陳永偉
近日,荷蘭光刻機(jī)巨頭ASML宣布:其聯(lián)席總裁兼首席執(zhí)行官皮特·溫寧克 (Peter Wennink)及聯(lián)席總裁兼首席技術(shù)官馬丁·范登布林克(Martinvanden Brink)將于 2024年4月24日退休?,F(xiàn)任首席商務(wù)官兼管理委員會(huì)成員克里斯托弗·富凱(Christophe Fouquet)將可能會(huì)成為公司的下一任總裁兼 CEO——當(dāng)然,這還需要經(jīng)過2024年4月24日的年度股東大會(huì)的最終批準(zhǔn)。
溫寧克和范登布林克從2013年接任ASML的總裁,至今已經(jīng)十年。這十年,是ASML成立以來最輝煌的十年。在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)上,回顧一下這家公司從幾近破產(chǎn)的小公司成長(zhǎng)為業(yè)界巨頭的過程,是非常有意義的。
1.光刻往事
要講ASML的故事,我們有必要先花點(diǎn)篇幅來介紹一些與光刻技術(shù)及光刻機(jī)相關(guān)的背景知識(shí)。
嚴(yán)格來說,我們將這項(xiàng)技術(shù)稱為“光刻”是有誤導(dǎo)性的。它并不是像很多人想象的那樣用激光在硅片上刻圖,而更像是一種照相曝光和印刷技術(shù)的組合。
光刻的英文是Photolithography,從構(gòu)詞上容易看出,這個(gè)詞脫胎于Lithography,即“石版印刷術(shù)”。
“石版印刷術(shù)”的要害之處在于用化學(xué)的方法在要畫的圖案上涂上油墨,而讓其他地方保持空白。與之類似的,光刻的要害則在于用化學(xué)的方法保留硅片中需要的部分,而去掉其他的部分。所不同的是,在“石版印刷術(shù)”中,人們用的是油脂、樹膠和水來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),而在光刻過程中,人們則是通過光和光刻膠來實(shí)現(xiàn)。
大家知道,芯片的制作過程很大程度上是一個(gè)在硅片上雕刻出復(fù)雜電路的過程。仿照石版印刷的思路,可以先在硅片上畫上想要的圖案,并將它保留下來。為了達(dá)到這一點(diǎn),我們需要先在硅片上涂上一層含有光致敏劑的光刻膠。然后再借用光學(xué)技術(shù)將帶電路圖的掩膜(mask)按比例縮小后投射到硅片上。在光照到的地方,光刻膠就會(huì)產(chǎn)生變化,形成一道保護(hù)層。在經(jīng)過曝光之后,就可以用含氯或氟的氣體對(duì)硅片進(jìn)行蝕刻(Etching)。這樣,有保護(hù)層的地方的硅就會(huì)保留下來,而其余部分的硅則會(huì)被侵蝕掉,我們需要的電路就被刻到了硅片上。
從歷史上看,光刻技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間比芯片還要早。1955年,貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家卡爾·弗洛希(Carl Frosch)和林肯·德里克(Lincoln Derick)發(fā)現(xiàn)了一種對(duì)硅擴(kuò)散進(jìn)行表面保護(hù)和選擇性屏蔽的技術(shù)。這種技術(shù)在硅的表面生成凝聚態(tài)的氧化膜,并在其上面蝕刻出窗口圖形。這樣,雜質(zhì)原子就只能夠從窗口擴(kuò)散到硅襯底中去,而覆蓋了氧化膜的硅則會(huì)被保護(hù)起來。1957年,物理學(xué)家杰伊·拉特羅普(Jay Lathrop)和詹姆斯·納爾(James Nall)通過改造的顯微鏡反射光線,得以將復(fù)雜的電路圖縮小投射到硅片上。在發(fā)表關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的論文時(shí),拉特羅普和納爾將它命名為Photolithography——很顯然,在命名時(shí),他們刻意將這種技術(shù)和古老的石版印刷技術(shù)進(jìn)行了類比。有意思的是,后來拉特羅普曾認(rèn)為這個(gè)名字用得并不得當(dāng),因?yàn)槭聦?shí)上在加工過程中起作用的是“蝕刻”而非印刷,但這個(gè)名字是如此生動(dòng)而深入人心,因而后來一直被沿用了下來。
