20年專業(yè)經(jīng)驗(yàn) 前沿技術(shù)研發(fā)新產(chǎn)品
芯派科技咨詢熱線:
“這不是我們的選擇,而是政府們(《瓦森納協(xié)定》成員國)的選擇?!比涨?,荷蘭光刻機(jī)巨頭阿斯麥CEO溫彼得再次就向中國大陸出口EUV光刻機(jī)一事解釋道。他今年1月曾表示,中國不太可能獨(dú)立復(fù)制出(replicate)頂尖的光刻技術(shù),但也別那么絕對,“他們肯定會嘗試”。觀察者網(wǎng)注意到,由于最先進(jìn)的EUV設(shè)備無法向中國大陸出口,溫彼得自2021年以來曾多次發(fā)聲。2021年4月,他曾喊話美國政府,對華出口管制不僅不能阻礙中國技術(shù)進(jìn)步,也將傷害美國自身的經(jīng)濟(jì),限制出口只會加快中國自主研發(fā)的速度。
但美國顯然對溫彼得的表態(tài)視而不見。2021年7月,美國官員曾透露,拜登政府在確認(rèn)EUV光刻機(jī)在科技產(chǎn)業(yè)中的戰(zhàn)略價值后,選擇延續(xù)特朗普時期的政策。隨后溫彼得表示,針對中國大陸的情況,該公司將不得不“靜觀其變”。在全球芯片短缺讓產(chǎn)業(yè)鏈“叫苦不迭”之際,阿斯麥作為最關(guān)鍵半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備——光刻機(jī)的制造商,愈發(fā)引起產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。美國消費(fèi)者新聞與商業(yè)頻道(CNBC)近期對阿斯麥總部進(jìn)行了實(shí)地探訪。
因?yàn)槿毙?,“每天都在掙扎?/strong>
在荷蘭南部靠近比利時邊境的小鎮(zhèn)費(fèi)爾德霍芬(Veldhoven),坐落著世界上唯一一家能夠生產(chǎn)極紫外光刻機(jī)(EUV)的企業(yè)——阿斯麥(ASML)。在為數(shù)據(jù)中心、汽車和iPhone提供算力的先進(jìn)半導(dǎo)體制造中,EUV光刻是最昂貴的一步?!鞍⑺果溤跇O紫外光刻機(jī)制造方面處于壟斷地位,我們今天使用的每一塊先進(jìn)處理器都需要用到EUV光刻機(jī)?!泵绹虼拇髮W(xué)(Tufts University)弗萊徹學(xué)院助理教授克里斯·米勒表示,每一臺EUV光刻機(jī)都是有史以來最復(fù)雜的設(shè)備之一,這種機(jī)器重達(dá)180噸。EUV是極紫外光(Extreme Ultraviolet)的縮寫,這是一種波長極短的光,阿斯麥生產(chǎn)的設(shè)備可以大量產(chǎn)生這種光,用于在硅片上雕刻小而復(fù)雜的電路。極紫外光是由二氧化碳激光去轟擊每秒噴出5萬次的液態(tài)錫滴(molten tin)而產(chǎn)生,這種光通過一個直徑為0.65米的橢球反光鏡送進(jìn)光刻機(jī)內(nèi)。一部分極紫外光微粒被照射到硅片表面,進(jìn)而雕刻出決定每個芯片功能的微小圖案。
由于全球芯片短缺,從索尼的游戲機(jī)PS5到雪佛蘭汽車都開始出現(xiàn)訂單積壓,芯片制造商對阿斯麥EUV光刻機(jī)的需求大幅提升。自2018年底以來,阿斯麥的股價已經(jīng)飆升超過340%,這使得該公司的市值超過英特爾等一些大客戶。阿斯麥CEO溫彼得(Peter Wennink)表示,該公司成立38年以來一直致力于降低半導(dǎo)體的生產(chǎn)成本,并將在“未來幾十年”繼續(xù)這樣做?!笆澜缧枰嗟男酒?,”溫彼得表示,“所以我們需要制造更多機(jī)器,順便提一句,只要我們能繼續(xù)降低每個晶體管的生產(chǎn)成本,這些光刻機(jī)的平均售價就會不斷提升?!奔幢闳绱耍瑴乇说靡舱J(rèn)為,全球芯片短缺對阿斯麥來說是“Catch-22”(第22條軍規(guī),意即進(jìn)退兩難、左右為難)?!拔覀兪盏胶芏鄟碜怨?yīng)商的信息,他們說,‘嘿,我們可能會延遲向你們交付模塊,因?yàn)槲覀儫o法獲得芯片。’我們說,‘如果我們得不到芯片,我們就不能制造機(jī)器來生產(chǎn)更多的芯片?!睖乇说锰寡裕⑺果溔栽诮?jīng)營,“但每天都在掙扎?!?/p>
