越來越重要的ASML_風聞

一家荷蘭公司出售的大型機器已成為決策者的關鍵槓桿——這也從側面説明任何國家在半導體技術方面建立完全自給自足的供應鏈的希望是多麼不切實際。 

該機器由位於維爾德霍芬的ASML Holding製造。

它的系統使用一種不同的光來定義芯片上的超小型電路，將更多的性能封裝到小片芯片中。該工具歷時數十年開發並於 2017 年投入量產，單機成本超過 1.5 億美元，將其運送給客户需要 40 個集裝箱、20 輛卡車和三架波音 747。

這個複雜的機器被廣泛認為是製造最先進芯片所必需的，這種能力具有地緣政治影響。

喬治城大學安全與新興技術中心的研究分析師威爾亨特表示，如果沒有該系統，製造商就無法生產領先的芯片，“然而它只能由荷蘭公司 ASML 製造”。中國至少要十年才能建造自己的類似設備，威爾亨特補充説。

ASML 的機器已經有效地變成了芯片供應鏈中的一個瓶頸，而芯片充當了計算機和其他數字設備的大腦。該工具在三大洲的開發和生產——使用來自日本、美國和德國的專業知識和零件——這也提醒人們該供應鏈的全球化程度，為任何想要在半導體領域取得領先地位的國家提供現實檢驗本身。

不止中國，美國國會也正在討論支出超過 500 億美元以減少對外國芯片製造商依賴的計劃。聯邦政府的許多部門，尤其是五角大樓，一直擔心美國對中國台灣領先芯片製造商的依賴。

波士頓諮詢集團和半導體行業協會今年春天的一項研究估計，建立一個自給自足的芯片供應鏈至少需要 1 萬億美元，而且芯片和用它們製造的產品的價格會大幅上漲。

哈佛商學院研究供應鏈的管理學教授施威利説，這個目標對任何人來説都是“完全不現實的”。ASML 的技術“是您進行全球貿易的一個很好的例子。”

這種情況凸顯了 ASML 所扮演的關鍵角色，這家曾經默默無聞的公司現在市值超過 2850 億美元。Evercore ISI 的分析師 CJ Muse 説，它是“你從未聽説過的最重要的公司”。

該公司前身由電子巨頭飛利浦和另一家工具製造商 Advanced Semiconductor Materials International 於 1984 年創建，並在之後成為一家獨立公司。ASML是迄今為止最大的 芯片製造設備供應商，該設備涉及一種稱為光刻的工藝。

製造商使用光刻技術將芯片電路的圖案反覆投影到硅片上。可以添加到單個芯片中的微型晶體管和其他組件越多，它就變得越強大，可以存儲的數據就越多。小型化的步伐被稱為摩爾定律——以芯片巨頭英特爾的創始人之一命名的定律。

1997 年，ASML 開始研究向使用極紫外或 EUV 光的設備轉變。這種光具有超小的波長，可以創建比傳統光刻術更小的電路。該公司後來決定製造基於該技術的機器，自 1990 年代後期以來，這項工作已耗資 80 億美元。

為了更快研發進度，開發過程也迅速走向全球。ASML 現在使用來自德國的鏡頭和在聖地亞哥開發的硬件組裝先進的機器，這些硬件通過用激光噴射錫滴來產生光。而這些關鍵的化學品和組件來自日本。

ASML 首席執行官彼得·温寧克 (Peter Wennink) 表示，公司早期資金短缺讓他們不得不整合了專業供應商的發明，創建了他所謂的快速創新的“協作知識網絡”。

“我們被迫不做別人做得更好的事情，”他説。

ASML 建立在其他國際合作的基礎上。1980 年代初，美國、日本和歐洲的研究人員開始考慮光源的根本轉變。這個概念被一個財團採納，該財團包括英特爾和另外兩家美國芯片製造商，以及能源部實驗室。

ASML 總裁兼首席技術官 Martin van den Brink 表示，經過一年多的談判，ASML 於 1999 年加入。該公司的其他合作伙伴包括比利時的 Imec 研究中心和另一個美國財團 Sematech。ASML 後來吸引了英特爾、三星電子和台積電的鉅額投資，以幫助其發展。

由於極紫外光的特性，這種發展變得更加棘手。光刻機通常通過透鏡將光聚焦以在硅片上投射電路圖案。但是小的 EUV 波長會被玻璃吸收，因此鏡頭將無法工作。鏡子，另一種常見的直射光工具，也有同樣的問題。這意味着新的光刻技術需要帶有複雜塗層的反射鏡，這些反射鏡結合起來才能更好地反射小波長。

因此，ASML 求助於擁有 175 年曆史的德國光學公司和長期合作伙伴蔡司集團。它的貢獻包括一個兩噸重的投影系統來處理極紫外光，其中有六個特殊形狀的鏡子，這些鏡子在使用離子束去除缺陷的複雜機器人過程中經過數月的打磨、拋光和塗層處理。

Martin van den Brink先生説，產生足夠的光線來快速投影圖像也導致了延遲。但是，ASML 於 2013 年收購的聖地亞哥公司 Cymer 最終改進了一個系統，該系統將來自高功率激光器的脈衝引導到每秒 50,000 次的錫液滴上——一次是將它們壓平，第二次是將它們汽化——以創造強光。

新系統還需要重新設計的稱為光掩模的組件，它們在投影電路設計中就像模板一樣，以及沉積在硅片上的新化學物質，當暴露在光線下時會產生這些圖像。日本公司現在供應大部分這些產品。

自 2017 年 ASML 推出商用 EUV 設備以來，客户已經購買了大約 100 個。買家包括三星和台積電，這是其他公司設計的最大的服務生產芯片。台積電使用該工具製造 Apple 為其最新款 iPhone 設計的處理器。英特爾和 IBM 表示 EUV 對他們的計劃至關重要。

“這絕對是人類製造的最複雜的機器，”IBM 高級副總裁 Darío Gil 説。

荷蘭對向中國出口此類機器的計劃自 2019 年一直延遲，但對 ASML 的財務影響不大，因為它有來自其他國家的訂單積壓。但該公司約 15% 的銷售額來自在中國銷售舊系統。

“我希望常識會佔上風，”Martin van den Brink先生説。