光刻机40年资本局:尼康起高楼,ASML宴宾客,美国楼塌了
成也政治,败也政治,将是光刻机的宿命。...
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2019年,尼康总共销售,了47台光刻机,占全市场的13%,还不如自己的难兄难弟,佳能。不过虽然佳能销售了,82台,但是集中在第一、第二代古老的光刻机,别说高端市场,连中端市场都没什么,存在感。前言:科技大国的资本局已经,到了临界点,是否限制中国购买设备成为越来越,紧迫的压力,需要这42位局中人做出,选择。成也政治,败也政治,将是光刻机的宿命。
01
尼康起高楼,ASML宴宾客,
美国楼塌了
光刻机,其实可以简单理解为“超超超超…超高”精度的照相机,把设计好的电路投影在,硅片上。
与此同时,荷兰光刻机巨头阿斯麦,asml,占据了63%的市场份额,产品集中在中高端的极,紫外光刻euv和深紫外光刻duv上。
然而在2004年前,尼康是当之无愧的带头,大哥,不仅让阿斯麦,稳坐屌丝之位,甚至让美国这个光刻机技术鼻祖,逐步退出了半导体用光刻机的市场。
彼时傲娇的尼康一直将,光刻机作为自己的核心产品,也是让日本企业,引以为傲的“民族之光”,甚至当年能到尼康从事光刻机的,研发一度成为众多日本大好青年的愿景。
再看asml的,基础并不好。从1984年诞生后的20年,asml就一直是一个,谜一样的存在,没有什么人会觉得,asml能够有什么未来,甚至包括他们自己。
早期ASML还叫做ASM,生存无望只能四处认干爹,最终只有飞利浦,动了恻隐之心,在总部大厦旁边垃圾桶旁的空地上给asml,弄了几个简易厂房,房地产工地上的那种。最骚的是,飞利浦也没打算给什么钱,ASML除了要饭没干过,基本上上门推销、蹲点、抢单反正你能想象到,的销售手段asml全都用过,能活20年全靠,日积月累出来的“销售手艺”。
魔幻的是,这点“手艺”居然成为了日后asml登顶,的关键。
苦苦支撑20年,asml终于等待了他们,第一个贵人——台积电鬼才林本坚,一个可以比肩张忠谋(张忠谋,)的人物。如果说张忠谋(张忠谋,)缔造了台积电的前20年,林本坚就为台积电的后二十年挣下,了巨大的家当。
林本坚1942年出生于,越南,中国台湾人,祖籍广东潮汕。林本坚1970年获得美国俄亥俄州立大学,电机工程博士学位,2008年当选美国国家,工程学院院士。在加入台积电之前,林本坚在ibm从事成像技术,的研发长达22年,是当时世界无二,的顶级微影专家。
2000年,林本坚在当时台积电研发长蒋尚义(蒋尚义,)的邀请下加入台积电,开启了真正“彪悍的人生”。
在IBM最后几年,林本坚其实已经看到了傲慢的ibm,在微影领域的大厦将倾。他希望ibm能够给予他当时微影,部门所研发的x光光刻技术1/10的经费,用来“做点东西”,然而ibm因为其华人,的身份,并不打算买账。
后来林本坚回忆说:“我判断到65纳米(干式光刻)阶段时,让我再往前看三代的话,我就已经看不到了。”
于是在众多人陷入x光光刻,技术无法自拔的时候,林本坚义无反顾地投入,了浸润式光刻技术的研究中。
终于在2002年,已经加入台积电的他研究出以水作为介质的,193纳米浸润式光刻技术。也就是在2002年,冥冥之中宣告了过往干式,光刻机的死刑。
浸润式光刻技术让摩尔,定律继续延伸,后来台积电也因此领先,竞争对手超过5年。
然而任何一项颠覆式新技术,的出现,总会受到来自于传统(于传统),势力巨大的阻力。林本坚的浸润式光刻,几乎被尼康、佳能、IBM等所有巨头封杀,尼康甚至向台积电施压,要求雪藏林本坚。
巨头的陨落,总是如出一辙。当年柯达最早生产出来了,数码照相机,但是柯达却因为恐惧数码相机威胁到,自己的胶片业务,做出决定——一定要藏好,不能让别人知道。
尼康的智商,在巨大的现有经济,利益前消耗殆尽。
一场赌局即将开始。
半死不活的asml敏锐的看到,了其中蕴藏的巨大机会,历史注定asml会和林本,坚合作。asml如果选择,浸润式技术,不仅可以获得台积,电的巨大订单,也能够和台积电,建立起危难中的“革命友谊”。
对于林本坚,和asml来说,结果都不会比现在更糟了。
命运倒向了,浸润式光刻技术。2004年,asml和台积电共同研发出第一台,浸润式微影机,优秀的性能和稳定的技术,让阿斯麦的产品全面,碾压尼康。尼康只用了5年时间,就失去了50%以上的份额,沦为一个不入流的厂商。
半导体的兴衰,没有道理可讲,而且毁灭是巨大的。时间到2009年,因为日本、IBM等无视浸润式技术,让日本的半导体厂商以及ibm也,都迅速衰落。尼康因为一步错,把整个日本半导体拖慢了,3个世代。
这种情况也发生在格罗,方德身上。当年格罗方德选择了FD-soi工艺被彻底采用finfet,工艺的台积电甩出十条大街,最终不得不放弃7nm,工艺的研发。
asml这场赌局,大获全胜,这是ASML王朝的开端,但真正封神的一役,发生在6年后。
早在1997年,当时干式光刻还大行其道,的时候,intel为了推动摩尔定律在未来,几十年继续有效,联合美国能源部,拉了AMD、摩托罗拉等搞了一个前沿,组织euv LLC,成员甚至包括当时美国劳伦,斯利弗莫尔、劳伦斯伯克利和桑迪亚,三大国家级实验室。