“嚴(yán)重依賴美國零部件的荷蘭公司”
據(jù)溫彼得透露,阿斯麥過去10年共賣出140臺EUV光刻系統(tǒng),現(xiàn)在每臺售價高達(dá)2億美元,而下一代高數(shù)值孔徑(High NA)EUV光刻機(jī)的售價將超過3億美元。市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Semico Research的制造業(yè)務(wù)董事總經(jīng)理喬安妮·伊托評論稱,阿斯麥的EUV光刻系統(tǒng)過于昂貴,以至于大多數(shù)公司都買不起。她認(rèn)為,這會把很多廠商排除在市場之外,包括芯片制造商格羅方德。由于成本太高,格羅方德于2018年宣布停止7nm及以下先進(jìn)制程的研發(fā)。
如今,阿斯麥EUV光刻機(jī)的客戶只有五家(臺積電、三星、英特爾、SK海力士和美光)。2021年,最大的三個客戶——臺積電、三星和英特爾占阿斯麥業(yè)務(wù)量的84%。臺積電表示,該公司在2019年率先采用EUV光刻機(jī)大規(guī)模量產(chǎn)芯片,從那之后一直處于領(lǐng)先地位,芯片制程至少領(lǐng)先三星和英特爾一個節(jié)點(diǎn)。
CNBC認(rèn)為,阿斯麥在光刻機(jī)領(lǐng)域的主導(dǎo)地位仍是“一個相對較新的現(xiàn)象”。10年前,該公司開始進(jìn)軍EUV研發(fā)是由英特爾、三星和臺積電的重大投資決定的?!拔覀儧]有錢,”1999年加入阿斯麥的溫彼得表示,“所以我們出去尋找合作伙伴,這實(shí)際上是我們建立公司的基礎(chǔ)。我們也因此被迫成為一個系統(tǒng)架構(gòu)師和系統(tǒng)集成商?!卑褧r間拉回到1984年,阿斯麥剛成立時是荷蘭電子巨頭飛利浦的子公司。在荷蘭艾恩德霍芬飛利浦辦公大樓旁邊一間漏水的小屋子里,阿斯麥推出第一臺用于半導(dǎo)體光刻的設(shè)備,這種技術(shù)是20世紀(jì)50年代在美國軍事實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的?!暗谝慌_光刻工具看起來就像一個投影儀,”阿斯麥負(fù)責(zé)EUV業(yè)務(wù)的執(zhí)行副總裁克里斯托弗·福凱(Christophe Fouquet)表示,“基本上會有一個標(biāo)線,用來保存你想要投射的影像。然后有一個光學(xué)系統(tǒng),它會把圖像投射到晶圓上。”到1988年,阿斯麥在美國擁有5個辦事處,共有員工84人,并在荷蘭費(fèi)爾德霍芬設(shè)置一個新的辦事處,該辦公室最終成為該公司總部?!爱?dāng)半導(dǎo)體行業(yè)準(zhǔn)備進(jìn)入EUV研究的早期階段時,沒有一家美國公司準(zhǔn)備冒險(xiǎn)嘗試這個昂貴而有風(fēng)險(xiǎn)的項(xiàng)目,但阿斯麥做出了不同的選擇,”即將出版的《芯片戰(zhàn)爭:世界最關(guān)鍵技術(shù)之戰(zhàn)》一書的作者米勒表示,“阿斯麥?zhǔn)且患液商m公司,但它也是一家嚴(yán)重依賴美國零部件的荷蘭公司,尤其是在其設(shè)備上。”
“這是政府們的選擇”
EUV光刻機(jī)由來自全球近800家供應(yīng)商的多個模塊和數(shù)十萬個零部件組成。每個模塊都在阿斯麥全球60個辦公室中進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn),然后運(yùn)往費(fèi)爾德霍芬進(jìn)行組裝。每臺組裝好的機(jī)器經(jīng)過測試后,就會被拆解,然后發(fā)運(yùn)給芯片制造商。EUV光刻機(jī)的運(yùn)輸需要20輛卡車和三架滿載的波音747飛機(jī)。
