刻機都要配備2000人的調(diào)試團隊，而從粗調(diào)到精調(diào)，再到完成光刻，大概需要3年的時間，比起生一個孩子還要費勁3.6倍。正因如此，AMLS產(chǎn)能相當有限，全年僅有40臺。但正是這40臺光刻機，支撐起全球龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。平心而論，AMLS現(xiàn)在是出于人道主義，沒有把利潤率提高到200%，但光刻機的稀有程度，有資格要這個價錢。

高NA光刻機，2nm時代的金剛鉆

全球陷入缺芯的窘境，ASML不得不考慮提高產(chǎn)能，目標是把EUV光刻機的產(chǎn)能提高到60臺，而更大的布局在于: 新款光刻機，也就是高NA光刻機，有望揭開2nm芯片時代的序幕。要知道，5nm芯片制程覆蓋率尚小，現(xiàn)在2nm制程規(guī)劃就已經(jīng)被提出，可見升級芯片制程是一件非常漫長的事情。相比于EUV光刻機，高NA光刻機具有更高的分辨率，芯片密度可以借此提高2.9倍，更關鍵的是，新設備可以減少芯片制程的工站數(shù)量。要知道，一般的芯片生產(chǎn)步驟基本上是1000起步，如果想要保持90%的良率，需要單工站的光刻良率達到99.999%，這對于制造人員來說，是一種精神上的折磨。

目前，高NA光刻機樣機仍在開發(fā)中，預計2023年完成試產(chǎn)報告，標準流程可供上游客戶學習適應，并基于相關特性來調(diào)整自家布局。而對于臺積電、三星等芯片巨頭來說，如何搶到高NA光刻機已成為頭等大事。

現(xiàn)在，芯片制造已經(jīng)被寡頭把持，包括臺積電、三星、英特爾、SK海力士、美光等等，都是有頭有臉、不差錢的主兒。毫無疑問，高NA、高分辨率、更復雜的線路意味著更高的售價，專家預測高NA光刻機單臺報價應該在3億美元左右，是現(xiàn)有EUV設備的兩倍之多。為了能搶占先機，臺積電宣布其新一年的資本支出將達到400億美元，目標拿下一半數(shù)量的新款光刻機，正如他們現(xiàn)在霸占著全球50%的EUV光刻機；而三星也不甘示弱，推出3年投資2000億美元計劃，他們的目標更加具體：希望能先得到一臺樣品，以調(diào)整自己2nm制程的工藝設計。至于說，英特爾、SK海力士和美光等等，自然也要舍得一身剮。

但是想要購買高NA光刻機這種金剛鉆般的設備，有錢只是基礎前提，更要看公司的發(fā)展前景。臺積電、三星沉浸在蘋果產(chǎn)業(yè)鏈中，春風得意，他們甚至擁有一些AMSL的股份，英特爾則因無法滿足蘋果的要求，而遭到庫克放棄，自己也因財務問題而收緊投資。此外，AMSL雖然是荷蘭企業(yè)，但有很大股份都掌握在美國手中。可見，搶到光刻機真是一件特復雜的事情。（科技新發(fā)現(xiàn) 康斯坦丁/文）

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