憑舉國之力，我們是不是花十年可以做出先進光刻機來呢？_風聞

一、

我很有幸得到荷蘭作者René Raaijmakers的支持，協助翻譯一本講述光刻機霸主ASML(阿斯麥)發展史的書：《ASML’s Architects》。

作者René醖釀這本書超過十五年，而寫作花了整整七年。

為什麼寫此書這麼費時間呢？因為沒有類似的書可以抄，ASML一直是個低調不愛宣傳的公司。

全書翻譯成中文約五十萬字，和字典一樣厚，每個事件都來自於當事人訪談和企業文檔。所以95%以上的內容，對中國讀者來説都是從沒聽過的新鮮內容。

René最終給出了問題的答案，那些了不起的人們才是光刻領域的貢獻者，我們最應該歌頌的是勇於挑戰的科學家和工程師們。

讓我感到羞愧的是，我在之前文章中把所有成就都簡單歸功於公司頭上。

接下來聊幾個書中小花絮。

二、

飛利浦和ASM合資時還是挺欺負人的。

ASM老闆Arthur del Prado出生於當時還是荷蘭殖民地的印尼，父親有猶太血統。二戰時十來歲的他被關到印尼的集中營，還好這不是納粹管理的那種。

早期飛利浦研發半導體的負責人Hajo Meyer更是傳奇，作為猶太人被從荷蘭趕到奧斯維辛集中營，因為德國人需要他維修機械逃過一劫。第二次逃過毒氣室是趁蘇軍到來被趕到河邊逃生。他回憶説，那次差點變成化肥或者鞋油。

戰後的規矩是難民各回原籍，像鉛筆一樣瘦的Meyer步行從波蘭走回荷蘭，然後去上大學學習。

太平洋戰爭結束後，Del Prado也回了荷蘭上大學並後來考取了哈佛商學院。二十六歲時，他到硅谷旅行，見識到剛剛起步的芯片行業，便被深深吸引了。

畢業後，Del Prado帶着一小片晶圓和500美元回到荷蘭，創建了“先進半導體材料”公司，ASM就是公司的縮寫。

三、

一個人有多大的見識，決定了他能做多大的事。

Del Prado的公司很成功，他準確預判了芯片業的偉大前景，並夢想打造歐洲的硅谷，但是傲慢的飛利浦卻多年都不理他。Del Prado在報紙上撰文説，他在美國可以很容易約到IBM或HP談合作，但在家鄉卻很難約到本土巨頭。

直到1983年ASM在納斯達克上市兩年後，飛利浦的一位高管讀報時才意識到這傢伙還是有點錢可以聊聊的。

雖然Del Prado苦苦追求，但雙方合作談了一年多，飛利浦還是覺得ASM太小玩不了光刻機，並不看好其未來。所以在雙方決定合資公司(即ASML)各出210萬美元時，飛利浦有點狡猾地把16台還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資。

Del Prado當時可能不很清楚，這16台PAS2000因為採用油壓傳動台，配這台機器還需要比機器更大的動力單元而且有震動，很難找到客户買。

PAS2000的光學部件來自巴黎的CERCO，雖然這家公司很強，但是做到大規模集成電路精度就不行了。而當時ASML還沒找蔡司合作，蔡司根本就看不上這個小生意。

四、

ASML是1984年愚人節成立的，和聯想同歲。

​

那時正是日本半導體如日中天的時代。NEC和東芝那時的江湖地位就像今天的英特爾和三星。日本生產的DRAM良率遠遠高於美國，逼得兩年後英特爾壯士斷腕。

日本半導體的成功背後，是尼康和佳能兩大光學巨頭的光刻，以及東京電子、日立、迪恩士、住友、東橫等一系列配套廠商的支持。

缺錢缺光學器件的ASML，市場佔有率為零的ASML，拿什麼去競爭呢？

首任ASML的CEO Gjalt Smit到美國開展會時嚮應用材料的CEO Jim Morgan請教。應用材料公司當時規模還不大，是ASM的晶圓前後道工藝的直接競爭對手。Smit是託了飛利浦的人介紹，所以Morgan就坦誠發表了意見。

