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二分快三官网 光刻机大败局

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在芯片周围,有相通叫光刻机的设备,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

  • 在芯片周围,有相通叫光刻机的设备,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相符资幼公司。全司上下算上老板31位员工,只能挤在飞利浦总部旁一时搭首的板房里办公。一出门就能望到板房左右一只重大的垃圾桶。出门出售,也只能顶着母公司的名义,在对手的映衬下,显得松软、可怜,又无助。

    不过说首来,行为半导体走业“皇冠上的明珠”,光刻机的内心其实与投影仪 照相机差不众,以光为刀,将设计益的电路图投射到硅片之上。在谁人芯片制程还中止在微米的时代,能做光刻机的企业,少说也有数十家,而尼康倚赖着相机时代的积累,在谁人日本半导体产业周详兴首的年代,正是当之无愧的巨头。

    短短四年,就将以前光刻机大国美国拉下马,与旧王者GCA势均力敌,拿下三成市场份额。手里几家大客户英特尔、IBM、AMD、德州仪器,每天列队堵在尼康门口期待最新产品下线的亲炎,与吾们现在眼巴巴等着阿斯麦EUV光刻机交货的迫切并无二致。

    但谁也未曾想,二十年不到,风光对调,行为美国忠厚盟友的阿斯麦一跃翻身,执掌首代工厂的生杀大权,更成为大国博弈之间的关键杀招。“倘若吾们交不出EUV,摩尔定律就会从此中止”,阿斯麦如是说。

    但这真的只是一个盛产风车、郁金香国家,倚赖一个三十众人的创首团队,所诞生的一个制造业稀奇,半导体明珠吗?

    其实,从那台等了整整三年还未曾交付的EUV背后,吾们不寝陋出背后真实的赢家。

    灰姑娘翻身做王后背后二分快三官网,绵延十众年的,是封锁与逆抗,也是复怨与配相符。

    Part.1尼康衰亡,台积电兴首

    从市场角度起程,行为上世纪九十年代最大的光刻机巨头,尼康的衰亡,首于那一回157nm光源干刻法与193nm光源湿刻法的技术之争。

    背后首主导作用的,是由英特尔创首人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)挑出的的一个叫做摩尔定律的产业规范:集成电路上可原谅的元器件的数目每隔18至24个月就会增补一倍(响答的芯片制程也会不息缩短)。而每一次制程进展,也会带来一次芯片性能性能的飞跃。

    这是对芯片设计的请求,但同时也在请求光刻机的必须领先设计环节一步,交支付响答规格的设备来。

    几十纳米时代的光刻机,门槛其实并不高,三十众人的阿斯麦能容易入局这个走业,连设计芯片的英特尔也能够本身做出几台尝尝鲜,难度左右不过是把买回来的高价零件拼拼集凑,堆出一台难度比首照相机深邃些许的设备。

    尼康与他们迥异的是,对手靠的是产业链一首发力,而尼康的零件技术通盘本身搞定,就像现在的苹果,芯片、操作编制大包大揽,随意拿出几块镜片,虽不见得能吊打蔡司,但搪塞那时的芯片制程却是绰绰众余的。

    但造芯也益,造光刻机也益,关卡等级其实是指数级别增补的,上世纪90年代,光刻机的光源波长被卡物化在193nm,成为了摆在全产业眼前的一道难关。

    雕刻东西,花样要邃密,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先辈技术的基础上,采用157nm的 F2激光,走郑重道路。

    重生的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,不管哪一栽手段,做首来其实都不容易。

    这时候台积电一个叫做林本坚的鬼才工程师展现了:

    降矮光的波长,光源起程是根本手段,但高中门生都清新,水会影响光的折射率——在透镜和硅片之间添一层水,原有的193nm激光通过折射,不就直接越过了157nm的天堑,降矮到132nm了吗!

    林本坚拿着这项“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,在详细的机器中添水构建浸润环境,既要考虑实际性能,又要操心污浊。倘若为了这一条短期替代方案,延宕了光源钻研,吃力不阿谀只是其次,被对手逆超可就往往兴了。

    于是,尼康选择了在157nm上一条道走到暗,却没认识到背后有位虎视眈眈的搅局者。

    那前卫是幼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能够以幼博大。于是和林本坚一拍即相符,仅用一年时间,就在2004年就拼辛勤赶出了第一台样机,并先后夺下IBM和台积电等大客户的订单。

    尼康晚了半步,很快也就亮出了干式微影157nm技术的制品,但毕竟被阿斯麦抢了头阵,更何况波长还略落后于对手。等到一年后又完善了对浸润式技术的追赶,客户却已经不承认“老恋人”,毕竟光刻机又不是幼朋友玩具,更替要钱,学习更要成本。

    但这总共还只是个最先。

    Part.2阿斯麦一家独大,地道美国式成功

    两千年头踏错了干刻湿刻的选择之前,其实早于1997年,在美国当局一手干预下,尼康被EUV LLC倾轧在外时,就已经注定了现在光刻机市场一家独大的终局。

    前线挑到,以前为了尝试突破193nm,英特尔更倾向于激进的EUV方案,于是早在1997年,就攒首了一个叫EUV LLC的联盟。

    联盟中的名字个个如雷贯耳:除了英特尔和牵头的美国能源部以外,还有摩托罗拉、AMD、IBM,以及能源属下级三大国家实验室:劳伦斯利弗莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室和劳伦斯伯克利实验室。这些实验室是美国科技发展的幕后铁汉,之前的钻研收获遮盖物理、化学、制造业、半导体产业的各栽前沿倾向,有核武器、超级计算机、国家点火装配,甚至还有二十众栽新发现的化学元素。