中國大陸是阿斯麥沒有出口EUV技術(shù)的國家或地區(qū)一。“全球42個國家(《瓦森納協(xié)定》成員國)已經(jīng)同意對其實(shí)施出口管制,因?yàn)樗浅jP(guān)鍵,”溫彼得稱,“所以這不是我們的選擇,而是政府們的選擇。”
美國對荷蘭政府的施壓早在特朗普任期內(nèi)便已開始。據(jù)時任美國總統(tǒng)副國家安全顧問的查爾斯·庫珀曼(Charles Kupperman)回憶,他2019年曾邀請荷蘭外交官前往白宮,并向后者施壓,稱“忠實(shí)的盟友”不會向中國大陸出售EUV這類設(shè)備。庫珀曼還警告荷蘭方面,如果沒有美國的零部件,阿斯麥的設(shè)備就無法運(yùn)轉(zhuǎn),而白宮有權(quán)限制這些零部件向荷蘭出口。
“中國(大陸)想要加入這場競賽,”Semico Research的喬安妮·伊托表示,“但由于政治原因,中國(大陸)無法獲得這項(xiàng)技術(shù)?!辈贿^,阿斯麥在用另一種方式和中國大陸做生意。該公司更新了被稱為深紫外線(DUV)的老式光刻系統(tǒng),并將其中的許多設(shè)備賣給中國大陸。溫彼得透露,阿斯麥?zhǔn)鄢龅脑O(shè)備中96%仍在使用。“關(guān)于向中國大陸出售更多的DUV設(shè)備,提高其生產(chǎn)接近尖端半導(dǎo)體的能力,是否也是一種‘國家安全風(fēng)險(xiǎn)’,這其中存在很多爭議,”米勒稱,“我認(rèn)為,在未來幾年,阿斯麥向中國出售DUV設(shè)備的能力可能也會受到新的限制?!盓UV出現(xiàn)之前,芯片制造商可以從阿斯麥、尼康和佳能三家公司購買DUV光刻機(jī)。
雖然日本尼康仍然是光刻機(jī)市場的競爭者之一,但阿斯麥?zhǔn)荅UV的唯一供應(yīng)商。國外行業(yè)專家認(rèn)為,其他公司可能需要幾十年時間才能趕上,一方面是因?yàn)榘⑺果湏碛袑S屑夹g(shù),另一方面是因?yàn)榘⑺果溑c數(shù)百家供應(yīng)商達(dá)成了復(fù)雜且往往是獨(dú)家的協(xié)議。“我們對一些客戶來說是獨(dú)一無二的,一些供應(yīng)商對我們來說也是獨(dú)一無二的,”溫彼得稱,“有些人說,這種近乎共生的關(guān)系比結(jié)婚還要糟糕,因?yàn)槟悴荒茈x婚?!?/p>
2021年四季度,阿斯麥光刻機(jī)出貨信息
今年1月,溫彼得曾針對中國大陸市場表示:“中國不太可能獨(dú)立復(fù)制(replicate)出頂尖的光刻技術(shù),因?yàn)榘⑺果溡蕾囉诓恍傅膭?chuàng)新,以及整合只有從非中國供應(yīng)商處才能獲得的零部件。但我的意思并不是絕對不可能,因?yàn)橹袊奈锢矶珊臀覀冞@里是一樣的。永遠(yuǎn)別那么絕對,他們肯定會嘗試的?!?/p>
半導(dǎo)體是一種高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè),阿斯麥?zhǔn)棺约好馐芄?yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)的一種方式是收購一些供應(yīng)商,例如位于美國圣地亞哥的Cymer,它是EUV大功率光源制造商。阿斯麥還在2020年收購了德國Berliner Glas,這是一家陶瓷和光學(xué)模組制造商,“對于支持實(shí)現(xiàn)EUV和DUV的產(chǎn)品開發(fā)藍(lán)圖很重要”。今年1月,Berliner Glas曾發(fā)生一場火災(zāi),但溫彼得表示,這場火災(zāi)不會對今年的設(shè)備出貨造成重大影響。財(cái)報(bào)顯示,阿斯麥2021年總營收為186億歐元(約合人民幣1339億元),同比增長33%;凈利潤為59億歐元(約合人民幣425億元),同比增長66%;毛利率為53%,比上年同期提高4個百分點(diǎn)。 該公司預(yù)計(jì),2022年的銷售將增長20%,未來10年的年復(fù)合增長率為11%。