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为什么中国造不出先进的光刻机?

查尔 电脑问题 2020-09-09 10:21:18

芯片、芯片还是芯片,最近因为芯片技术封锁的相关话题热度一直不减。据路透社援引消息报道,特朗普政府正在考虑是否将中国最大的芯片制造商中芯国际列入贸易黑名单,以加大对中企的打击力度。

华为消费者业务CEO余承东也曾表示,华为没办法生产芯片,在全球化过程中只做了设计是教训。没错,现在没有一家国内企业可以担负起生产制造高端芯片的任务,为什么生产芯片这么难?追根溯源还是离不开高端光刻机。

然而你或许不知道,因为郁金香而闻名世界的荷兰,却能生产世界上最顶级的光刻机。荷兰的ASML在光刻机市场上占据了80%的份额,其制造的EUV光刻机售价高达1亿美元一台,而且还不一定可以拿到货。甚至连美国,日本都也达不到荷兰在高端光刻机上的技术水平。为什么我国目前还制造不出高端光刻机?荷兰的ASML又是怎么做到的呢?

为什么中国造不出先进的光刻机?其实美国也要靠这个小国

01 荷兰ASML是谁 为什么美国任其做大却不制裁?

众所周知,无论是苹果A14芯片还是华为麒麟9000芯片,都需要台积电代工生产,而用于制造这类高端芯片就离不开极紫外(EUV)光刻机,而目前也仅有荷兰ASML一家可提供可供量产用的EUV光刻机。

为什么中国造不出先进的光刻机?其实美国也要靠这个小国

提及荷兰ASML公司大多数人都不了解,但你一定听说过大名鼎鼎的飞利浦,而飞利浦正是ASML的前身。在飞利浦开始踏足晶体管和集成电路后,先后发明了CCDs和LOCOs,为晶体管和集成电路上的突破奠定了基础。

为什么中国造不出先进的光刻机?其实美国也要靠这个小国
飞利浦

1984年,飞利浦当时面临经营困境,不得不实施大规模裁员,ASML也是在那一年从飞利浦独立出来。众所周知,飞利浦旗下的家电、照明产品,在行业内都是数一数二的,其百年的制造基因在ASML身上也得到了传承,而ASML专注于芯片制造业后,便迅速成长为了该领域的强者。

 

为什么中国造不出先进的光刻机?其实美国也要靠这个小国

 

 

为什么美国任其做大却不制裁?

其实在20世纪90年代到21世纪初,日本的尼康、佳能光刻机技术是世界领先的,ASML也难以匹敌。ASML知道仅靠一已之力是不可能和日本光刻机相抗衡,所以,它联合全球知名的光刻机核心零部件厂商,让它们成为ASML的公司股东。这样不仅将利益捆绑在了一起,而且背后也有了资金支撑。

当时美国也在打压日本半导体行业,碍于美国光刻机制造商确实不占优势,再三考虑后,决定扶持同属于西方国家的荷兰企业ASML,但美国也提出了要求,就是ASML设备里至少55%的部件要采购美企的。

为什么中国造不出先进的光刻机?其实美国也要靠这个小国
2020年1月ASML股权结构 美企占比很大(图片来源网络)

如此一来,ASML获得了大量美国本土的光刻机研发及生产的人才,加上雄厚的资金,在光刻机领域,荷兰ASML逐渐开始变得遥遥领先。聚拢了全球光刻机领域的优势资源,ASML即消灭了潜在的竞争对手,也站稳了高端光刻机市场的霸主地位。

看到这里我们也就理解了,美国任其做大却不制裁与其本身的利益有关,毕竟它不会傻到搬起石头砸自己的脚。

02 世界上没有任何一个国家能完全独立制造高端光刻机

有人说技术被封锁,难道凭我们自己的技术就造不出吗?其实,哪怕是荷兰ASML也不可能仅靠自己就能造出高端光刻机。因为这不是光靠砸钱就能解决的,它涉及了全球的供应链体系,光刻机这样的精密仪器,缺少任何一个组件和环节都不行。

要知道,一台光刻机重量就可达180吨,内部零件多达10万个,其中主要零部件来自于欧美几十个发达国家。荷兰的光刻机德国提供蔡司镜头设备,日本提供特殊复合材料,瑞典提供工业精密机床,美国提供控制软件等等。

为什么中国造不出先进的光刻机?其实美国也要靠这个小国
一台光刻机内部零件多达10万个 零部件来自不同国家

一台光刻机汇集了全世界各国的顶尖技术,而且任何一个国家都不能包揽全部技术。

目前行业里最先进的EUV光刻机,其制造的整个过程都需要数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域等多项顶尖技术,而技术离不开人才。

为什么中国造不出先进的光刻机?其实美国也要靠这个小国

对于留住人才,ASML有自己的一套制度。公司由发展技术型、管理型和项目型人才组成,其中最看重技术型人才,ASML会给技术型人才很大的话语权。

不同于其他科技公司一样,ASML不会让管理型人才完全主导公司发展。公司的首席技术官甚至能够和首席执行官平起平坐,这样的组织架构放眼整个行业都是罕见的,所以从制度上我们就可以看出ASML对技术人才的看重。

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ASML的组织架构图(来源网络)

有了制度上的保障,相关的从业者也就可以专心于技术创新,而这样的良性循环也会让公司聚拢更多的人才。

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ASML谈未来光刻技术的发展(图片来源网络)

留住人才,创造专利。数据显示,2019年ASML就已经取得了关于EUV的12000个相关专利,这在当时超过了日本尼康和佳能的总和。从人才管理到全球产业链的利益捆绑,荷兰ASML慢慢确立了在高端光刻机的霸主地位。

高端光刻机不是一个国家能在短时间内造出来的,因为它汇聚了全球最顶尖的技术和人类的智慧。有国外工程师曾说到:“一个零件我调整了10年”。因此,ASML总裁Peter Wennink曾表示,高端的EUV光刻机永远不可能被中国模仿,况且中国在知识产权领域有相关的规定。

那么,中国可以生产光刻机吗?有消息称,中国最强的光刻机生产商上海微电子已经攻破了28nm光刻机,虽然比起荷兰ASML高端光刻机,我们还有很大的差距。但没有28nm,就不可能有后开的5nm。最重要的是,它是我们完全独立自主研究的,其意义可想而知。

03 写在最后

荷兰ASML的发展之路,给我们带来了启示。首先,技术是第一生产力,有实力就是最好的话语权。在高端光刻机领域,我们需要关键技术去做利益捆绑,让这个行业离不开我们。这样我们才会有筹码去谈判。

ASML深知利益通过机制进行捆绑,才能建立最有效的合作方式。所以像台积电、英特尔等其他公司想要获得优先供货权,就要作为客户要先投资ASML。

其次,人才的重要性不言而喻。除了培养该领域的人才,我们也需要不断加大人才引进的力度,去做好知识产权保护、企业扶持等举措,给人才建立能醉心于技术研究的良好环境。

最后,就是资金投入。光刻机的研发实在是太烧钱,起初ASML差点支撑不住,好在荷兰政府的支持,以及三星、英特尔、台积电等企业的投资,ASML才有了今天的地位。即使现在它处于第一,每年还会拿出巨额资金到研发上。2019年,它们就拿出了20亿美元作为研发经费,其占营收的16.7%。所以说,利润全球第一的公司在研发投入上第一是不矛盾的。

技术封锁并不会打垮我们,我们会继续保持开放,没有退路就是胜利之路。最后我们引用近期大火的电视剧《平凡的荣耀》中,主人公孙弈秋所说的话:未到终局,焉知生死。

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