⑴ 為什麼全世界只有荷蘭能夠製造頂級的光刻機
首先,ASML在光刻機領域是無可爭議的世界霸主。
光刻機是晶元生產中必不可少的設備
ASML是一家荷蘭公司,又叫阿斯麥,是一家專門生產光刻機的企業。所謂的光刻機,是生產晶元的最為關鍵的設備之一。具體光刻機是用來干什麼的,可以參考我之前寫的一篇答案: 《生產晶元用的蝕刻機和光刻機有什麼區別?》 地址是:https://www.wukong.com/question/6545436431743975687/
神一樣的ASML的光刻機
這家公司可以說是世界上最頂尖的光刻機生產商,而且即便是世界第二也已經被遠遠甩在了後面, 現在其最先進的EUV(極紫外光)光刻機已經能夠製造7nm以下製程的晶元了,單台光刻機的售價已經超過了一億美元,而且還不是現貨。 相比之下,中國完全自主生產的光刻機只有可憐的90nm製程,差了一大截。
那麼為什麼荷蘭這么小的一個國家可以擁有這么頂級的企業呢?原因一:ASML出身名門。
ASML並不是一家白手起家的公司,而是從著名電子製造商飛利浦獨立出來的一個公司,背後肯定有相關的人員、經濟上的資助。
原因二:不拘一格降人才。
與我們想像中不同,ASML的光刻機中超過90%的零件都是向外采購的,這與他原來的對手,尼康和佳能是完全不同的。正是因為這樣的政策,使得他們能夠在整個設備的不同部位同時獲得世界上最先進的技術,而他們自身也可以騰出手來在部件整合和客戶需求上做文章,從而在日新月異的晶元製造行業取得競爭優勢。
而這種高新技術行業馬太效應特別明顯,一旦有一點差距,很快就會迅速拉大。
原因三:對核心技術的掌握。
最先進的EUV光刻技術,ASML擁有世界第二的專利申請量,說明即便是廣泛地外包零件,他們依然對核心技術有著不懈的追求。
蔡司也是ASML的合作夥伴,負責光學模組的生產
原因四:獨特的合作模式。
ASML有一個非常奇特的規定, 那就是只有投資ASML,才能夠獲得優先供貨權 ,意思就是要求他自己的客戶要先投資自己才行。這樣奇特的合作模式使得ASML獲得了大量的資金,包括英特爾、三星、台積電、海力士都在ASML中有相當可觀的股份, 可以說大半個半導體行業都是ASML一家的合作夥伴,形成了龐大的利益共同體 ——就算是技術研發出現了失誤,英特爾擠擠牙膏就好了,並不會威脅到ASML的市場佔有率。
而且不僅僅是來自合作夥伴的資金支持,更多的還有技術支持。比如說剛剛提到了ASML在EUV光刻技術上擁有世界第二的專利申請量,而世界第一是德國的蔡司公司,第三是韓國的海力士公司,而這兩家公司都是ASML的合作夥伴。
中國相關企業可以學習什麼?我覺得可以從以下幾個角度來借鑒ASML成功的經驗:
1)充分利用國內的資金和政策支持。 比如說阿里已經投身AI晶元研發、華為海思則在晶元領域已經耕耘許久——而中興事件也給了他們一個教訓,不可對外國的支持太過於依賴,而這種不安全感、對技術的追求和海量的研發資金和人才儲備,都是可以充分利用的資源;
2)分散進攻,不搞大包大攬。 一些零件可以外包,甚至於可以暫時使用國外的零件、日後再尋求替代,總之就是不把復雜的光刻機的全部壓力放在一家企業上,而是利用整個國家、甚至於全世界的資源。
3)不忘初心,始終堅持自主研發和進口替代。 一定要堅持掌握核心技術,有些東西雖然暫時可以有國外產品應用,但是人無遠慮必有近憂,不能放棄對自主研發和核心技術的不懈追求。
最後,還是希望中國在晶元行業可以獲得發展,日後不必再受到國外的制約。
Asml壟斷了全球的高端光刻機市場,他是從飛利浦公司分拆出來的,保留了曾經大部分飛利浦的人員,本身技術實力雄厚,而且對於合作企業aaml要求對方入股,所以也保證了和合作夥伴是利益共同體。
2017年全球光刻機總出貨294台,其中ASML共就出貨198台,佔全球68%的市場份額,2017年asml賣出的單台EUV機價格超過1億歐元
