懸在中國半導體上的達摩克利斯之劍，卡脖子光刻機能解決么？

如果不是中興和華為相繼被美國禁令制裁，相信大部分人并不會關心中國半導體產業(yè)的狀況，而光刻機更成為了熱搜名詞。

提起光刻機，那必然要說到ASML（阿斯麥），實際很多人把兩者用等號連接起來。在目前人類制造產業(yè)的頂級水平，光刻機屬于代表，而ASML占據了全球接近80%的光刻機市場份額，它更是世界上唯一能提供7nm工藝以下水平光刻機的公司。

光刻機是所有半導體設備中復雜度最高、精度最高、單臺價格最高的設備，也是現代工業(yè)的集大成者?？梢哉f，年產值幾百億美元的半導體設備支撐了年產值幾千億美元的半導體制造產業(yè)，而ASML幾乎主導了整個高端光刻機設備市場。

有人開玩笑地說，即使ASML公開了圖紙，你們也不可能制造出來，可見光刻機的制造難度之大。目前華為被斷了制造和外購芯片之路，其也表示將會全面扎根半導體產業(yè)，這時候便有人期盼華為能夠自力更生造出一架光刻機，可是業(yè)內的人士都知道，只靠華為是遠遠不夠的，即使舉國之力來研究，這仍然不是幾年時間便能解決的事情。

要知道，我們國家并不是沒有光刻機的制造能力，而是在光刻機的性能和制程水平上與國際主流先進有著巨大的差異。在談論我們國家目前的光刻機水平之前，那必然需要先了解ASML的光刻機制造之路。

光刻巨頭的成長之路

實際網上和文獻資料上，關于ASML的資料是相對較少的，這是由于其相對低調的企業(yè)文化所造成的。在《光刻巨人》的書籍中可以了解到，ASML的一部分前身叫ASM，是一家荷蘭的從事半導體設備制造的科技公司，距離飛利浦只有60英里。

創(chuàng)始人德爾·普拉多成立了一家名字叫做“先進半導體公司（ASM）”的公司，準備在芯片材料和設備制造方面有所作為。ASM先是從銷售商和分銷商干起，后來轉型為設備制造商。轉型之后，營收開啟了爆發(fā)式增長，到1978年，ASM的年收入已達1400萬美元。

其實在荷蘭，最早制造光刻機的公司便是大名鼎鼎的飛利浦公司?？墒窃?970年代經濟膨脹的時代，飛利浦日子過得不好，于是乎它就尋求為光刻機業(yè)務尋找下家。ASM在當時已經迅速崛起，其也一直期盼與飛利浦在光刻機領域合作。

就在1983年，飛利浦和ASM雙方成立合資企業(yè)，那就是ASML，當中飛利浦和MIP（一家私募基金）分別獲得30%的股份，而作為項目的領導ASM獲得40%股份。

ASML在成立的最初幾個月里，就明確了自己的定位，那就是做一家只進行研發(fā)和組裝的公司。最令人震驚的是它的遠大計劃，在成立僅僅4個月后，公司目標就是：兩年內扭虧為贏，四年內成為全球前三。

當然如很多偉大公司的成長經歷一般，路總不會那么平坦。在當時，美國的Prekin-Elmer已經主導了光刻機市場多年，GCA也占據了很大的市場份額，日本的佳能、尼康勢頭也很強勁，ASML還是沒有找到突破的機會。

在1988年，ASML財務陷入危機，因不堪重負，ASM退出了ASML，后續(xù)飛利浦承擔了ASM在合資企業(yè)中的股份和債務，ASML才幸運地沒有死于當年。

有意思的是，1989年，臺積電因為遭遇大火，這給予了ASML的一個機會。臺積電向ASML增購了17臺的光刻機，這也是ASML首次實現了盈利。隨后ASML通過技術深耕，保持成長。有意思的是，2004年，飛利浦賣掉了最后2.8%的ASML股份，所以現在這家半導體制造領域的明星公司ASML，其與飛利浦已經沒有關系。

今天的ASML，是一家美資企業(yè)。截止目前的數據顯示，ASML的最大股東為資本國際集團（MSCI），該企業(yè)總部位于紐約。第二大股東為貝萊德集團（BlackRock, Inc.），也是一家美國企業(yè)。IBM、三星、海力士，也都在這家公司里有數量可觀的股份。當今大部分半導體企業(yè)，其與ASML均有合作關系，產業(yè)合作緊密，利益也相互關聯(lián)。

ASML的中國布局與成功因素

第23屆中國集成電路制造年會暨廣東集成電路產業(yè)發(fā)展論壇上，ASML全球副總裁、中國區(qū)總裁沈波出席并以《ASML支持集成電路行業(yè)發(fā)展的技術路線圖》為題發(fā)表報告。沈波表示ASML在中國其實已經布局已久。

據沈波介紹：“ASML在中國大陸成立第一個辦公室迄今已有20年，我們在中國大陸12個城市有辦事處或分支機構，2020年中國區(qū)有超過1100人的團隊，為行業(yè)新增和培育了大量光刻技術人才。目前ASML在中國已有700多臺光刻機的裝機，幾乎所有主要芯片生產廠商都有我們的服務。”

