光刻机大败局
刘芮、邓宇在芯片领域 ， 有一样叫光刻机的设备 ， 不是印钞机 ， 但却比印钞机还金贵 。历数全球 ， 也只有荷兰一家叫做阿斯麦（ASML）的公司集全球高端制造业之大成 ， 一年时间造的出二十台高端设备 ， 台积电与三星每年为此抢破了头 ， 中芯国际足足等了三年 ， 也没能将中国的首台EUV光刻机迎娶进门 。但其实 ， 早在上世纪80年代 ， 阿斯麦还只是飞利浦旗下的一家合资小公司 。 全司上下算上老板31位员工 ， 只能挤在飞利浦总部旁临时搭起的板房里办公 。不过说起来 ， 作为半导体行业“皇冠上的明珠” ， 光刻机的本质其实与投影仪+照相机差不多 ， 以光为刀 ， 将设计好的电路图投射到硅片之上 。 在那个芯片制程还停留在几十纳米的时代 ， 能做光刻机的企业 ， 少说也有数十家 ， 而尼康凭借着相机时代的积累 ， 在那个日本半导体产业全面崛起的年代 ， 正是当之无愧的巨头 。短短四年 ， 就将昔日光刻机大国美国拉下马 ， 与旧王者GCA平起平坐 ， 拿下三成市场份额 。 手里几家大客户英特尔、IBM、AMD、德州仪器 ， 每天排队堵在尼康门口等待最新产品下线的热情 ， 与我们如今眼巴巴等着阿斯麦EUV光刻机交货的迫切并无二致 。但谁也不曾想 ， 二十年不到 ， 风光对调 ， 作为美国忠实盟友的阿斯麦一跃翻身 ， 执掌起代工厂的生杀大权 ， 更成为大国博弈之间的关键杀招 。 “如果我们交不出EUV ， 摩尔定律就会从此停止” ， 阿斯麦如是说 。其实 ， 从那台等了整整三年还未曾交付的EUV背后 ， 我们不难看出背后真正的赢家 。灰姑娘翻身做王后背后 ， 绵延十多年的 ， 是封锁与反抗 ， 也是复仇与合作 。1从市场角度出发 ， 作为上世纪九十年代最大的光刻机巨头 ， 尼康的衰落 ， 始于那一回157nm光源干刻法与193nm光源湿刻法的技术之争 。背后起主导作用的 ， 是由英特尔创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出的的一个叫做摩尔定律的产业规范：集成电路上可容纳的元器件的数量每隔18至24个月就会增加一倍（相应的芯片制程也会不断缩小） 。 而每一次制程前进 ， 也会带来一次芯片性能性能的飞跃 。这是对芯片设计的要求 ， 但同时也在要求光刻机的必须领先设计环节一步 ， 交付出相应规格的设备来 。几十纳米时代的光刻机 ， 门槛其实并不高 ， 三十多人的阿斯麦能轻易入局这个行业 ， 连设计芯片的英特尔也可以自己做出几台尝尝鲜 ， 难度左右不过是把买回来的高价零件拼拼凑凑 ， 堆出一台难度比起照相机高深些许的设备 。尼康与他们不同的是 ， 对手靠的是产业链一起发力 ， 而尼康的零件技术全部自己搞定 ， 就像如今的苹果 ， 芯片、操作系统大包大揽 ， 随便拿出几块镜片 ， 虽不见得能吊打蔡司 ， 但应付但是的芯片制程却是绰绰有余的 。但造芯也好 ， 造光刻机也好 ， 关卡等级其实是指数级别增加的 ， 上世纪90年代 ， 光刻机的光源波长被卡死在193nm ， 成为了摆在全产业面前的一道难关 。雕刻东西 ， 花样要精细 ， 刀尖就得锋利 ， 但是要如何把193nm的光波再“磨”细呢？大半个半导体业界都参与进来 ， 分两队人马跃跃欲试：尼康等公司主张用在前代技术的基础上 ， 采用157nm的 F2激光 ， 走稳健道路 。新生的EUV LLC联盟则押注更激进的极紫外技术 ， 用仅有十几纳米的极紫外光 ， 刻十纳米以下的芯片制程 。但技术都已经走到这地步 ， 不管哪一种方法 ， 做起来其实都不容易 。这时候台积电一个叫做林本坚的鬼才工程师出现了：降低光的波长 ， 光源出发是根本方法 ， 但高中学生都知道 ， 水会降低光的波长——在透镜和硅片之间加一层水 ， 原有的193nm激光经过折射 ， 不就直接越过了157nm的天堑 ， 降低到132nm了吗！
林本聪拿着这项“沉浸式光刻”方案 ， 跑遍美国、德国、日本等国 ， 游说各家半导体巨头 ， 但都吃了闭门羹 。 甚至有某公司高层给台积电COO蒋尚义捎了句狠话 ， 让林本坚“不要搅局” 。 [1]毕竟这只是理想情况 ， 在精密的机器中加水构建浸润环境 ， 既要考虑实际性能 ， 又要操心污染 。 如果为了这一条短期替代方案 ， 耽误了光源研究 ， 吃力不讨好只是其次 ， 被对手反超可就不好看了 。于是 ， 尼康选择了在157nm上一条道走到黑 ， 却没意识到背后有位虎视眈眈的搅局者 。当时尚是小角色的阿斯麦决定赌一把 ， 相比之前在传统干式微影上的投入 ， 押注浸润式技术更有可能以小博大 。 于是和林本坚一拍即合 ， 仅用一年时间 ， 就在2004年就拼全力赶出了第一台样机 ， 并先后夺下IBM和台积电等大客户的订单 。
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