ASML最開始是飛利浦光刻設備研發小組。1971年開始研發,在1973年就研發了新型光刻設備,最後因為虧損太厲害,成本太高,分拆出來了,但所有的團隊都保留了下來。
2、巨大的研發費用 Asml每年將營業收入15%用於研發,2017年研發費用高達97億人民幣,所以越投入技術越強,而競爭對手尼康和佳能都跟不上發展了,
Aaml處於荷蘭,幾乎沒有上下游產業,所以90號以上的零件向外采購,這樣就可以把精力全部用於研發了。而且核心的研發技術根本不外傳。
4,打造上下游利益共同體 Asml要求所有合作夥伴必須投資它,否則就不合作,所以其他廠商比如因特爾,三星,台積電都有asml股份,也可以分工,這樣asml發展越好,其他廠商也有分成,這樣就綁在了一條船上。
5、積極收購技術公司
ASML為了拓展技術實力,收購了很多企業,比如在2007年以2.7億美元收購了美國計算光刻領跑者Brion,2012年以26億美元收購了準分子激光源提供商Cymer,2016年以1000億收購了HMI。
你認為我國晶元產業能發展起來呢?
作為生產晶元的最為關鍵的設備之一,光刻機被業界譽為集成電路產業皇冠上的明珠,其設備的性能直接影響到整個微電子產業的發展,因此研發的技術和資金門檻非常高,像日常使用的手機CPU製造工藝都離不開光刻機。
1、荷蘭占據光刻機市場的龍頭老大
荷蘭的ASML(阿斯麥),是全球有名的光刻機製造商,目前在高端市場上一家獨大,它的客戶主要是IBM、TSMC和Intel等晶元巨頭,已經佔世界市場份額的90%,而光刻機市場第二、第三的尼康和佳能被遠遠甩在後面,只能做中低端市場。
ASML最先進的EUV(極紫外光)光刻機已經能夠製造7nm以下製程的晶元了,單台機器售價已經超過了一億美元。 相比之下,中國完全自主生產的光刻機只有90nm的製程 ,差了一大截,進步空間很大。
2、荷蘭光刻機申請專利達世界之最
事實上,ASML並不是一家自我成長起來的公司,而是從著名電子製造商飛利浦獨立出來的一個公司。要知道,飛利浦可是世界上最大的電子品牌之一,在歐洲名列榜首,ASML的成長肯定離不開飛利浦的技術和資金的支持。
3、荷蘭要求建立特殊的合作關系合作共贏也是ASML獲得成功的關鍵因素,ASML的大股東是英特爾、三星和台積電(TSMC),這意味著它們不僅是股東、還是客戶。 ASML有一個與眾不同的合作原則:必須入股,才能獲得最優供貨權 ,這就為ASML的持續發展擴大提供大量的資金,而且還可以鞏固市場的佔有率。
除了提供資金支持外,合作夥伴還為ASML提供更多的技術支援。比如說剛剛提到了ASML在EUV光刻技術上擁有世界第二的專利申請量, 而世界第一是德國的蔡司公司,第三是韓國的海力士公司,這兩家公司都是ASML的合作夥伴。
4、整合全球供應鏈提高產品競爭力
此外,ASML的光刻機中超過90%的零件都是面向全球采購,由於整合了全世界最優質的零部件,ASML具備了製造出最尖端光刻機的基礎條件,能夠專注於如何提高設備的製造水平,同時也可以及時對准客戶需求,久而久之形成了行業競爭力, 而不像什麼都自己研發和生產的尼康和佳能。
不過,別人再厲害也與我國沒關系,ASML高端的光刻機對中國是禁售的,中國只能買到ASML的中低產品,這造成了目前中國半導體工藝難以提升上去。與近期中興事件帶給我們的警示同樣,中國任何時候都要高度重視自主創新,畢竟我們只能靠自己。
我們都知道,生產晶元離不開光刻機,目前世界上掌握最尖端光刻機技術的是荷蘭的ASML。其最先進的EUV(極紫外光)光刻機已經能夠製造7nm以下製程的晶元,單台光刻機的售價超過一億美元,想要拿到現貨還必經經過美國商務部門的批准,中國完全自主生產的光刻機只有90nm製程,兩者差距不是一般的大。
那麼問題來了,就算我國製造不出最先進最尖端的光刻機,那麼老牌的資本主義國家,比如美、英、日、韓、德等等,難道他們也不能生產嗎?為什麼獨獨只有荷蘭能夠製造頂級的光刻機呢?
