全球半导体芯片的咽喉
近日,芯片又一次成为了全民关注的热点话题。在5G已经逐步商用化、AI大量应用的今天,芯片对于一个科技企业来说的重要性已经不言而喻。腾讯科技近日发起系列策划,聚焦各个芯片大国的发展历程。 一提起荷兰,大家首先想到的是巨大的风车,以及色彩华美的郁金香。很少有人会留意到,在雨水充沛、人口不到30万的荷兰南部城市费尔德霍芬(Veldhoven),坐落着一家叫阿斯麦(ASML)的公司,它是全球最大的光刻机制造商。
阿斯麦的地位有多重要?可以这么说,如果它停产,全球半导体芯片生产将会停摆。
阿斯麦的行业地位,还可以通过近期一则新闻略窥一斑。5月初,美国圣克拉拉市高等法院作出最终判决,阿斯麦起诉XTAL公司窃取商业机密胜诉,阿斯麦获赔8.45亿美元,并获得XTAL的大部分专利和客户。
这桩官司发生的背后,和阿斯麦的一位客户想借XTAL打破阿斯麦的市场垄断地位有关。
这方面,或许市场数据更有说服力。
2017年全球光刻机总出货294台,阿斯麦出货198台,占据市场份额68%,在更高端的EUV(极紫外)光刻机方面,市场100%属于阿斯麦。正因为如此,才有客户担心自己被阿斯麦卡脖子,于是绞尽脑汁培养阿斯麦的竞争对手XTAL。
合抱之木,生于毫末。阿斯麦刚成立时,可谓爹不疼娘不爱,靠着苦心钻营出一套打法,最终从尼康等老牌光刻机大户嘴里抢到饭吃,从青铜走上王者之巅。
“出生于”尼康为王的时代
阿斯麦成立于1984年。
1984年正是尼康来回碾压美国对手的时代:
在硅谷成立尼康精机,等于把战斗指挥部放到美国高科技行业的心脏;
PerkinElmer(铂金埃尔默)受尼康冲击,份额从超过30%跌到不足5%,今天它已经完全放弃半导体设备业务,专注于健康检测设备;
GCA的大客户IBM、AMD、TI和Intel等,排着队跑到尼康那儿;
尼康和GCA各享30%的市场份额,这种一山二虎的局面没有维持多久,尼康就独自为王,占领超过50%的份额,一直到阿斯麦崛起为止;
在大户尼康肆意放飞自我的时候,阿斯麦出生了。早在几年前,飞利浦实验室研发出自动化步进式光刻机(Stepper)的原型,但对它的商业价值心里直敲小鼓,找P&E、GCA、Cobilt、IBM这些半导体界的大佬谈合作,没人愿意搭理。这时,荷兰一家叫ASM International的小公司主动要求合作。飞利浦犹豫了一年,勉强同意成立股权对半的合资公司,这就是阿斯麦。
飞利浦之所以愿意放低身价和一家名不见经传的小公司合作,原因有两个:
一方面是飞利浦当时正和索尼主推更赚钱的CD,1984年CD的销量达到1300万张,是上一年的两倍多,正渐渐散发出印钞机的气质,比小众的光刻机更有投资价值;
另一方面,尼康在光刻机市场攻城掠地,老牌半导体设备厂商节节败退,雪上加霜的是,飞利浦当时正打算开始大规模裁员,糟糕的经济状况和恶劣的光刻机市场环境,使它不敢大手笔押注光刻机,因此与ASM International合作,不过是想占个坑观望而已。
阿斯麦成立后,地位类似童养媳,飞利浦没有拨付经费,甚至不提供办公室,31个员工就在飞利浦大厦外的简易木棚房办公。多年以后,阿斯麦的CEO彼得.韦尼克(Peter Wennink)回忆公司初创时的境况,还忍不住说“穷困”。一句话:既没钱,又受对手压制。
在2000年之前的整个16年时间里,光刻机市场差不多都是尼康的后花园,阿斯麦占据的份额不超过10%。
直到一个叫林本坚的华人出现。
台积电林本坚宣判“干式”微影技术死刑
1959年,成立半年的仙童半导体公司赫尔尼发明了制造扩散型晶体管的“平面处理工艺”,使晶体管制造像印刷书籍一样高效。这一工艺的流程之一,是把带有电路图的透光片正确投射到硅片上。“平面处理工艺”诞生之后成为集成电路的标准工艺,一直沿用至今,其最初采用的“干式”(以空气为介质)微影技术也沿用到上世纪90年代(镜头、光源等一直在改进),然后遇到瓶颈:始终无法将光刻光源的193nm波长缩短到157nm。
当时,为缩短光波长度,大量科学家和几乎整个半导体业界都被卷进来,砸进数以十亿计的美金,以及大量人力,提出了多种方案。