这是当时的业内最,顶级组织。asml和尼康自然,看在眼里心心念念,然而诡异的是:最终ASML以一粒“尘埃”的角色加入了组织,而尼康却因为“过于强大”被美国忌惮而被剔除在外。
日本第一次被“牺牲”,也为之后被彻底抛弃,埋下了隐患。asml第一次靠自己强大,的“游说能力”受益。多少年后回头看,美国人第一次被自己的“强大的智慧”扯到蛋。
2003年,euv组织的几百位科学家,在发表了大量的论文,论证了EUV可行性之后,组织光荣解散。
此后,尘埃asml就像一个,努力的学生,在打赢了浸润式战役之后就投入到,了euv的研发中。
美国人又犯了,一个脑残式错误。2012年10月17日,美国政府没有经受住asml,持续的忽悠,在ASML“承诺”了一大堆有的没的条件后,最终同意了asml收购,cymer——一家顶级光源企业。
2015年,ASML经过10年的研发,终于将euv弄到,了可量产的状态。这其中,台积电、Intel、三星都消耗了巨大,的人力和物力。可以说,euv并不是一家公司有足够,能力完成的,这是一个重要的产业事实。
到目前为止,EUV完全被ASML垄断,美国人原本担心的技术流向尼康和asml以,另一种更荒诞的情况结束了。
至此,光刻机资本局初局结束,尼康起高楼、ASML宴宾客、美国楼塌了。
02
阿斯麦垄断,被掩盖的真相
2015年后,ASML再无对手。然而我们对于asml的垄断存在着,巨大的误解。
在很多中国投资者眼里,ASML是一家科技“出神入化”的企业,我们中国无法生产出顶尖的,光刻机是因为我们的技术无法赶上asml。
这是事实,然而却掩盖了真相。
ASML诞生之初,就是一个攒局高手。无论是和林本坚的合作,还是加入EUV LLC,还是制造EUV,没有什么是一只郁金香忽悠,不了的,如果有,就用荷兰大风车。
事实上,euv的核心技术,集中在三大领域:顶级的光源(激光系统)、高精度的镜头(物镜系统)、精密仪器制造技术(工作台)。
其中镜头被德国,的蔡司垄断、顶级的光源来自于,2012年收购的美国企业cymer、精密仪器制造技术,也来源于德国。ASML只掌握了不到10%的核心技术。
ASML是集大成者,8000个核心零部件都,需要由asml集成。
asml是全球化的巨大,受益者, ASML背后是美国、日本、欧洲、中国台湾、韩国技术支撑,最终才能生产出,极度复杂的euv。
与人们的普遍认知不同,asml把主要精力放在了,与客户沟通、了解客户需求上。同时和客户一起进行,可行性研究,同时做一些基础理论研究,和技术研发。
到这里,能够看到半导体产业的,精髓:全球化的分工和,人类的通力合作。每个核心国家都有“一票否决权”,任何一环的断裂,都意味着整个链条的崩塌。
因为制衡,所以稳定。
ASML的强大,让美国人坐卧不安。这是可以理解的,美国人总是有,受迫害妄想症,总觉得刁民想害他。
为了遏制asml的一家,独大,美国的一些半导体公司,包括Intel、IBM、三星,都有意扶持XTAL,一家在2014年成立于硅谷,的光刻机厂商。
一切都符合逻辑,然而结果却再次被美国的,政客蠢哭了。
2018年,asml以侵占,知识产权为由,起诉XTAL,最终胜诉并在2019年5月,获得了8.45亿美金的赔偿。虽然xtal公司此前已经,破产,但最终asml还是轻松获得了xtal,的大部分资产。
这一次,干掉竞争对手asml只花了,一些律师费。
03
光刻机的宿命
ASML的成功,得益于自己的远见,更要得益于美国政客的“愚蠢”和尼康的傲慢。
半导体产业从,没有公平可言,讲究公平的商业环境,属于神话。
技术、设备、工艺、资金、需求都是制衡的条件,建立了一个凶险的丛林,而不是一个你好我好,大家好的乌托邦。
2012年7月10日,Intel购入ASML合计15%股权,并出资10亿美元支持asml,的研发。
同年的8月5日,台积电宣布加入asml,提出的“客户联合投资专案”,以8.38亿欧元获得了,asml合计5%的股权,并承诺未来5年投入2.76亿欧元支持asml的,研发。
紧接着在8月27日,三星以5.03亿欧元获得了asml,共计3%的股权,并额外注入2.75亿欧元支持asml的,研发计划。
而唯独这里没有中国公司,没有中芯国际,也不能有,因为瓦森纳协议。
1996年7月,以西方为主的33个,国家在维也纳签署了《瓦森纳协定》,来控制军品和军民两用商品和,技术的出口,中国、朝鲜、伊朗在被禁运之列。
明白人都清楚是在针对谁。
最新的2019版,瓦森纳协定,比2018年多了两条:
直接指向大硅片的出口,而这针对的是中国大硅片,产业的空白。而尴尬的是大硅片,垄断者日本。一是将“技术光刻软件”取代“物理模拟软件”;
二是增加对大,硅片技术的管控,特别指出平整度问题。
美国正在强迫自己的盟友和自己,绑在一条船上。
但前面提过,瓦森纳协定本质上是一个以,利益为核心的、以核心技术为制衡的协定,并不是一个团结的组织,也不可能是一个,团结的组织。
因为谁会把自己,的生死交给别人?