全世界只有荷蘭能夠製造頂級的光刻機,當然是有原因的。
1、ASML公司對上游整合全球供應鏈。 ASML並不是一家白手起家的公司,而是從著名電子製造商飛利浦獨立出來的一個公司。 ASML的光刻機元器件中,光學組件是德國的,激光組件來自美國,晶元和軟體來自英法,光刻膠以及化工原料來自日本,荷蘭ASML乾的事情其實就是總體設計和組裝。 可以說,ASML是集全球頂級資源和技術為一體。
2、荷蘭ASML公司對下游提出創新的合作模式。 ASML規定,只有投資ASML,才能夠獲得優先供貨權,要求客戶先投資自己才能拿貨。 通俗的講,這個就相當於股份制一樣,把ASML的利益與客戶的利益緊緊捆綁,一榮俱榮,一損俱損。這種合作模式讓ASML得到了英特爾、三星、台積電、海力士等眾多客戶的大量資金支持。
3、ASML公司對研發費用投入的不斷提升。 新 科技 需要不斷的資金投入支持, ASML每年將營業收入15%用於研發,2017年在光刻機投入研發費用高達約97億人民幣。 尼康和佳能雖然曾經在光刻機上實力強勁,但是後繼高額研發費用卻讓這兩家公司不得不選擇放棄高端研發。 AMSL每年投入的研發費用,達到了整個歐洲的第二位,大筆的經費投入,意味著更多的人才聚集,所以AMSL就可以研發出精度更高的光刻技術,來取代原有的技術,然後進一步的收割市場。
4、ASML公司大量申請專利保護。 EUV光刻技術上,擁有世界第一專利申請量的是德國的蔡司公司,世界第二是阿斯麥,第三是韓國的海力士公司,而這兩家公司都是ASML的合作夥伴,申請大量的專利保護形成很深的行業壁壘,後面的公司再想涉足光刻機高端研發就難上加難。
5、ASML不斷擴張收購新技術公司。 AMSL專注收購一些新技術,例如在2007年的時候,AMSL就收購了一家美國的公司,來幫助自己完善技術。自己不斷加大投入研發新技術,還不斷收購新技術公司,讓資本的力量更強大,ASML這一招真是高明。
目前,我國也會造光刻機,但製造的精度遠遠不如AMSL,可以這樣說,在光刻機這個領域,AMSL目前沒有對手。 國內相關企業應該充分利用國內資金和政策支持,不可過分依賴外國技術與資源,一些零件可以外包,甚至於可以暫時使用國外的零件,日後再尋求替代,不把復雜的光刻機的全部壓力放在一家企業上,而是利用整個國家、甚至於全世界的資源。
不忘初心,始終堅持自主研發和進口替代,堅持掌握核心技術,不放棄對自主研發和核心技術的不懈追求,我們的民族企業依然有很大希望,期待在不久的將來,我們也能造出屬於自己的高端光刻機。
