探訪製造EUV光刻機的ASML工廠_風聞

來源：內容來自半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自CNBC，謝謝。在靠近比利時邊境的荷蘭南部小鎮Veldhoven，坐落着唯一一家能夠組裝全球最大芯片製造商所依賴的革命性機器的工廠。

EUV 光刻是製造為數據中心、汽車和 iPhone 提供動力的先進微芯片的最昂貴步驟。這些機器僅由一家公司製造：ASML。

“ ASML壟斷了 EUV 光刻機的製造，這是製造我們今天使用的每一個先進處理器芯片所需的最先進類型的光刻設備，”塔夫茨大學弗萊徹學院助理教授 Chris Miller 説。“他們生產的機器，每一台都是有史以來最複雜的設備之一。”

EUV 代表極紫外光，這是一種非常短的光波長，ASML 生產這種光刻機，用於在微芯片上打印小型、複雜的設計。EUV 光是由熔融錫以極快的速度發生的微小爆炸產生的，然後從獨特的蔡司反射鏡反射回來，ASML 稱這是世界上最平坦的表面。一小部分 EUV 光粒子到達硅片的表面，在那裏它們打印出決定每個芯片將做什麼的微小設計。

在全球芯片短缺期間，導致從 PlayStation 5 遊戲機到雪佛蘭 Malibu 轎車等產品的延期交貨，這也引起了對 ASML 的 EUV 技術的需求飆升，自 2018 年底以來，該公司的股價飆升了 340% 以上，這使得ASML比其一些頂級客户（例如英特爾）更有價值。

ASML 首席執行官 Peter Wennink 表示，該公司自 38 年前成立以來一直在降低半導體價格，並將在“未來幾十年”繼續這樣做。

“世界需要更多的芯片，”Wennink 告訴 CNBC。“所以我們需要製造更多的機器，順便説一句，只要我們能夠降低每個晶體管的成本，這些機器的平均售價就會不斷增長。”

儘管如此，Wennink 表示，全球芯片短缺對 ASML 來説是“Catch-22”。

“我們從供應商那裏收到了很多信息，他們説，‘嘿，我們可能遲遲無法向你們交付我們的模塊，因為我們無法獲得芯片。’ 我們説，‘如果我們不能得到芯片，我們就不能製造機器來製造更多的芯片。’”

Wennink 表示，ASML 仍在管理“但這是一場日常鬥爭”。

2億美元的機器

據 Wennink 稱，在過去十年中，ASML 共售出約 140 台 EUV 系統，現在每台的成本高達 2 億美元。其下一台名為High NA的機器的價格將超過 3 億美元。

Semico Research的製造總經理 Joanne Itow 表示，它的 EUV 機器“非常昂貴，以至於大多數公司都買不起” 。她説：“它肯定已經淘汰了市場上的許多參與者，”包括芯片製造商GlobalFoundries，該公司幾年前決定停止開發更先進的芯片，因為成本太高。

打印世界上所有最先進的半導體都需要 ASML 的 EUV 光刻系統

如今，ASML 只將機器出售給五家芯片製造商。最大的三家——台積電、三星和英特爾——在 2021 年佔其業務的近 84%。台積電表示，它在 2019 年率先交付了採用 EUV 製造的大批量芯片，此後一直處於領先地位，芯片技術至少領先三星和英特爾一個節點。

ASML 的主導地位是一個相對較新的現象。十年前，該公司研究 EUV 的能力是由英特爾、三星和台積電的重大投資決定的。

“我們沒有錢，”1999 年加入 ASML 的Wennink 説。“所以我們出去尋找合作伙伴，這實際上是我們建立公司的基礎。所以我們被迫成為系統架構師和系統集成商。”

成立於1984的ASML 最初是荷蘭電子巨頭飛利浦的子公司。它推出了第一台用於半導體光刻的機器——這台機器是 1950 年代在美國軍事實驗室發明的——在埃因霍温飛利浦辦公大樓旁邊的一個漏水棚裏。

“第一台光刻工具看起來真的很像投影儀，”ASML EUV 執行副總裁 Christophe Fouquet 説。“基本上有一個標線，它保存着你想要投影的圖像。然後是一個光學系統，它將拍攝此圖像並將其投影到晶圓上。”

ASML 於 1984 年在荷蘭埃因霍温的飛利浦辦公大樓外的一個漏水棚中開發了第一台光刻系統

到 1988 年，ASML 在美國擁有 5 個辦事處，擁有 84 名員工，並在 Veldhoven 設立了一個新的荷蘭辦事處，該辦事處最終成為其總部。CNBC 在 3 月份對該設施進行了獨家參觀。

“當行業準備進入 EUV 研究的早期階段時，沒有一家美國公司準備好冒險冒險，但 ASML 有信心，”即將出版名為“芯片戰爭：為世界上最關鍵的技術而戰”的書的作者米勒説。。“ASML 是一家荷蘭公司，但它也是一家非常依賴美國組件的荷蘭公司，尤其是其機器。”

中國與全球供應鏈

EUV 機器由來自近 800 家全球供應商的具有數十萬個組件的多個模塊組成。每個模塊都在 ASML 全球60 個地點之一製造，然後運往 Veldhoven 進行組裝。在對每台組裝好的機器進行測試後，將其拆解以運送給芯片製造商。運輸需要 20 輛卡車和三架滿載的波音747。

ASML 不會將其 EUV 技術運往的國家之一中國。

“全球有 42 個國家同意對其實施出口管制措施，因為它非常重要，”Wennink説。“所以這不是我們的選擇，而是政府的選擇。”

據報道，早在 2018 年，特朗普政府就曾向 ASML 施壓，要求其不要向中國公司出售 EUV 技術。

“中國一直想參加這場競賽，”伊託説，“但中國無法獲得”技術是出於政治原因。

ASML 確實以另一種身份與中國打交道。該公司翻新了舊的光刻系統，稱為深紫外線或 DUV，並將其中的許多系統發送到世界上人口最多的國家。Wennink 説，ASML 售出的所有機器中有 96% 仍在工作。

“通過讓中國提高其製造接近尖端半導體的能力，向中國出售額外的 DUV 設備是否也會構成國家安全風險，存在很多爭論，”米勒説。“我認為未來幾年，ASML 向中國出售 DUV 設備的能力也有可能受到新的限制。”

在 EUV 之前，芯片製造商可以從三家公司購買 DUV 光刻機：ASML、尼康和佳能。雖然尼康在日本仍然是該市場的競爭對手，但 ASML 是 EUV 的唯一選擇。專家表示，任何其他公司都可能需要數十年才能趕上，這既是因為 ASML 的專有技術，也是因為它與數百家供應商建立了複雜的、通常是排他性的交易。

“我們對一些客户來説是獨一無二的，我們的一些供應對我們來説是獨一無二的，”Wennink 説。“有些人説，那些幾乎共生的關係比結婚更糟糕，因為你不能離婚。”

ASML 使自己免受供應鏈風險的一種方法是購買其一些供應商，例如生產 EUV 光源的聖地亞哥的Cymer 。ASML 還於 2020 年收購了 Berliner Glas。儘管 1 月份柏林工廠發生火災，但Wennink表示，此次損失不會對今年的系統輸出產生重大影響。

ASML 預計到 2022年銷售額將增長 20%，到本世紀末年收入增長 11% 。