數據顯示，2019年ASML總營業(yè)收入為118.20億歐元，同比增長8%；扣非后歸母凈利潤為25.92億歐元。公司毛利常年維持在40%以上，凈利率在20%以上。

在荷蘭國土面積狹小沒有完整制造體系的地方，ASML是憑什么獲得成功的？沈波認為：“我們是一家開放的公司，而開放和合作的環(huán)境是有利于復雜半導體制造企業(yè)的發(fā)展。”

“ASML最新型號的一臺光刻機，其中10萬個精密零件來自全球5千多家供應商。”沈波表示，這意味著單單依靠ASML也不足以解決半導體制造的問題，其早已是全球化精細合作的結果。

圖源：金十數據

沈波指出，集成電路的發(fā)展追求積極的微縮路線圖、尺寸的微縮便需要邊緣定位精度（EPA）的不斷提高。ASML把研發(fā)的技術配套成為光刻解決方案推出，其包括了先進控制能力的光刻機臺、計算光刻和測量，通過建模、仿真、分析等技術讓邊緣定位精度不斷提高，令成像達到最優(yōu)。ASML的整體光刻解決方案能夠提高產品良率和生產效率，不但能夠幫助行業(yè)客戶提升芯片價值，同時也可以降低生產成本。

合作開放的策略加上多年的技術研發(fā)令ASML走上了成功之路，此外人才招攬和培訓也是不可或缺的因素。ASML的2.5萬名員工來自全球100多個國家，而在中國，ASML員工來自全球各地，有著多元化的文化背景。據沈波介紹，ASML中國員工和全球員工一樣，可以無差別接觸到和工作相關的技術知識和培訓。每一位剛剛加入ASML中國的工程師在第一年都能夠接受1200小時左右的技術培訓。

作為半導體制造領域的領軍企業(yè)，ASML進入中國并布局已經有20年的時間，2000年，ASML在中國天津正式成立大陸地區(qū)的第一個辦公室，ASML迄今為止在中國大陸12個城市有辦事處或分支機構，分別為天津、上海、北京、無錫、武漢、西安、大連、南京、廈門（晉江）、合肥、深圳、廣州。

跟隨中國產業(yè)政策和集成電路發(fā)展的趨勢，ASML在地理位置上也實現了在中國大陸的擴展：從東到西，從南到北，從一線城市到二三線城市。技術合作和發(fā)展方面，除了定制化配置相應的光刻設備，ASML為中國客戶提供其所需的光刻技術、服務和解決方案。

在布局中國的同時，ASML也加快為中國半導體行業(yè)持續(xù)輸送知識和經驗、培養(yǎng)技術研發(fā)人才。2018年，ASML在上海成立了全球培訓中心，現已是全球五大培訓中心之一。目前ASML在中國多所STEM領域的理工科高校中招聘，為中國半導體行業(yè)延攬和培養(yǎng)人才。

中國光刻機水平差距與突破

不難看出，ASML的發(fā)展依然離不開市場、人才、技術的布局和投入，這也是中國半導體制造產業(yè)需要學習的。目前高精度光刻機由ASML、尼康和佳能三家公司保持，而頂級光刻機（7nm以下水平）的則由ASML壟斷。

圖源：金十數據

ASML的光刻機制造更像是一個半導體巧手工匠，其實際只掌握了10%的核心技術，而來自美國、日本、歐洲、中國臺灣、韓國的技術支持和零部件是由ASML集成起來，這樣才能把極其復雜的EUV光刻機制造出來。

目前中國在光刻機上的水平與世界領先水平相距甚遠，上海微電子裝備公司（SMEE）生產的光刻機加工精度是90nm，而目前最新的商用芯片精度已經達到5nm，當中差距起碼4個世代以上。

目前中國半導體行業(yè)遭遇了外部的強大壓力，可是無疑在重壓后整個行業(yè)的發(fā)展依然快速增長。不過要解決芯片甚至半導體發(fā)展的卡脖子領域，芯片制造也就是光刻機的制造無疑是重中之重。

現在的中國已經擁有足夠多的資金及人才來攻克半導體領域的難關。中科院日前宣布將舉全院之力攻克光刻機，而國內四大部門發(fā)改委、工信部、科技部、財政部也聯(lián)合發(fā)布了對半導體等高新材料產業(yè)的指導意見，釋放出未來我國將重點攻克半導體領域核心技術的信號。

相信在國家政策指導和傾斜的前提下，以中國科學家的智慧，攻克難關會是早晚的事情。不過我們也要深刻了解到，光刻機甚至是半導體領域制造、材料的困難并不是一朝一夕能解決的，在這過程中必然還需要懷著開放的態(tài)度與國內外的企業(yè)合作，切忌閉門造車。

了解到我們國家與世界先進水平光刻機的差距后，未來的研究和突破依然任重而道遠。

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