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起,光刻這種便捷、實(shí)用的硅片加工技術(shù)的需求變得越來越大,于是商業(yè)化的光刻機(jī)就有了它的市場(chǎng)。1961年,美國(guó)地球物理公司(Geophsical Corporation of America,簡(jiǎn)稱GCA公司)的子公司大衛(wèi)·曼恩公司(David Mann)造出了世界上第一臺(tái)商用光刻機(jī)——971型光刻機(jī)。雖然從現(xiàn)在的角度看,這臺(tái)光刻機(jī)的性能存在著很多不足,但在當(dāng)時(shí),它已經(jīng)可以很好地滿足業(yè)界的需要。因此,包括IBM、德州儀器,以及飛利浦公司在內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)制造企業(yè)都爭(zhēng)相采購(gòu)這款光刻機(jī),GCA也因此獲得了巨大的商業(yè)成功。從此開始,光刻機(jī)本身也形成了一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)。
2.并不被看好的業(yè)務(wù)
回到ASML的故事。作為一家獨(dú)立的公司,ASML成立于1984年。但在它獨(dú)立之前,其前身飛利浦公司的物理實(shí)驗(yàn)室(簡(jiǎn)稱Natlab)卻已經(jīng)與光刻機(jī)打了數(shù)十年的交道。
1962年底,Natlab的一個(gè)考察團(tuán)赴美國(guó)參觀了貝爾實(shí)驗(yàn)室。參觀期間,貝爾的研究人員向他們展示了自己開發(fā)的半導(dǎo)體芯片。這些芯片的精巧做工讓考察團(tuán)的成員們驚嘆不已??疾靾F(tuán)成員、Natlab的主任皮特·哈依曼(Piet Haaijman)將一塊芯片帶回了歐洲,并讓實(shí)驗(yàn)室的研究人員好好對(duì)其進(jìn)行研究。一位剛?cè)肼毑痪玫难芯繂T弗利茨·克洛斯特曼(Frits Klostermann)在通過顯微鏡詳細(xì)觀察了這枚芯片后,感嘆這個(gè)小小的元件簡(jiǎn)直就像一只“閃耀著彩虹般光彩的怪異昆蟲”。
不久后,克洛斯特曼被調(diào)到了實(shí)驗(yàn)室的光化學(xué)研究小組。這個(gè)小組的任務(wù)是為飛利浦開發(fā)光刻機(jī)。1963年5月,飛利浦從大衛(wèi)·曼恩公司重金購(gòu)入了一臺(tái)1080型光刻機(jī)。作為技術(shù)服務(wù)人員,克洛斯特曼對(duì)這架機(jī)器進(jìn)行了組裝。通過這番實(shí)踐,他詳細(xì)了解了這款先進(jìn)機(jī)器的結(jié)構(gòu),也發(fā)現(xiàn)了它的種種缺陷,這些都為他日后開發(fā)光刻機(jī)奠定了基礎(chǔ)。不久之后,他又作為采購(gòu)人員訪問了美國(guó)多家光刻機(jī)廠,對(duì)當(dāng)時(shí)各種先進(jìn)光刻機(jī)的技術(shù)特性進(jìn)行了深入的了解。
1966年,克洛斯特曼終于獲準(zhǔn)自行研發(fā)光刻機(jī)。1967年,他就做出了一臺(tái)重復(fù)曝光光刻機(jī)的原型機(jī),并將其在Natlab的展覽會(huì)上展出。遺憾的是,當(dāng)時(shí)飛利浦的高層并不重視這個(gè)重要的研發(fā)成果。此后,Natlab在光刻機(jī)的研發(fā)上還取得了很多成績(jī)。但遺憾的是,由于公司的高層對(duì)光刻機(jī)項(xiàng)目并不重視,導(dǎo)致這些研究成果沒能很好地轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品,更無法轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)收益。