Morgan説，他肯定不會去碰光刻，光刻根本不能説是一道工序，而是要有能力駕馭機器和光。他補充説，半導體廠一般只會從一家買光刻而且要董事會級別才能決定。

一台機器都沒賣出去的Smit回國時心情十分沉重(with a heavy heart)。

五、

光刻機的原理非常簡單，就是用光把圖案投射到硅片上。然而實現上有兩個難點，一個是如何讓圖案儘可能地小，另一個是怎麼讓生產效率最高。

圖案要多小呢？最新技術是一平方毫米(比芝麻還小)裏面有一億個晶體管。

生產效率要多高呢？目前的核心技術是一小時出產近300片300mm晶圓，每片晶圓上千個芯片。ASML的先進光刻機7x24小時工作，全年停機時間不超過3%。

光頭一次只能曝光26x33mm橡皮那麼大的區域，一塊晶圓曝光一遍至少要移動好幾百次。你可以想象光刻機台的移動速度有多快。更何況每次移動的定位要精確到幾十納米，就是頭髮絲的幾萬分之一。

六、

ASML的前輩們從公司一開始就決定好了主攻方向，那就是“定位精準”和“唯快不破”，這個理念稱為後來成功的基石。

讓精密動作到令人髮指的機器7x24小時穩定工作，是工程學上的巨大挑戰。

我們經常看到新聞，説某科研單位實現了多少nm光刻，這時你要理解從實驗室刻出兩條線到工廠7x24之間是有天塹的。

ASML研發前身飛利浦物理實驗室(NATLAB)的特色就是，不在乎成本但是要做到最好。這個偉大的實驗室是CD光盤的誕生地，也是NXP(恩智浦)的誕生地。

所以ASML光刻機的設計原則也是，儘量不考慮成本和售價，但是要做到最精密和最可靠。

ASML在90年代中期的老機型PAS5500，現在還在官網翻新出售。這足可見其可靠性之高。

這剛好契合了半導體廠商的需求，投資以數十億美元計的工廠，最怕的就是停線。設備貴一倍都沒關係，只要能不停運轉，就可以源源不斷地印錢。

作者René也把光刻機稱為License to Print Money。

七、

書中介紹日本競爭對手時，給了我一種有趣的聯想(不是結論)。

日本半導體衰落的原因，並不像那些陰謀論公眾號説的是貿易戰。

它和1985年廣場協議以及日美半導體協議沒有直接關係。因為到了1990年NEC、東芝和日立還是半導體世界前三名，而且營業額都翻番。

1994年ASML的市場份額只有18%，但是設計超前的8英寸PAS5500以及1995年的IPO給ASML插上了翅膀。率先採用這個機器的台積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。

而1995年東芝、西門子(後來的英飛凌)和IBM聯盟一起開發256Mb Trench DRAM。他們當時考慮到和佳能的合作，開始沒選擇ASML。

巧合的是，堅持尼康佳能的日系半導體廠商真正開始了長達十年的衰敗，而押寶ASML的三大東亞廠商迅速崛起直到今天稱霸。

(神奇的分水嶺：PAS-5500, 照片來自ASML官網)

八、

我在國內聯繫了一些出版社希望出版《ASML’s Architects》，但很不幸多數出版社並不認為它有商業價值，即使市面上還沒有介紹這間公司的書。

一家著名大學出版社的編輯説，只寫一個公司的書銷路會很窄，暗示我應該寫個故事拼盤。我開玩笑反駁説《騰訊傳》不是賣得很好嗎？他説，那不一樣。

我猜他可能是對的，這種書也許就能賣個幾千本，談不上賺錢。而且現在讀者更喜歡快餐讀物，更關心結論；尤其希望聽到馬雲等偶像直接告訴我們：人生成功秘訣是什麼，韭菜能不能吃，貿易戰能不能贏…

雖然如此，如果一本書能夠吸引獨立思考的年輕人或半導體從業者喜歡他的行業，有熱情投身進去學習和鑽研，對國家大力支持的集成電路產業還是會有莫大好處的。

你們是希望和未來。