自從美國的新一輪技術封鎖發(fā)生后，普天之下的吃瓜群眾為華為操碎了心，甚至賣菜的大媽偶爾討論這件事。由此可見，半導體對國家科技、工業(yè)的影響有多大。

半導體制造產(chǎn)業(yè)中，光刻機是核心設備，對芯片的工藝制程起了決定性作用。光刻也是半導體芯片生產(chǎn)流程中最復雜、最關鍵的工藝步驟。

談到光刻機，它站在“工業(yè)科技食物鏈”的頂端，此點不容許反駁。光刻機集合了數(shù)學、光學、流體力學、高分子物理化學、精密儀器、機械自動化、軟件、圖像識別等領域頂尖技術的產(chǎn)物。

荷蘭的ASML公司光刻機的“扛把子”，并且也不容許反駁。ASML最新的極紫外光EUV光刻機能夠生產(chǎn)7納米的CPU，為世界上獨一家。為此，沒心沒肺的小編通過走訪國內(nèi)從業(yè)人員，以及查閱網(wǎng)絡資料，深扒這ASML這位“扛把子”。

造一臺光刻機有多難？

不明的吃瓜群眾經(jīng)常會問，我們能造光刻機嗎？答案是：當然能。只是……自己的光刻機做不出華為想要的芯片。

目前，國內(nèi)真正能商用是上海微電子的90nm光刻機。有媒體報道，中芯國際剛剛完成14nm光刻機量產(chǎn)。不管誰都好，跟ASML的5nm和7nm相比，還是有代差的。

也許又有人問，5nm和7nm的光刻機，我們能不能馬上搞出來。答案是：做夢！

前文提到，5nm光刻機是人類自鉆木取火以來，科技含金量最高的設備。ASML總裁都揚言，就算制造光刻機的圖紙發(fā)到其他國家，依然造不出像ASML這么優(yōu)秀的產(chǎn)品。

ASML總裁并不是信口開河，畢竟最先進光刻機有10萬個零件，并且每個核心部件，都是世界最頂尖的技術。

ASML在這里也只是個系統(tǒng)集成商，需要日本提供特殊符合材料、美國提供控制軟件、瑞典的工業(yè)精密機床技術、德國的蔡司鏡頭等等。我們要搞一臺先進光刻機，誰敢保證這條供應鏈？所以，造一臺光刻機的難度，恐怕要超過核動力＋電磁彈射的航空母艦了。

ASML公司的發(fā)家史

光刻機是一個跨多個科學領域的項目，想要研制EUV光刻機這種頂級產(chǎn)品，首先要很多很多的錢，其次投入的回報周期很長，也有可能打水漂。

既然造一臺光刻機那么難，那么我就看看光刻機扛把子ASML是怎么做到的？我們先來看看，這位“扛把子”的來龍去脈。

1984年飛利浦與芯片制造商ASMI合資成立ASML，專門從事光刻機設備開發(fā)。起初的ASML還是缺錢的，但奈何人家堅持創(chuàng)新和時間，企業(yè)成軍第一年推出PAS2000步進式光刻機，得到了飛利浦和ASMI追加投資。

1986年推出PAS2500，從此在市場建立名氣。1988年隨飛利浦在臺灣建合資鑄造廠，開啟了亞洲市場之路。

圖：來源安信證券研究中心

進入2000年，ASML開啟了“開掛”模式。不僅先后收購硅谷集團、Brion公司、Cymer公司、德國卡爾蔡司，以及臺灣電子束測量工具HMI，還陸陸續(xù)續(xù)地推出新的產(chǎn)品。

尤其是具有雙工作臺、浸沒式光刻技術的TWINSCANXT、TWINSCANNXT系列的研制成功，奠定了ASML光刻機領域“扛把子”地位。

此時，尼康、佳能市場份額急轉(zhuǎn)直下。據(jù)Bloomberg數(shù)據(jù)顯示，ASML在2009年已占據(jù)全球70％市場份額。直到今天，7nm光刻機已被ASML壟斷，成了當之無愧的獨角獸企業(yè)。

目前，ASML擁有員工2萬多名，辦公室遍布16個國家60個城市。從2018年的數(shù)據(jù)看，全年出貨224臺，凈利潤31.94億美元。

ASML兩個命運轉(zhuǎn)折點

全球光刻機領域三巨頭為ASML、尼康、佳能?，F(xiàn)階段的ASML無論是產(chǎn)品、技術，還是市場占有率都穩(wěn)居第一。然而，ASML并非一成軍就是全球的扛把子。據(jù)統(tǒng)計，1980年的ASML市份額不到5％，此時的尼康GCA各占30％。

上世紀80年代末，尼康占據(jù)市場的50％。那么，許多人對ASML發(fā)展產(chǎn)生好奇，35年間如何快速成長并成為光刻機領域頭目的？客觀來說，企業(yè)的成功有非常多的因素，有研發(fā)投入、產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇，外部合作條件等等。

ASML在研發(fā)上非常舍得投錢，據(jù)了解，2018年研發(fā)費用高達17．46億美元。同一時期的中芯國際，投入研發(fā)的費用只是6．634億美元。并且，ASML在全球主要設備和芯片制造國，擁有約12000項專利和專利申請。

那么，吃瓜群眾會好奇，ASML這么高的研發(fā)經(jīng)費，能否劃得來。答案：當然劃得來。據(jù)財報顯示，ASML的2018年凈利潤達到31．94美元，70％來自光刻機系統(tǒng)銷售，30％來自服務和現(xiàn)場期權銷售。