3.拋棄和新生
上世紀(jì)80年代初,飛利浦自身的財(cái)務(wù)狀況陷入困境,出于降本增效的考慮,就打算出售其光刻機(jī)等非核心業(yè)務(wù)。起初,飛利浦的計(jì)劃是讓某個(gè)大型的光刻機(jī)廠商來“接盤”,但幾個(gè)相關(guān)大公司都沒任何興趣。
這個(gè)時(shí)候,一家名不見經(jīng)傳的公司“先進(jìn)半導(dǎo)體材料國(guó)際有限公司”(Advanced Semiconductor Materials International Ltd.,簡(jiǎn)稱ASM)出現(xiàn)了。ASM的創(chuàng)始人阿瑟·德爾·普拉多(Arthurdel Prado)出生于印尼,其父母都是荷蘭人?!岸?zhàn)”時(shí),他曾被關(guān)入集中營(yíng)。戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后,他回到荷蘭,并學(xué)習(xí)了經(jīng)濟(jì)學(xué)和化學(xué)。隨后,又赴美在哈佛商學(xué)院進(jìn)行了深造。從哈佛畢業(yè)后,他游歷了硅谷,目睹了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,就回到荷蘭進(jìn)行創(chuàng)業(yè)。在他聽說飛利浦有意出讓光刻機(jī)業(yè)務(wù)后,曾多次找上門試圖尋求合作,然而,飛利浦又豈會(huì)看得起這家新創(chuàng)的小公司?所以,這個(gè)合作一直沒有成功。
1983年,飛利浦的光刻機(jī)業(yè)務(wù)已幾近窮途末路。就在這時(shí),飛利浦科學(xué)與工業(yè)部(S&I)的技術(shù)董事喬治·德·克魯伊夫在報(bào)紙上看到了一篇介紹ASM的報(bào)道。他發(fā)現(xiàn),此刻的ASM早已不是當(dāng)初主動(dòng)上門來求合作的那家小作坊,已經(jīng)成為了一家在美國(guó)納斯達(dá)克上市的大公司。于是,他趕緊向公司高層報(bào)告,表示可以嘗試和德爾·普拉多談一下。早已為財(cái)務(wù)困境煩惱不已的飛利浦高層此時(shí)也顧不得矜持,馬上就同意了這個(gè)建議。
雙方很快決定了合作方案:由飛利浦和德爾·普拉多分別出資210萬美元,成立一家新的公司,雙方在新公司各占50%的股份。這家新的合資公司被命名為“先進(jìn)半導(dǎo)體材料光刻公司”(Advanced Semiconductor Material Lithography),也就是后來大名鼎鼎的光刻巨頭ASML。
3.走過最初的黑暗
在ASML成立之初,它的日子非常不好過。這時(shí)的半導(dǎo)體芯片江湖已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代。從上世紀(jì)70年代末開始,日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開始在通產(chǎn)省的產(chǎn)業(yè)政策支持之下迅速發(fā)展,日立、三菱、富士通、東芝、日本電氣等企業(yè)強(qiáng)勢(shì)崛起,成為整個(gè)芯片行業(yè)內(nèi)舉足輕重的角色。與此同時(shí),尼康、佳能等企業(yè)則開始進(jìn)入光刻機(jī)的生產(chǎn)行列,并憑借質(zhì)優(yōu)價(jià)廉將老牌的美國(guó)光刻機(jī)廠商打得節(jié)節(jié)敗退。
與當(dāng)時(shí)野蠻生長(zhǎng)的日本光刻機(jī)廠商相比,新生的ASML簡(jiǎn)直不足一提。這家新公司的最初員工總共只有47人,都是從飛利浦的Natlab“優(yōu)化”而來的,本來就沒什么斗志。他們的辦公室被安排在飛利浦大廈前的簡(jiǎn)易木棚房?jī)?nèi),可謂一番破敗景象。
