荷兰如何将光刻机做到世界顶尖水平?

来源:快资讯 发布时间:2019-06-29 18:00

说到芯片,估计大家都知道是什么玩意,但说到光刻机很多人可能就不知道是什么东西了,光刻机就是制造芯片的机器设备,没有光刻机芯片是没法生产出来的,所以光刻机对于芯片制造业到底有多重要大家都知道。

光刻机技术哪家强?

光刻机是生产大规模集成电路的核心设备,是制造和维护光学和电子工业的基础。光刻机技术目前是世界上最尖端的技术之一,只有少量国家掌握,所以光刻机的价格是非常昂贵的,一台高端的光刻机甚至可以卖到6亿元左右(目前全球最贵的EUV光刻机单台售价已经超过6.3亿元),即便卖这么贵还供不应求,很多订单都需要排队生产,甚至有部分国家给再多的钱也买不到。

对于这么尖端的技术,按理来说那些芯片强国应该是光刻机的制造强国才对,但让大家感到意外的是,目前世界上最好的光刻机不是来自美国,韩国,英国、日本等这些芯片强国,而是来自荷兰。

目前在全球45纳米以下高端光刻机市场当中,荷兰ASML市场占有率达到80%以上,而且目前ASML是全球唯一能够达到7纳米精度光刻机的提供商,所以ASML才是全球芯片业真正的超级霸主一点都不过分。正因为得益于技术领先,目前ASML的市场份额也是很大的,目前全球知名芯片厂商包括英特尔、三星、台积电、SK海力士、联电、格芯、中芯国际、华虹宏力、华力微等等全球一线公司都是ASML的客户。

比如2018年全球光刻机出货量大概是600台左右,其中荷兰的ASML出货量就达到了224台,出货量占全球的比例达到30%以上。

为何荷兰能诞生全球最顶尖的光刻机厂商?

荷兰的光刻机技术强大主要靠ASML,ASML成立于1984年,由飞利浦与先进半导体材料国际(ASML)合资成立,总部位于荷兰的费尔德霍芬。1995年,ASML收购了菲利普持有的股份,称为完全独立的公司。

而ASML之所以能够做到全球光刻机的霸主地位,我觉得主要有几下几个原因。

1、强大的研发投入

光刻机是一个高精尖的技术,其技术难度是全球公认的,如果没有持续强大的研发投入根本不可能到技术领先。ASML从成立至今,对于研发的投入都非常大,比如2019年ASML的销售额大概是21亿欧元,而研发费用支出就达到了4.8亿欧元,研发费用占营收的比例达到22.8%,这个比例是非常高的,正因为有大量资金的投入,所以ASML在关键技术领域一直处于领先地位。

从1991年PAS 5000光刻机面市取得巨大成功开始,再到2000-2001年具有双工作台、浸没式光刻技术的Twinscan XT、Twinscan NXT系列研制成功,到强大的研发投入让ASML的技术一直处于全球领先。

2、美国以及欧盟的支持

虽然ASML是一家荷兰公司,但他背后却有着欧盟以及美国的力量,多关键技术都由美国以及欧盟国家提供。比如德国先进的机械工艺以及世界级的蔡司镜头,再加上美国提供的光源,这就使得ASML公司在光科技术方面飞速发展,几乎到达了无人能敌的境地。

因为背后有美国的力量,所以ASML一直以来都禁止向中国出口高端光刻机,直到2018年这一情况才有所转机,2018年ASML同意向中国出口两台7纳米的高端光刻机,预计2019年交货。而ASML之所以一反常态同意向中国出口高端光刻机,一方面是因为中国在光刻机的一些关键技术上已经取得了突破,另一方面是中国访问团访问荷兰的时候,给荷兰带去了巨大的订单。

3、准确抓住了技术转折点

目前世界最顶尖的光刻机有三个厂家,分别是ASML,尼康和佳能。2007年之前这三大厂家其实并没有太大的差距,竞争的转折点是出现在2007年。2007年ASML配合台积电的技术方向,推出了193纳米的光源浸没式系统,在光学镜头和硅晶圆片导入液体作为介质,在原有光源与镜头的条件下,能显著提升蚀刻精度,并成为高端科技的主流技术方案。而当时日本的尼康与佳能却主推157纳米光源的干式光刻,这个路线后来被市场所放弃,也成为尼康跟佳能迈入衰退的一个转折点,后来才有了ASML的垄断。

4、技术分工与合作

虽然ASML的研发人员占员工总数的比例达到4成左右,但是ASML很多技术都是外包,这样可以让ASML专注于核心技术与客户需求,大大提高研发的效率。

5、对细分技术领域企业的控制

生产光刻机对技术的综合要求非常高,这里面涉及很多技术领域,为了获得全球最顶尖的技术,ASML先后投资了很多企业。比如2007年收购了美国的Bion,强化了专业光刻检测与解决方案能力;2013年完成对紫外光源龙头 Cymene的收购,2016年获得光学镜片龙头德国蔡司24.9%的股份,这两项投资进一步加强了ASML在极紫外光领域的领先优势。


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