神乎其神。 擁有 科技 人員6000一公司,90%的關鍵設備均自外來,有德國的光學技術設備和超精密機械,以及其它核心配件,有美國的計量設備和光源設備,ASML要做的精密控制。錢自外來,主要的三家,英特爾、三星和台積電,利益共享。不能說沒有荷蘭什麼事,它做的工作也自不少,包括《瓦森納協定》,必須嚴格遵照執行,2015年可以向中國出口65納米以下的光刻機了,阿彌托佛。德國米銥也成為中國上微的合作夥伴,有錢誰不賺。今年初ASML也開啟了向中國出口7納米之路,為啥?留待下一個問題再說。7納米極紫外線光刻機,分為13個系統,3萬個分件,作動時每一分都要精準,換言之,可以把誤差分散到13個分系統中,德國的蔡司光學設備做得不準,美國Cymer光源不精,ASML頓時便會失去精神,所以ASML的責任僅僅在於,用好這些傢伙什,使之更加精確,遠沒一些人吵吵得那麼神乎。
上邪! 如今光刻機國際市場,也算上微一個,它屬於中國,說些高尖端光刻機的事,目前已經做得夠好,但差距應在十年以上,要在分系統的一些關鍵設備仍依賴進口,比如德國的蔡司鏡片,一塊就要數萬美元,只是以其鏡片打底而已,打底的當然還要去打磨,2018屬於中國的9納米光刻機正式下線,成為實現超精密機械與測控技術領域尖端系統控制的國家之一,成本也只有艾司摩爾幾分之一,所以現在要面向中國出口了呢,這正像當年索尼和松下不得不向中國插標賣首一樣,你沒技術就受到永遠限制,上微的老總講,圖紙並非大關鍵,關鍵是每一分都要精準,這個卻難。2015年「十二五」 科技 成就展,中國的光刻機加工精度只有90納米,卻得以與大飛機、登月車並列,生產出的晶元也就是奔4的水準,而艾司摩爾這一技術當時卻是十幾個納米。但是我們並不害怕,三年以後取得的進步可以說是神一樣,眼下要全面突破的正是7納米光刻機技術。讀一讀漢代這首樂府詩,大長我中華精神,我們是不信邪的,祖訓如此。
長命無絕衰。 持之不懈的堅持,正為密訣,其實再復雜的技術來自積累,如我們對鏡片的加工,蔡司具有上百年之功,我們不過剛剛開始。國家投入重金搞研發,錢是一回事,創新才是靈魂,關鍵的還是人,急需的是能工巧匠,如蔡司的傳承,一家幾代都是打磨鏡片的,有多少不傳之密,正是核心的核心,難得的是撲下身去代代相傳,俯首於電光火石之間,去探究那小小的矽片極其細微的溝壑紋理,世界最精密最微小的裝備上,浸泡著中國的未來,它的難度,上微人好有一比,兩架移動的飛機上,一飛機向另一架飛機的米粒上刻字,精度是一根頭發絲的千分之一,難不難呢?上微1100多員工為證,大國工匠一倚其中,他們現在的年齡,平均34歲,正是干大事,出成果的好時候,此時不拼,更待何時。江水為竭,冬雷震震,何時天地相合,而得與君絕,好詩好氣魄,二千年前的古人如斯,今者風流,那也是不懼的。
荷蘭ASML公司在光刻機市場,特別是高端光刻機市場長期占據著壟斷地位。那麼全世界為什麼只有荷蘭才能夠製造頂級的光刻機?