如何才能讓這個(gè)新公司實(shí)現(xiàn)破局呢?德爾·普拉多認(rèn)為,最重要的是要找一個(gè)靠譜的CEO。那么,誰才能勝任,并且愿意出任這個(gè)職位呢?獵頭向他推薦了賈特·斯密特(Gjalt Smit)。
斯密特是一位充滿激情、熱愛自由的人物。他是磁流體工程學(xué)碩士和天體物理博士,并曾在歐洲航天局工作。對(duì)于飛利浦來說,他其實(shí)不算新人。因?yàn)樵?969年時(shí),他曾加入這家公司,但不久后,就因受不了公司的官僚作風(fēng)而辭職離開。此時(shí),他的職位是美國(guó)電話電報(bào)公司駐荷蘭的銷售負(fù)責(zé)人。在過去的四年中,他的工作十分出色,幫助公司取得了政府的巨額訂單。當(dāng)?shù)聽枴て绽嘁姷剿姑芴睾?,馬上就被斯密特表現(xiàn)出的商業(yè)直覺所吸引,認(rèn)為他就是自己要找的人。倒是斯密特在聽說飛利浦占據(jù)ASML的一半股份后,表示出了猶豫。他對(duì)德爾·普拉多說,他欽佩飛利浦的技術(shù),但在商業(yè)和營(yíng)銷上,那里是一團(tuán)糟。不過,德爾·普拉多早已認(rèn)準(zhǔn)了斯密特就是對(duì)的人,他很快說服飛利浦方面,讓斯密特出任ASML的CEO,而斯密特在一番推辭之后也最終接受了這個(gè)職位。
怎么才能讓ASML迅速振作起來呢?斯密特認(rèn)為,最重要的突破口是要盡快找到客戶。為了尋找客戶,他于1984年5月底來到了美國(guó)加州圣馬特奧參加西部半導(dǎo)體展覽會(huì)(SEMICON West),并拜訪了多家芯片巨頭。拜訪的結(jié)果讓他沮喪。幾乎所有的芯片巨頭都表示,他們?cè)谶x擇光刻機(jī)供應(yīng)商時(shí)會(huì)非常在乎對(duì)方的銷售量。原因很簡(jiǎn)單:對(duì)于使用者而言,光刻機(jī)的售后維修和保養(yǎng)是十分重要的,而只有那些銷售量達(dá)到一定規(guī)模的光刻機(jī)廠商才有可能負(fù)擔(dān)起專業(yè)的售后團(tuán)隊(duì)——事實(shí)上,日本光刻機(jī)廠商之所以可以在短時(shí)間內(nèi)搶到巨大的市場(chǎng)份額,就是因?yàn)樗鼈冇袠O為優(yōu)秀的售后服務(wù)。然而,這一切對(duì)仍處在一窮二白階段的ASML來說,顯然是難以企及的。
不過,通過和芯片巨頭們的交談,他也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要的信息:當(dāng)時(shí),芯片已經(jīng)從大規(guī)模集成電路(LSI)發(fā)展到了超大規(guī)模集成電路(VLSI),芯片線路將縮小到1微米以下。如果按照摩爾定律,那么在兩年之后,芯片的制造就要求能夠?qū)崿F(xiàn)0.7微米以下的成像,但包括尼康、佳能、CGA在內(nèi)的所有光刻機(jī)當(dāng)時(shí)都還不能達(dá)到這一精度。
斯密特認(rèn)識(shí)到,如果ASML可以彎道超車,率先實(shí)現(xiàn)這種新光刻機(jī)的生產(chǎn),就可以成功在市場(chǎng)上站住腳。根據(jù)ASML工程師們的估計(jì),想要在兩年內(nèi)開發(fā)這樣一個(gè)新光刻機(jī),投入的成本大約需要1億美元,在他們看來,ASML的董事會(huì)顯然不會(huì)批準(zhǔn)這么大的一筆投入。這時(shí),斯密特的銷售經(jīng)驗(yàn)就發(fā)揮了作用。憑借著他的三寸不爛之舌,董事會(huì)竟十分意外地同意了這個(gè)方案,并且讓飛利浦和ASM先各拿出150萬美元來作為第一筆資金。
得到了董事會(huì)的支持之后,斯密特馬上啟動(dòng)了計(jì)劃。他預(yù)先將新產(chǎn)品的名字定為PAS2500,并計(jì)劃在1986年的西部半導(dǎo)體展覽會(huì)上展示新的機(jī)器。
