荷蘭如何將光刻機做到世界頂尖水平?

來源:快資訊 發布時間:2019-06-29 18:00

說到芯片,估計大家都知道是什么玩意,但說到光刻機很多人可能就不知道是什么東西了,光刻機就是制造芯片的機器設備,沒有光刻機芯片是沒法生產出來的,所以光刻機對于芯片制造業到底有多重要大家都知道。

光刻機技術哪家強?

光刻機是生產大規模集成電路的核心設備,是制造和維護光學和電子工業的基礎。光刻機技術目前是世界上最尖端的技術之一,只有少量國家掌握,所以光刻機的價格是非常昂貴的,一臺高端的光刻機甚至可以賣到6億元左右(目前全球最貴的EUV光刻機單臺售價已經超過6.3億元),即便賣這么貴還供不應求,很多訂單都需要排隊生產,甚至有部分國家給再多的錢也買不到。

對于這么尖端的技術,按理來說那些芯片強國應該是光刻機的制造強國才對,但讓大家感到意外的是,目前世界上最好的光刻機不是來自美國,韓國,英國、日本等這些芯片強國,而是來自荷蘭。

目前在全球45納米以下高端光刻機市場當中,荷蘭ASML市場占有率達到80%以上,而且目前ASML是全球唯一能夠達到7納米精度光刻機的提供商,所以ASML才是全球芯片業真正的超級霸主一點都不過分。正因為得益于技術領先,目前ASML的市場份額也是很大的,目前全球知名芯片廠商包括英特爾、三星、臺積電、SK海力士、聯電、格芯、中芯國際、華虹宏力、華力微等等全球一線公司都是ASML的客戶。

比如2018年全球光刻機出貨量大概是600臺左右,其中荷蘭的ASML出貨量就達到了224臺,出貨量占全球的比例達到30%以上。

為何荷蘭能誕生全球最頂尖的光刻機廠商?

荷蘭的光刻機技術強大主要靠ASML,ASML成立于1984年,由飛利浦與先進半導體材料國際(ASML)合資成立,總部位于荷蘭的費爾德霍芬。1995年,ASML收購了菲利普持有的股份,稱為完全獨立的公司。

而ASML之所以能夠做到全球光刻機的霸主地位,我覺得主要有幾下幾個原因。

1、強大的研發投入

光刻機是一個高精尖的技術,其技術難度是全球公認的,如果沒有持續強大的研發投入根本不可能到技術領先。ASML從成立至今,對于研發的投入都非常大,比如2019年ASML的銷售額大概是21億歐元,而研發費用支出就達到了4.8億歐元,研發費用占營收的比例達到22.8%,這個比例是非常高的,正因為有大量資金的投入,所以ASML在關鍵技術領域一直處于領先地位。

從1991年PAS 5000光刻機面市取得巨大成功開始,再到2000-2001年具有雙工作臺、浸沒式光刻技術的Twinscan XT、Twinscan NXT系列研制成功,到強大的研發投入讓ASML的技術一直處于全球領先。

2、美國以及歐盟的支持

雖然ASML是一家荷蘭公司,但他背后卻有著歐盟以及美國的力量,多關鍵技術都由美國以及歐盟國家提供。比如德國先進的機械工藝以及世界級的蔡司鏡頭,再加上美國提供的光源,這就使得ASML公司在光科技術方面飛速發展,幾乎到達了無人能敵的境地。

因為背后有美國的力量,所以ASML一直以來都禁止向中國出口高端光刻機,直到2018年這一情況才有所轉機,2018年ASML同意向中國出口兩臺7納米的高端光刻機,預計2019年交貨。而ASML之所以一反常態同意向中國出口高端光刻機,一方面是因為中國在光刻機的一些關鍵技術上已經取得了突破,另一方面是中國訪問團訪問荷蘭的時候,給荷蘭帶去了巨大的訂單。

3、準確抓住了技術轉折點

目前世界最頂尖的光刻機有三個廠家,分別是ASML,尼康和佳能。2007年之前這三大廠家其實并沒有太大的差距,競爭的轉折點是出現在2007年。2007年ASML配合臺積電的技術方向,推出了193納米的光源浸沒式系統,在光學鏡頭和硅晶圓片導入液體作為介質,在原有光源與鏡頭的條件下,能顯著提升蝕刻精度,并成為高端科技的主流技術方案。而當時日本的尼康與佳能卻主推157納米光源的干式光刻,這個路線后來被市場所放棄,也成為尼康跟佳能邁入衰退的一個轉折點,后來才有了ASML的壟斷。

4、技術分工與合作

雖然ASML的研發人員占員工總數的比例達到4成左右,但是ASML很多技術都是外包,這樣可以讓ASML專注于核心技術與客戶需求,大大提高研發的效率。

5、對細分技術領域企業的控制

生產光刻機對技術的綜合要求非常高,這里面涉及很多技術領域,為了獲得全球最頂尖的技術,ASML先后投資了很多企業。比如2007年收購了美國的Bion,強化了專業光刻檢測與解決方案能力;2013年完成對紫外光源龍頭 Cymene的收購,2016年獲得光學鏡片龍頭德國蔡司24.9%的股份,這兩項投資進一步加強了ASML在極紫外光領域的領先優勢。


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