為什麼連美國、德國、日本這些 科技 專精的國家都沒有一家企業能夠與荷蘭ASML公司匹敵?有書君認為有以下原因:
1、研發費用
已經有高起點的ASML每年將營業收入15%用於研發,而2017年在光刻機投入研發費用高達約97億人民幣。
如今只能仰望ASML的尼康和佳能雖然曾經在光刻機上實力強勁,但是高研發費用也讓這兩家公司犯愁而不得不選擇放棄光刻機高端研發。
而ASML在研發費用上另闢蹊徑,仗著自己無可取代的90%市場份額佔有率,降低光刻機的產能來吸引各方投資。
使得光刻機的研發過程不會出現資金斷鏈的情況,而投資方也能得到優先購買權。
因為研發費用ASML從來不需太過考慮,所以ASML總是在研發路上走得比別人快。
在我國光刻機只能製造出90nm以製程的晶元時,ASML已經製造出7nm以下製程和低於5nm精度工藝的NXT2000i。
2、專注光刻機領悟
1984年荷蘭飛利浦面臨經營困境而裁員,ASML在那年從飛利浦獨立出來。
因為飛利浦什麼領域都想涉獵,導致最後解體。
於是ASML吸取教訓,34年來專注研發光刻機技術,而沒有涉足晶元或其它領域。
多年的沉澱下來的關鍵技術,造就了ASML在光刻機一方霸主的地位。
ASML最先進的EUV高達1億美元,但是卻是大家搶破頭也難買到的珍品,ASML單就一款產品就可以直接壟斷了高端光刻機的市場。
這是ASML長期專注所帶來的成果。
3、資源共享的 科技 發展圈
歐洲 科技 發展模式為資源共享型,在認為荷蘭ASML公司已經有足夠先進的技術後,就不會再花費太多精力在研發光刻機上。
歐洲其它國家不僅不跟荷蘭搶佔光刻機市場,還為ASML提供光刻機重要的元器件。
德國提供了光學組件,美國提供了激光組件,英法提供晶元和軟體,連日本也提供了光刻膠以及化工原料。
在這樣的氛圍下,ASML只需要專注於光刻機技術的研發,並回報給歐洲其它國家想要的先進光刻機,就能夠實現各方互利共贏的局面。
4、收購公司,互補技術缺陷。
ASML在2007年以2.7億美元收購了美國計算光刻領跑者Brion,Brion致力於檢測光刻缺陷及提出相應修正解決方案。
2012年ASML又以26億美元收購了世界領先的準分子激光源提供商Cymer,使得新型光刻機極紫外(EUV)研發進度加快。
2016年ASML以1000億收購了世界最大的專營電子束檢測技術的HMI,因為HMI可以互補ASML的曝光技術。
這樣一個集多方力量支持又在研發路上漸行漸遠的ASML是很難超越的。
有書君認為,這樣的ASML如果一直保持這個態勢,而其它國家不爭不搶,那麼ASML繼續壟斷高端光刻機,甚至搶佔100%市場份額也不是不可能。
如今,中國正在研發28nm製程的光刻機,希望在2019年進口了ASML的EUV光刻機後,中國研發團隊能夠研發出更精進的光刻機,打破ASML獨占高端光刻機的局面。
光刻機是一種利用光學技術對半導體材料進行加工的機器,它可以認為是計算機技術發展的強大助推器,在人們發現晶體管計算機比電子管計算機的效率提高成千上百倍後,有人又提出,構成晶體管的半導體材料要先行造成晶體管的形態再把晶體管連通起來,其電子學性能還是不高,如果在一大塊半導體材料中用外力方法切去一部分,令其在原有材料的基礎上形成成千上萬個晶體管,其電子學性能就有翻天復地的變化。
究竟何種外力能夠加工半導體材料?經過科學實驗,人們知道光學技術能夠達到這一點,世界上最大的,最有實力的電子照明技術就是荷蘭的菲利蒲公司,後來根椐世界產業分工的原因,該公司分列出一個子公司,這個公司利用了菲利蒲公司 歷史 上沉澱的光學研究技術,利用了德國提供的精密機械技術,利用了美國提供的光源,利用了世界各地的元件配件,製成了半導體材料的光學加工機器,這種機器由於是由專門人材設計,能工巧匠操作加工而成,所產出的機器性能穩定,品質保證,比同行業廠商的水平高出很多,所以可以認為是世界頂級的光刻機。