在斯密特的帶領(lǐng)之下,原本一團(tuán)散沙的ASML團(tuán)隊(duì)終于重新燃起了斗志。不過,這時(shí)候,市場(chǎng)的情況出現(xiàn)了變化。隨著經(jīng)濟(jì)的衰退,芯片制造商們?cè)谫?gòu)買光刻機(jī)時(shí)變得越來越謹(jǐn)慎。這讓斯密特認(rèn)識(shí)到,如果完全把寶押在兩年后的PAS2500上,ASML可能早就倒閉了。為了提早打開局面,他們必須先拿出一款過渡性的產(chǎn)品。
在ASML工程師夜以繼日的努力之下,過渡性質(zhì)的PAS2400僅用了半年就生產(chǎn)了出來。相對(duì)于當(dāng)時(shí)市面上主流光刻機(jī)適用的液壓機(jī)臺(tái),PAS2400采用了Natlab的電動(dòng)機(jī)臺(tái),從而可以讓光刻過程中的調(diào)節(jié)更加準(zhǔn)確。
1985年,斯密特帶著PAS2400來到了西部半導(dǎo)體展覽會(huì)進(jìn)行展示。在展會(huì)上,PAS2400的表現(xiàn)非常出色,整個(gè)展會(huì)期間,一直正常運(yùn)作。相比之下,其他光刻機(jī)廠商演示的產(chǎn)品卻經(jīng)常出現(xiàn)各種問題。但盡管如此,并沒有任何訂單在會(huì)上達(dá)成。
進(jìn)入1986年,ASML的命運(yùn)似乎終于迎來了拐點(diǎn)。當(dāng)年年初,它終于迎來了自己的第一個(gè)客戶——一家叫MMI的小型芯片制造商,它購(gòu)買了幾臺(tái)PAS2400。這樣,ASML終于實(shí)現(xiàn)了銷售上的零的突破。
當(dāng)年5月,PAS2500也終于開發(fā)完成。當(dāng)斯密特帶著PAS2500來到西部半導(dǎo)體展覽會(huì)上時(shí),這款新產(chǎn)品馬上吸引了人們的注意。賽普拉斯(Cypress)公司的CEO在看過PAS2500后,對(duì)其性能表示非常滿意,并表示出了購(gòu)買意向。不過,他的條件是要求ASML買一些自己公司的股票,以確保雙方的利益綁定。這樣,如果ASML的光刻機(jī)出了問題,它自己也會(huì)受到損失。按照公司的規(guī)定,這有些困難。但對(duì)于變通的斯密特來說,這并不是問題,他指示公司的CFO很快向NMB銀行貸款解決了股份購(gòu)買的資金。
斯密特還想要更多。此前,AMD的創(chuàng)始人杰瑞·桑德斯(Jerry Sanders)曾抱怨美國(guó)產(chǎn)的光刻機(jī)質(zhì)量太差,因而不得不購(gòu)買日本的產(chǎn)品。斯密特知道此事后,立馬讓人在報(bào)紙上登廣告向桑德斯“表白”說:“我們聽見了你的話,杰瑞?!痹?986年的西部半導(dǎo)體展覽會(huì)上,斯密特又親自帶著資料找到了桑德斯,向其兜售PAS2500。桑德斯對(duì)PAS2500非常感興趣,但在最后一刻決定沒有購(gòu)買,原因是行業(yè)不好,AMD也缺錢。
戲劇性的是,在一年之后,一切又峰回路轉(zhuǎn),AMD主動(dòng)找到了ASML要求購(gòu)買光刻機(jī)。原因很離奇:AMD收購(gòu)了MMI,在盤點(diǎn)其固定資產(chǎn)時(shí),發(fā)現(xiàn)MMI購(gòu)買的其他品牌光刻機(jī)已經(jīng)不能再使用,而那幾臺(tái)PAS2400卻依然正常工作。就這樣,ASML終于靠自己過硬的質(zhì)量贏得了AMD。
不過,當(dāng)ASML正在向好的方向轉(zhuǎn)變時(shí),斯密特的地位卻變得岌岌可危。盡管已經(jīng)獲得了一部分訂單,但由于前期的巨量投入,ASML虧損嚴(yán)重,這讓兩家母公司不堪重負(fù),就連德爾·普拉多也開始抱怨ASML的無止境燒錢。就在這個(gè)時(shí)候,德國(guó)的Leybold Heraeus公司向斯密特拋出了橄欖枝,于是他就很識(shí)趣地從ASML主動(dòng)辭職了。
