美国|凭借一国之力能搞出光刻机吗？( 二 )
文章图片
资金和人才到位后 ， 主角却上不了台面 ， 美国之前的光刻机企业被日本公司打的七零八落 ， 没有一个能担当重任 。 英特尔想拉尼康和ASML一起入伙 ， 但问题是 ， 这两家公司都是外国的 。 美国政府出面干预 ， 选择荷兰企业 ， 拒绝日本公司 。 尼康是敌人 ， 80年代把美国半导体产业打压的太惨 。 不过 ， ASML加入是有条件的 ， 必须在美国建立工厂和研发中心 ， 满足美国本土需求 ， 55%的零部件要从美国厂商采购 ， 并接受定期审查 。 美国为什么能让荷兰对华禁售EUV光刻机 ， 原因就在这 。
90年代 ， 尼康、佳能的光刻技术全球领先 ， 美国成立的极紫外联盟 ， 相当于纠集了一群二流企业 ， 抢夺老大的位置 。 当初 ， ASML公司只是一个不知名企业 ， 光刻机的市场份额很小 ， 因缘巧合傍上美国大腿 ， 之后 ， 好运接连不断 。
90年代末 ， 光刻机的光源卡在了193nm ， 成为难以突破的门槛 。 这里的193nm ， 说的是光的波长 ， 它和芯片制程的概念不一样 。 光的波长相当于刻刀的宽度 ， 芯片的制程指的是 ， 刻刀在硅片上刻出沟槽的最小宽度 。 从60年代开始 ， 这把刻刀 ， 从436nm、365nm、248nm ， 到如今的193nm 。 再往下 ， 刻刀就要磨得更锋利 ， 但技术出现分水岭 。 尼康希望稳步前进 ， 选择157nm的激光 ， 作为下一代刻刀 。 新成立的极紫外联盟押注更加激进的方案 ， 选择几十纳米的极紫外光 。 不过 ， 当时这些尝试都失败了 。
2002年 ， 台积电一个叫林本坚的工程师提出 ， 浸润式光刻工艺 。 利用了一个很简单的原理 ， 光在水中会产生折射 。 在光刻机的透镜和硅片之间加一层水 ， 原来的193nm激光 ， 经过液体发射折射 ， 波长直接降到132nm ， 刻刀突破之前的瓶颈 ， 变得更锋利 。 林本坚拿着方案去找日本公司 ， 希望它们采纳 ， 结果吃了闭门羹 。 ASML决定赌一把 ， 采用林本坚的方案 ， 以小博大 ， 仅用一年时间 ， 就赶制出样机 。 新型光刻机经过测试 ， 性能优异 ， 获得IBM、台积电的大量订单 。 光刻机不是快消品 ， 企业花钱肯定是买最好的产品 ， 日本企业没有拿出最好的产品 ， 只能停留在中低端 ， 逐渐落后 。
文章图片
日本半导体公司有两个特点 ， 一是 ， 崇尚匠人精神 ， 非常固执的认为自己的技术最好 ， 宅在实验室里研究技术 ， 缺乏全球视野 。 二是 ， 售后服务差 ， 对客户提出的设备问题 ， 不能及时解决 ， 因为他们对自己的产品非常有信心 。 在市场上 ， ASML生产的设备更受欢迎 ， 他们的做法与日本公司相反 ， 采纳客户意见 ， 提供周到售后服务 。 日本半导体企业衰落还有一个重要原因 ， 他们一直遵循IDM模式 ， 芯片的设计、制造、封装、测试 ， 都尽量自己做 ， 不与他人分享利益 。 芯片越做越精密 ， 制造成本越来越高 ， 所有的活都自己干 ， 企业负担加重 。 90年代后 ， 分工合作的模式成为主流 ， 设计公司只管设计 ， 代工企业专注于代工 ， 成本分摊 ， 压力减小 ， 还能满足客户多样化需求 。
ASML的新型光刻机 ， 对尼康 ， 佳能造成致命打击后 ， 世界各大半导体厂商的订单纷涌而至 。 此后 ， 随着光刻技术的不断改进 ， 浸入式光刻机一直做到现在的7nm 。 看着ASML日益壮大 ， 美国华尔街资本闻风而动 ， 大量购买这家公司股份 ， 实现控股 。 现在ASML的三大股东：资本国际集团、贝莱德、英特尔 ， 都来自美国 。 经过这些操作 ， ASML“顺理成章”地成为了半个美国公司 。
“美国光环”也给ASML带来好处 ， 2009年 ， 美国的Cymer公司研发出EUV光刻机所需的大功率光源 ， 成为ASML的供应商 ， 这种光源是光刻机的核心零件 ， 全球有这样技术的公司不超过三家 。 2013年 ， ASML决定收购Cymer公司 ， 美国政府同意了 。
在《瓦森纳协议》框架下 ， 欧美国家最先进的光刻机一直对华禁售 。 可以出售的那些也都附带由保留条款 ， 禁止给中国国内自主CPU 做代工 。 中国芯片起不来 ， 有一部分原因是买不到先进设备 。
国产光刻机起步并不晚 ， 从上世纪70年代算起 ， 清华大学精密仪器系、中科学院光电技术研究所、中国电科45所 ， 都投入力量研发 ， 但与欧美最先进的设备相比 ， 差距较大 。 在光刻技术上 ， 中国积累不足 。 全球光刻机专利数量排名前十的公司 ， 除了台积电 ， 都是外国公司 。
目前 ， 芯片制程正在向5nm以下演进 ， 只有英特尔、台积电、三星等少数企业 ， 掌握最先进的芯片生产线 ， 他们与原材料生产商、半导体设备商 ， 相互持股 ， 构成“你中有我 ， 我中有你”的垄断格局 。
光刻机作为最重要芯片制造设备 ， 已经不是一个国家或几个企业能完成的工程 ， 必须与全球顶级的光源、光学、材料、关键零部件厂商进行合作 。 美国试图遏制中国半导体产业发展 ， 但我们不能因此放弃与国外的技术交流 。 中国企业要在一些关键领域实现突破 ， 掌握别人没有的技术 ， 高端光刻机制造才有我们的话语权 。
推荐阅读
- 美国至少4人在共和党全国代表大会上确诊新冠肺炎
- 5月25日至8月22日，美国警察只有3天没杀人
- 阿拉伯国家|美国打外交“组合拳” 阿拉伯国家谨慎接招
- 新冠|美国多数州拒绝遵循美国政府的新冠病毒检测指南
- 辛辛那提大师赛|威斯康辛枪击事件重燃美国对种族主义的愤怒
- 特朗普|皮尤：14国民众给自己国家抗疫打分 美国排名垫底
- 特朗普|美国经济笔记 | 美两党开出经济“药方”能否救急
- IT|FDA批准瑞德西韦用于美国所有新冠住院患者治疗
- 海评面：“这就是美国的两幅面孔！”
- 【国际漫评】太平洋也阻止不了美国偷窥的欲望