筆者在這里要強調的是,上一段內容所講的四個"利用"一詞,並不是一種商業的利用涵義,而是一種深度的合作,德國與美國提供的合作內容是世界上獨一無二的頂級科學,工藝,技術組成的,與兩國的根本利益息息相關,所以題目中所稱的頂級光刻機是指它是世界上獨一無二的光刻機。
眾所周知,光刻機是晶元生產過程所需的核心設備,這種高精度光機電一體化設備,研發過程是沒有什麼捷徑可走的,精度只能一步步提升。現在市面上最先進的光刻機的確只有荷蘭能造,已經能夠製造7nm以下製程的晶元,質量最好且每年產量相當有限,預約都已經排在幾十年後,可以說達到了有錢也買不到的珍稀程度。
ASML是全球最頂尖的光刻機生產商,也是世界唯一一家的高端光刻機製造商,幾乎壟斷了這個行業。這家專門生產光刻機的荷蘭企業,是從著名電子製造商飛利浦獨立出來的一個公司,出身名門,且背後集中了無數資源和豐富的研發經驗,擁有近乎完美的德國機械工藝以及世界頂級光學廠商德國蔡司鏡頭,再加上美國提供的光源使得ASML公司的光刻機發展迅速。
ASML的光刻機中超過90%的零件都是向外采購的,能夠在整個設備的不同部位同時獲得世界上最先進的技術,ASML還不斷整合客戶需求,為獲取競爭優勢掌握了核心技術,在EUV光刻技術上擁有世界第二的專利申請量。 ASML還擁有獨特的合作經營模式,就是投資 ASML才能夠獲得優先供貨權, 比如英特爾、三星、台積電、海力士都在ASML中有相當可觀的股份,大家資源共享風險平攤, 形成了 半導體行業 龐大的利益共同體。
由於西方國家之間技術可以共享,即使不共享也可以購買,但對於中國來說,ASML高端的光刻機對中國是禁售的,中國只能買到ASML的中低產品,這造成了目前中國半導體工藝難以提升上去。自主創新比任何時候都重要,我們只能靠自己。
荷蘭的ASML,中文翻譯是阿斯麥,這個公司是全球最大的光刻機設備和服務提供商。壟斷了市場80%的份額,在極紫外光(EUV)領域,目前處於壟斷地位。曾經一台高端設備賣到了1億歐元,據說今年更是賣到了5億歐元。
製造7nm以下製程的晶元,目前荷蘭製作的最先進的EUV(極紫外光)光刻機能夠做到。這就是因為阿斯麥的技術先進,能夠製作光刻機的公司,除了阿斯麥還有尼康和佳能,但是尼康和佳能生產的設備要落後阿斯麥很多,根本不能相提並論。在晶元製作領域,落後對手一點,都很可能會失敗,何況尼康和佳能的設備落後於阿斯麥1代甚至2代。所以阿斯麥因為技術先進占據了全球所有的高端光刻機市場。
德國的卡爾蔡司和阿斯麥的合作,光刻機需要頂級的光學鏡頭。德國的蔡司集團入股了阿斯麥24.9%的股份,並且和阿斯麥長期合作。
阿斯麥進入了壟斷地位之後,故意降低產量,然後讓下游廠商投資,誰的投資越多,誰就可以優先拿到貨源,這也是阿斯麥獲得了更加充足的資金。更加使得很多壟斷型的大廠成為了自己的合作夥伴。比如我們熟知的英特爾、台積電、三星、海力士都在其中。這也就形成了龐大的利益共同體。
EUV光刻技術上擁有世界第一專利申請量的是德國蔡司,世界第二是阿斯麥,第三是韓國的海力士公司,而這兩家公司都是阿斯麥的合作夥伴。
所以高端光刻機號稱是世界上最精密的儀器,顯示的是國家製造業的尖端水平,世界上頂尖的光刻機只有在荷蘭和日本有賣,以荷蘭ASML、日本Nikon和日本Canon三大品牌為主。 其中荷蘭ASML占據了全球高端光刻機的90%,荷蘭的光刻機已經能夠製造7nm以下製程的晶元,但是它們的光刻機要出售給哪個國家需要獲得美國商務部的同意。 中國科學家正在不斷超越,現在上海微電子已經能生產中端光刻機,目前可以製造90nm以下製程的晶元,雖然還有很大差距,但是已經有了很大的飛躍。
荷蘭的ASML並不是一家橫空出世的高端企業,它出身名門,是從著名電子製造商飛利浦獨立出來的一個公司,它掌握著最先進的EUV光刻技術,同時擁有是集成創新的能力,荷蘭的ASML公司90%的零件都是向外采購的,英特爾、三星、台積電、海力士等晶元製造企業都在ASML佔有股份。