從歷史的角度看,斯密特是ASML歷史上繞不過去的一個(gè)角色。正是他帶領(lǐng)ASML走過了最困難的時(shí)光,也是他為ASML注入了精益求精、用技術(shù)優(yōu)勢(shì)來占領(lǐng)市場(chǎng)的公司精神。
5.逆天轉(zhuǎn)運(yùn)
1988年春季,ASML已經(jīng)發(fā)不出工資,最終靠飛利浦投入的130萬美元才勉強(qiáng)度過了難關(guān)。更為糟糕的是,ASM也被ASML的無止境燒錢拖垮了。為了避免公司破產(chǎn),ASM不得不從ASML撤資,其在ASML中的股份與債務(wù)由飛利浦繼承。
就在ASML幾乎走到山窮水盡的時(shí)候,一筆大單卻意外地從天而降了:剛成立不久的臺(tái)積電要購(gòu)買17臺(tái)新的PAS2500。坦白說,這筆訂單多少有些關(guān)系性質(zhì)。臺(tái)積電成立時(shí),飛利浦曾通過技術(shù)入股的方式獲得了其27.5%的股份,因而從某種意義上講,臺(tái)積電和ASML有“兄弟”關(guān)系——不過,這種關(guān)系也有壞處,因?yàn)樗诤艽蟪潭壬鲜`了ASML和臺(tái)積電的談判空間。1988年底,當(dāng)臺(tái)積電的新生產(chǎn)線快要布置完畢時(shí),意外遭遇了一場(chǎng)大火,大批原先向ASML訂購(gòu)的PAS2500由此受損。因此,臺(tái)積電發(fā)來了新機(jī)器的訂單。然而,很多在這場(chǎng)火災(zāi)中受損的機(jī)器其實(shí)被破壞程度非常小,因而ASML實(shí)際上是回收了多數(shù)機(jī)器,并憑空多了一大筆訂單。由于有了這筆訂單,ASML在光刻機(jī)市場(chǎng)上的份額增加到了15%。
但ASML先前傾注了巨大心血的PAS2500并沒有如預(yù)期的那樣受市場(chǎng)歡迎。到1989年年中,ASML的市場(chǎng)份額重新跌回了6%,在主要光刻機(jī)廠商中位列倒數(shù)第二。而這樣的原因,很大程度上是隨著芯片需求的增加,芯片制造商需要加工的晶圓規(guī)格已經(jīng)從6英寸增加到了8英寸,但包括PAS2500在內(nèi)的所有型號(hào)ASML光刻機(jī)還不能加工8英寸的晶圓。在這樣的情況下,要實(shí)現(xiàn)根本破局,就必須盡快搞出新產(chǎn)品。
這個(gè)艱巨的任務(wù)落到了范登布林克——也就是本文開始提到的那位即將辭任的首席技術(shù)官身上。作為新機(jī)器的架構(gòu)設(shè)計(jì)師,他被命令要在三個(gè)月內(nèi)拿出新機(jī)器的方案。臨危受命的他為了趕時(shí)間,干脆在公司對(duì)面的會(huì)計(jì)師事務(wù)所找了一間安靜的房間,在里面夜以繼日地進(jìn)行工作,終于趕在期限拿出了新機(jī)器PAS5500的方案。
和市場(chǎng)上流行的所有光刻機(jī)都不同,PAS5500是一臺(tái)模塊化的光刻機(jī),它的組件可以更換。由于光刻機(jī)的使用損耗非常大,所以在過去的整體架構(gòu)下,芯片廠商經(jīng)常會(huì)因一個(gè)零件的損壞而更換一整臺(tái)光刻機(jī),而PAS5500的設(shè)計(jì)顯然可以解決這個(gè)問題。
雖然PAS5500的設(shè)計(jì)很快完成了,但第一臺(tái)機(jī)器的交貨卻是1991年的事了。在這中間,ASML處理了大量供應(yīng)鏈方面的問題。第一臺(tái)機(jī)器的買家是IBM,這時(shí)它已經(jīng)是全球最大的半導(dǎo)體制造商,ASML的銷售團(tuán)隊(duì)經(jīng)過了很大的努力,才敲開了它的大門。事實(shí)證明,當(dāng)成功地把好的產(chǎn)品賣給這樣的買家時(shí),ASML的轉(zhuǎn)機(jī)就真的來了。
1992年,ASML的營(yíng)收已經(jīng)從前一年的8100萬美元上升到了1.19億美元,雖然由于前期研發(fā)的巨量投入,總體上依然是虧損,但幅度已經(jīng)大大收窄。從1993年開始,ASML的收入就出現(xiàn)了飛速增長(zhǎng),利潤(rùn)也開始轉(zhuǎn)正。
