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科工力量|科工力量：凭借一国之力能搞出光刻机吗？( 二 )


科工力量|科工力量：凭借一国之力能搞出光刻机吗？
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联盟中的成员都是各家公司最优秀的研发人员，他们在这里的工作，并不是研究具体的半导体技术，而是开发最先进的半导体设备 。因为该组织通过前期细致的调研发现，设备是芯片制造的基础 。如何改进制造流程、更好的使用设备，相当于现在台积电和中芯国际所做的业务，只有垄断设备制造，才有更强的议价权利 。Sematech总体上非常成功，1995年，美国半导体产业全面恢复国际竞争力，特别是半导体设备制造领域，美国的地位至今无人可以撼动 。Sematech是产业界发起的，美国政府参与运营和管理，国防部还专门为其设置专项经费，每年1亿美元 。

不过，Sematech存在一个问题，对非主流技术不够重视 。当时光刻技术不是芯片产业的核心问题，佳能、尼康的光刻机市场份额超越美国后，美国企业可以接受这两家日本供应商，Sematech将光刻技术排除在研发之外 。
到了1997年，芯片集成度越来越高，制造难度越来越大，光刻机的重要性越来越突出 。为了摆脱对日本设备的依赖，英特尔牵头成立极紫外联盟（EUV LLC），研究最先进的光刻技术 。联盟中除了产业巨头，还包括三大国家实验室：劳伦斯利弗莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室、劳伦斯伯克利实验室 。这些实验室是美国科技发展的幕后英雄，研究成果有核武器、超级计算机、核聚变点火装置等 。
科工力量|科工力量：凭借一国之力能搞出光刻机吗？
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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 。
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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 。


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