荷兰、日本、韩国、德国、中国台湾都有自己的,一票否决权,只有这样才能让,自己心里踏实。
当面临最终利益时,鱼死网破才是瓦森纳协定的,核心尿性。
所以我们看到我们依然可以从美国,进口到设备、从荷兰进口到设备、从日本进口到硅片、从韩国进口到存储器、把芯片交给台积电代工。
只不过我们的设备比最先进,的落后两代,我们不会是日本首要客户,仅此而已。全面的禁止中国在半导体,产业的发展,必定会让现有42个,成员国的瓦森纳阻止崩溃。美国想弄死中国,你让欧日韩一起喝西北风?
瓦森纳组织从1996年,在荷兰召开开始,其实已经做出了决定——放弃日本。让日本同时掌握材料和光刻机,两大核心技术,是任何一个国家,都无法接受的。但当时确实没有想过,真的会在荷兰,美国明显是想自己,控制光刻机。
美国也正是因为这种思路,干掉了尼康,反而被asml狠狠,的阴了一把。
半导体产业已经不是简单的,几个企业就能玩的转的。甚至发展到今天,不知道有没有人想过,为什么台积电、Intel、三星、AMD、格罗方德等巨头再,培育一个新的光刻机企业?
因为在EUV时代,设备超级昂贵的成本、人类最前沿的技术成本,已经不是“商业逻辑”可以覆盖的。
如果巨头们大力扶持尼康,图什么?花一笔巨款,消耗巨大的人力,培养出来尼康压低,asml EUV的价格?
那么结果很可能是asml和,尼康同时降价,共同亏损。2019年,ASML大量出货EUV,自己的净利润也只有22%不到。
如果因为竞争,整体降价20%,那么asml将会,面临亏损。当asml和尼康都,因为降价而亏损,两位哥都会丧失,研发和生产动力。整个行业直接喝西北风。
整个产业,只能供得起一位爷。要么ASML很聪明的搞“客户联合方案”呢,其实他很清楚自己傲娇,的存在。牺牲日本,不仅仅是政治决定,也是经济决定。
但是整个事件有一个命门,而这个命门才真正,决定了光刻机的宿命。
成也政治,败也政治,将是光刻机的宿命。
这个命门就是中国。
中国有强大的设备需求,我们想买一台euv而,不得,已经是限制了。
而美国现在才终于明白,他在半导体领域的,潜在挑战,既不是欧洲,也不是日韩,而是中国。
可是整个产业链已经成,了现在的格局,去全球化必然会让整个半导体,产业崩溃。半导体产业又和一个国家,的军工息息相关。
美国陷入两难。一方面需要遏制中国,另一方面又不能通过商业的,方式进行遏制,最终只能通过,采取政治手段。
而一旦采取政治手段,那么所有拥有“一票否决权”的国家,都会紧张的考虑要不要“鱼死网破”。大哥已经没节操了,谁能保证自己不是,下一个中国?
EUV太先进了,先进到如果我们,未来5年可以买到,就能够保证至少10年的,半导体产业发展。根据现在瓦森纳协定比,最先进设备晚两代的习俗,中国将会是非常难以控制,的对手。
ASML显然是想卖的,荷兰人并不想当,美国制衡中国的炮灰。
无论如何,N-2代买不到,N-3代总能够买到。ASML也要吃饭,要不你美国多买点?可你美国intel要么,10nm难产,要么格罗方德放弃,7nm研发…
科技大国的资本局已经,到了临界点,是否限制中国购买设备成为越来越,紧迫的压力,需要这42位局中人做出,选择。
成也政治,败也政治,将是光刻机的宿命。
全文完,点个在看,一起为中国芯加油!
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