此外，2018年銷售成本、綜合開銷和行政費用僅5．41億美元。光企業(yè)盈利不說，這么高的科技研發(fā)，怎么少得了財政的資助？

ASML除了在研發(fā)的投入上，還抓住了兩次發(fā)展機遇。從而實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)的飛躍，并一舉拿下全球霸主地位。

第一個轉(zhuǎn)折點發(fā)生在上世紀90年代，當時光刻機一直以干式微影技術為主，然而尼康等眾多廠家和研究機構(gòu)進一步攻關時，一直無法從193nm波長縮短到157nm。此時臺積電提出把透鏡和硅片之間的介質(zhì)從空氣換成水，由于水的折射率大約是1.4，那么波長可縮短132nm。

無奈的是，其他廠商基本否定了臺積電的做法。此時，鬼靈精怪的ASML決定與臺積電研究“浸沒式”解決方案，結(jié)果全球第一臺浸沒式微影機，成了市場上最新進的產(chǎn)品。2009年的ASML凈銷售收入達到22．90億美元，市場份額達到70％。

第二個轉(zhuǎn)折點在加入EUVLLC俱樂部。EUVLLC是由Intel和美國能源部共同發(fā)起的組織，目的在于研制EUV光刻技術。在美國阻撓下，ASML歷經(jīng)一波三折，最后還是加入了EUVLLC。正因為能夠享受EUVLLC的研究成果，ASML加快了EUV的研發(fā)技術。

此時，極紫外光刻技術被認為是制程突破10nm的關鍵，但在技術難度和投入資金極高。佳能和尼康兩位老鐵，此時已經(jīng)開始懷疑人生而幾近放棄。然而ASML仍堅守研發(fā)，并且資金上向場外尋求支援。

于是，ASML在政府經(jīng)費方面獲得2325萬歐元資助，用股權向英特爾、臺積電、三星等客戶眾籌了53億歐元，再聯(lián)合3所大學、10個研究所、15個歐洲公司共同搞“MoreMoore”項目。

2010年研發(fā)出第一款EUV光刻機NXE：3100；2013年開發(fā)出EUV光刻機NXE：3300B；直到2017年推出第三款EUV光刻機NXE：3400B。從此，ASML成為全球唯一能設計制造EUV光刻機的廠商，獨家壟斷了光刻機的高端市場。

ASML光刻機

綁定光刻機“朋友圈”共進退

我們都知道EUV光刻機，由10萬個零部件組成，并且每個核心設備，都是全球最頂尖的技術?？上攵瑥氖逻@種精密儀器研發(fā)的費用，以及承擔的風險有多大。

ASML有技術并且創(chuàng)新能力強，最重要的人家在業(yè)內(nèi)人脈廣，把“朋友圈”的廠商拴在一起，共同享用科研成果，也共同承擔風險。

研發(fā)光刻機的體系實在太大了，ASML的生命線在于創(chuàng)新，并且堅持“開放式創(chuàng)新”。

首先通過資本市場打通產(chǎn)業(yè)上下游利益鏈，與供應商和客戶建立合作機制；其次在政府協(xié)助下，與外部技術伙伴、研究機構(gòu)、學院開展合作，建立開放的研究網(wǎng)絡。如此一來，極大加快了自身的創(chuàng)新速度。

在客戶方面，英特爾、三星、臺積電均是ASML的股東，并且三者每年注入大量資金。

當然，ASML的回報就是產(chǎn)品優(yōu)先給股東使用。通過客戶入股，使得ASML與客戶之間形成緊密的利益共同體。說到這里大家就應該明白，臺積電能買到那么多頂級的光刻機的原因了吧？

在供應商方面，ASML通過戰(zhàn)略并購與入股，打通上游供應鏈，獲得頂尖光源、鏡頭等光刻機零件技術。占據(jù)技術高地后，也進一步促進自身核心技術的創(chuàng)新。

在外部技術合作上，ASML主導打造了外部技術合作伙伴、研究機構(gòu)、院校等巨大的開放式研究網(wǎng)絡，并建立特有的專利管理制度。

ASML公司合作模式

所以，ASML一直視自己為建筑師和集成商，用自己的創(chuàng)新、開放式合作、利益共享等一波滑溜的操作，將上下游客戶捆綁一起，建立長期合作關系，并且互相傾聽、互相推動。

一方面通過客戶入股獲得資金；另一方面擴大市場份額，打通供應鏈獲取技術優(yōu)勢。例如，收購光源大廠Cymer、電子束檢測設備上HMI，以及蔡司等，建立完整的上游供應鏈。歸根到底，ASML是真的摸清了光刻機產(chǎn)業(yè)生態(tài)和運作模式。

結(jié)語

寫到最后，采購頂級EUV光刻機，光有錢不行。研發(fā)一臺頂級光刻機，非一國之力能完成。既然這樣，那我們是不是沒辦法了？顯然不是！光刻機涉及的領域眾多，假如我們占領任何領域的高地，那么合作或采購的談判才有籌碼。

回看ASML經(jīng)營的生態(tài)圈，這種模式也值得自動化企業(yè)借鑒。工控中的伺服系統(tǒng)、變頻器、電機等產(chǎn)品，同樣有自身的上下游產(chǎn)業(yè)鏈。

加上跨界合作，融合創(chuàng)新已成為行業(yè)主流。工控企業(yè)需要以產(chǎn)品為中心主導技術的創(chuàng)新，打通配件供應商、代理商和系統(tǒng)集成商，以及終端客戶上下游關系，并融合院?；蛘咂渌袠I(yè)的研究成果，共同推動技術創(chuàng)新分享市場紅利。

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