前沿導(dǎo)讀
據(jù)《日經(jīng)BP》新聞指出, 日本曾經(jīng)是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的霸主,并且統(tǒng)治了全球光刻機(jī)市場,但是如今卻輸給了荷蘭的ASML。甚至日本最先進(jìn)的半導(dǎo)體公司Rapidus,都已經(jīng)引進(jìn)ASML的EUV光刻機(jī)來制造先進(jìn)芯片。
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Rapidus公司的社長小池淳義在接受日經(jīng)新聞?dòng)浾卟稍L時(shí)指出:什么都想自己做,追求在技術(shù)上面的獨(dú)立自主,這是日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)失敗的主要原因。瞄準(zhǔn)尖端芯片技術(shù)的Rapidus,未來將會(huì)與美國的IBM、IMEC(比利時(shí)微電子研究中心)等機(jī)構(gòu)密切合作,掌握技術(shù)主導(dǎo)權(quán)。
參考資料:
阿斯麥為何能超越尼康和佳能?
- https://mp.weixin.qq.com/s/Pg14NLCRxTvcRf3s8GZOkg
獨(dú)立自主
在上世紀(jì)90年代,尼康和佳能是全球光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)的霸主。而1984年才成立的荷蘭ASML,還只是一個(gè)因?yàn)楸荒腹撅w利浦嫌棄花錢太多,從而獨(dú)立出來的新光刻機(jī)企業(yè)。
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在尼康和佳能發(fā)展起來之前,美國的GCA和珀金埃爾默是光刻機(jī)市場的初代霸主。
但是美國光刻機(jī)企業(yè)仗著自家產(chǎn)品的市場占比較高,開始慢待客戶,甚至還會(huì)優(yōu)先滿足于美國本土客戶,然后才輪到其他海外企業(yè)。哪怕是海外企業(yè)采購光刻機(jī)的訂單時(shí)間比美國本土企業(yè)早,GCA和珀金埃爾默也會(huì)優(yōu)先給美國企業(yè)供貨。
在這種情況下,日本政府推出了超大規(guī)模集成電路計(jì)劃(VLSI),聯(lián)合尼康、佳能、索尼、東芝、NEC、富士、東京電子等日本頂尖的科技企業(yè)發(fā)展半導(dǎo)體技術(shù),提升日本半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力。
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尼康和佳能承擔(dān)光刻機(jī)項(xiàng)目的研發(fā),本身這兩家企業(yè)就是傳統(tǒng)的光學(xué)巨頭,擁有制造光學(xué)鏡頭及工業(yè)設(shè)備的技術(shù)工廠,再加上日本的東京應(yīng)化、富士公司所制造的配套材料,尼康率先完成了光刻機(jī)的整機(jī)研發(fā)并交付給東芝等企業(yè)制造芯片,佳能緊隨其后。
而且尼康等企業(yè)注重客戶服務(wù),在售賣光刻機(jī)的同時(shí)還附贈(zèng)工程師的服務(wù)包,提供部分技術(shù)支持。這讓尼康開始在國際市場上生根發(fā)芽,那些被美國光刻機(jī)企業(yè)冷落的國際客戶紛紛開始轉(zhuǎn)向采購尼康的光刻機(jī)設(shè)備。
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隨著尼康市場份額的不斷擴(kuò)大,美國光刻機(jī)企業(yè)的市場份額隨之下滑,再加上美國GCA等企業(yè)常年狂妄傲慢的態(tài)度,讓其忽略了先進(jìn)技術(shù)的研發(fā),最終將光刻機(jī)市場拱手讓給了尼康和佳能。
整合技術(shù)
從2000年開始,ASML異軍突起,憑借著浸潤式技術(shù)開始搶奪尼康和佳能的光刻機(jī)市場。
尼康和佳能這種傳統(tǒng)的巨頭企業(yè),都擁有獨(dú)立開發(fā)并制造光學(xué)鏡頭的能力,并且其光刻機(jī)的大部分零件均來自于日本本土的供應(yīng)鏈體系。
反觀ASML,其光刻機(jī)的大部分零件需要依賴于全球供應(yīng)鏈的支持,并且ASML也沒有尼康、佳能那種獨(dú)立制造光刻機(jī)鏡頭的能力,完全就是一個(gè)方案的整合商。
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就是這么一個(gè)技術(shù)方案的整合商,卻成為了如今光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)尖端技術(shù)的唯一選手。
ASML的看家技術(shù)就兩個(gè),一個(gè)是對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng),一個(gè)是整合技術(shù)。
2002年,臺(tái)積電工程師林本堅(jiān)開發(fā)了浸潤式技術(shù),在鏡頭和光刻膠之間加入超純水,193nm的波長打入水中形成折射,波長縮短至134nm。此時(shí)的尼康正在通過提升鏡頭的硬件素質(zhì),試圖將193nm的波長縮短至157nm,制造更先進(jìn)的芯片。
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林本堅(jiān)帶著浸潤式技術(shù)尋求合作,尼康已經(jīng)在157nm波長上投入太多資源,直接拒絕了林本堅(jiān)的方案。而ASML選擇與林本堅(jiān)合作,開發(fā)出了后來劃時(shí)代的浸潤式光刻機(jī)。
而真正讓ASML通吃市場的產(chǎn)品,則是擁有雙工作臺(tái)(代號(hào)NXT)的“TWINSCAN”系列光刻機(jī)。
TWINSCAN NXT:1950i,這是ASML第一款支持雙工作臺(tái)的浸潤式光刻機(jī)。
該設(shè)備可以并行處理兩枚晶圓,一邊進(jìn)行曝光,另一邊進(jìn)行測量,并且ASML的晶圓對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)很強(qiáng)大,這直接提升了光刻機(jī)的制造效率。ASML后續(xù)制造的EUV光刻機(jī),也是采用了這種技術(shù)體系。
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在制造浸潤式光刻機(jī)的同時(shí),ASML還與美國達(dá)成合作,共同推進(jìn)EUV技術(shù)的落地。
并且ASML的供應(yīng)鏈全都是世界頂級(jí)的存在,德國蔡司是ASML全球唯一的鏡頭及曝光系統(tǒng)供應(yīng)商。盡管在某些關(guān)鍵技術(shù)上依賴于單一供應(yīng)商的風(fēng)險(xiǎn)很大,但是除德國蔡司之外,其他企業(yè)并沒有能力制造出足以商業(yè)化的整套EUV曝光系統(tǒng)。
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荷蘭半導(dǎo)體觀察者馬克·海金克指出,當(dāng)ASML將EUV設(shè)備成功量產(chǎn)之后,尼康在EUV領(lǐng)域的勝算已經(jīng)幾乎沒有了。其他競爭對(duì)手可以嘗試挑戰(zhàn)ASML的EUV技術(shù),但是想要跟ASML一樣量產(chǎn)商用,目前還未看到有競爭者成功過。
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