1995年,ASML成功在納斯達(dá)克上市。到此為止,這家一度瀕臨破產(chǎn)的公司已經(jīng)成長(zhǎng)為真正的光刻機(jī)巨頭了。
5.光刻之王的加冕
那么,ASML又是如何最終超越尼康、佳能等日本的光刻巨頭,最終加冕為光刻之王的呢?這其實(shí)多少有一點(diǎn)偶然的成分。
在光刻機(jī)行業(yè)中,有一個(gè)重要的“瑞利法則”(Rayleigh Criterion):光刻機(jī)可以處理的臨界尺寸與使用光源的波長(zhǎng)成正比,與數(shù)值孔徑成反比。隨著芯片行業(yè)的發(fā)展,制造商們需要處理的電路尺寸越來越小,因而對(duì)光源的波長(zhǎng)要求也就越來越高。
從上世紀(jì)末開始,光源的波長(zhǎng)一直被卡在了193納米。那么,怎么才能獲得更短波長(zhǎng)的光源呢?當(dāng)時(shí),臺(tái)積電的林本堅(jiān)提出了一個(gè)方案,將晶圓的光刻膠上增加1毫米厚的水,從而將193納米的光折射成134納米的光?;谶@一原理,他提出了浸入式光刻機(jī)的構(gòu)思。由于臺(tái)積電和ASML的“親緣”關(guān)系,以及過去的長(zhǎng)期合作,所以在這個(gè)構(gòu)思提出后,機(jī)器的制造工作就自然交給了ASML。
雖然浸入式光刻機(jī)的構(gòu)思非常巧妙,但從工程角度看,它并不難完成。ASML很快就按照設(shè)計(jì)制造出了134納米波長(zhǎng)光源的浸入式光刻機(jī),并憑借這臺(tái)設(shè)備一舉擊敗了尼康。盡管幾乎同時(shí),尼康經(jīng)過研發(fā),也突破了193納米的關(guān)口,開發(fā)出了157納米波長(zhǎng)光源的光刻機(jī),但市場(chǎng)是殘酷的。包括IBM、英特爾在內(nèi)的很多大客戶拋棄尼康,轉(zhuǎn)投ASML。
但ASML并沒有滿足。為了鞏固地位,它在開發(fā)浸入式光刻機(jī)的同時(shí),就已經(jīng)向極紫外光源,也就是EUV發(fā)起了挑戰(zhàn)。在這個(gè)階段,ASML的運(yùn)氣可謂爆棚。當(dāng)時(shí),美國(guó)是最熱心EUV研發(fā)的國(guó)家,以英特爾為代表的一些企業(yè)成立了一個(gè)EUV聯(lián)盟,很多與之相關(guān)的技術(shù)和專利來自于這個(gè)聯(lián)盟。但由于美國(guó)和日本之間貿(mào)易關(guān)系的惡化,所以日本企業(yè)被排除在了這個(gè)聯(lián)盟之外。相比之下,ASML雖然也是外國(guó)公司,但考慮到其人畜無害的形象,所以被接納到了這個(gè)聯(lián)盟當(dāng)中。
ASML在這個(gè)聯(lián)盟中獲得了很多有用的信息,并很快摸索出了一種新的EUV產(chǎn)生方法:用激光轟擊錫珠,讓其化為等離子態(tài),從而產(chǎn)生EUV?;谶@個(gè)方法,ASML于2010年推出了第一臺(tái)EUV樣機(jī)。
不過,將樣機(jī)變?yōu)榭梢凿N售的商品還需要很多投入,預(yù)期的投入可能達(dá)到每年10億歐元,以ASML的財(cái)力并沒有能力獨(dú)自完成這一切。為了解決這個(gè)問題,它邀請(qǐng)了英特爾、三星和臺(tái)積電入股共同研發(fā)。終于,在2013年,量產(chǎn)的EUV光刻機(jī)NEX:3300B面世了——也就在這一年,溫寧克和范登布林克接過了公司的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。此后,在這兩位聯(lián)席總裁的領(lǐng)導(dǎo)下,ASML繼續(xù)高歌猛進(jìn),于2017年推出了TWINSCANNXE:3400B,將光刻機(jī)的制程(即最小的電路柵格間距離)從7納米推到了5納米。而由此,ASML的光刻霸主地位也最終確定。(來源:經(jīng)濟(jì)觀察報(bào))