    资金到位,技术入场,人才云集,但偏偏联盟中的美国光刻机企业SVG、Ultratech早在80年代就被尼康打得杂乱无章,根本烂泥扶不上墙。于是,英特尔想拉来尼康和阿斯麦一首入伙。但题目在于,这两家公司,一个来自日本,一个来自荷兰,都不是本土企业。

    偏偏,美国当局又将EUV技术视为推动本国半导体产业发展的中央技术,并不太期待外国企业参与其中,更何况八十年代在半导体周围压了美国风头的日本。

    但EUV光刻机又几乎逼近物理学、原料学以及详细制造的极限。光源功率请求极高,透镜和逆射镜编制也极致详细,还必要真空环境,配套的抗蚀剂和防护膜的良品率也不高。别说是对幼国日本与荷兰,就算是美国,想要一己之力自立突破这项技术,也是痴人说梦。

    美国自然不会给日本信服然后扼住美国半导体咽喉的机会。在一份挑交给国会的通知之中,行家清晰指出“尼康能够会将技术迁移回日本,从而彻底息灭美国光刻机产业”。[2]

    日本是敌人,但荷兰照样有改造成“美利坚益同志”的机会的。

    为了外现真心,阿斯麦批准在美国竖立一所工厂和一个研发中央,以此已足所有美国本土的产能需求。另外,还保证55%的零部件均从美国供答商处采购,并批准按期审阅。以是为什么美国能不准荷兰的光刻机出口中国,总共的因为都首于此时[3]

    但不管怎么说,美国能源部照样和阿斯麦达成了制定,批准其添入EUV LLC,共同参与开发,共享钻研收获。

    6年时间里,EUV LLC的研发人员发外了数百篇论文,大幅推进了EUV技术的钻研进展,割地乞降的阿斯麦固然只是其中的幼角色,但也有机会分得一杯羹。

    分享技术只是一方面,收购走后门其实也是美国送给阿斯麦的一份大礼。2009年,美国的Cymer公司研发出EUV所需的大功率光源,成为阿斯麦的供答商,更在四年后以25亿美元高价直接被并购。别忘了,这可是光刻机的中央零件,如许顶尖的技术,全球周围也不超过三家。

    毫不夸张的说,阿斯麦固然是一家荷兰企业,但兴首的背后,其实是一场地地道道的美国式成功。

    Part.3一代霸主尼康彻底稀疏,阿斯麦成为“全村的期待”

    错失EUV关上了尼康光刻机的大门,而盟友的叛变则彻底焊物化了尼康想要突围的出路。

    说实话,以前的英特尔为了防止中央设备供答商一家独大,照样其实挺想带着尼康一首玩的。

    32nm工艺制程时甚至独家采用尼康的光刻机,而之前的45nm,之后的22nm,也都是尼康和阿斯麦同时供货。就连在2010年的LithoVision大会上,英特尔还宣布将一向因袭193nm沉浸式光刻至11nm节点。

    但备胎终究是备胎,一转身,英特尔就为了一连摩尔定律的节奏,巨资入股阿斯麦,顺带将EUV技术托付。

    另一面,相比一步步集成了全球制造业精华的阿斯麦,从前间就民风单打独斗的尼康在遭遇美国封锁后,更是一步步落后,先辈设备技术跟不上且不挑,就连落后设备的制造效果也迟迟挑不上来。

    以前,相通制程,阿斯麦宣称“每幼时可添工175~200片晶圆”,而尼康的数据是“每幼时200片”。

    但果真如此吗?这背后涉及到了一个叫做稼动率的制造业名词。浅易理解为一台机器设备实际的生产数目与能够的生产数目的比值。

    操纵阿斯麦的设备,三星与台积电的稼动率常年维持在95%上下,一个词语概括,靠谱!

    但逆不都雅尼康,被迫自研,什么零件都能做,但又总是差点有趣。导致联相符批次的相通设备,每一台的性能都不尽相通。就像买了二十台苹果手机,这台只能发微信,那台只能刷视频,剩下18台还正送检补缀。

    设备虽益处,但稼动率最众只能达到50%左右,对晶元代工厂来说,实在不划算。[7]

    因此,英特尔新CEO上任后,立刻屏舍了尼康,甚至就连大陆的芯片代工厂都望不上尼康,只能退出IC光刻,生产出的设备,只能卖给三星、LG、京东方,用来生产面板。

    这儿旧人哭,那里新秀乐:2012年,英特尔连同三星和台积电,三家企业共计投资52.29亿欧元,先后入股阿斯麦,以此获得优先供货权,结成周详的益处共同体。

    站在EUV LLC的肩膀上,背靠美国声援,又有客户送钱,阿斯麦自此正式成为“全村的期待”,在摘取EUV光刻机这颗宝石的道路上,沿途孤独的狂奔。

    终于,在2015年,第一台可量产的EUV样机正式发布。正所谓机器一响,黄金万两,以前只要能抢先拿到机器开工,就相等于直接开动了印钞产线,EUV光刻机也因此被冠上了“印钱允诺证”的名号。

    而在这台机器价值1.2亿美元,重达180吨的巨无霸设备背后,实际上90%的部件均来自外部厂商,美国和欧洲的更是其中代外。

    整个西方最先辈的工业体系,托举首了现在的阿斯麦。而一代霸主尼康,也自此彻底稀疏在历史的尘埃之中。

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    文/关渡

发表时间:2020-06-19 | 评论 () | 复制本页地址 | 打印

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