全球最先進(jìn)的高數(shù)值孔徑 EUV 機(jī)器會(huì)成為客戶實(shí)現(xiàn)技術(shù)跨越的終極武器嗎？地緣政治的不確定性將如何改變ASML未來的戰(zhàn)略？

TechInsights 副主席 G. Dan Hutcheson 自 1970 年代以來一直報(bào)道 ASML，當(dāng)時(shí) ASML 還是飛利浦的子公司，而《焦點(diǎn) – ASML 之路》一書的作者、荷蘭報(bào)紙 NRC 的記者 Marc Hijink進(jìn)行一次富有洞察力的演講來解決這些問題。

應(yīng)對(duì)地緣政治的不確定性

盡管ASML和其他半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商受益于美國對(duì)中國出口管制所驅(qū)動(dòng)的需求，但隨著額外產(chǎn)能和生態(tài)系統(tǒng)的建立，地緣政治可能對(duì)該行業(yè)產(chǎn)生長期影響。

Hutcheson 和 Hijink 看到 ASML 追隨客戶的腳步，將其生產(chǎn)從西太平洋走廊分散到美國和歐洲。盡管如此，其客戶晶圓廠運(yùn)營的效率可能仍令人擔(dān)憂。

“我們正處于一個(gè)工具利用率較低的新世界，” Hutcheson說，“問題是，如果你找不到工人來運(yùn)行工具或修理它們，讓它們保持運(yùn)行，你的晶圓廠是沒用的。”

Hijink觀察到，盡管各國和地區(qū)都在努力本土化，但由于韓國和中國臺(tái)灣仍然是ASML擴(kuò)張的重要組成部分，因此存在人才短缺問題，亞洲未來仍將是重要的芯片生產(chǎn)中心。

ASML的壟斷地位不太可能受到挑戰(zhàn)

然而，Hijink 警告說，“ASML 最擔(dān)心的是，目前對(duì)中國技術(shù)的限制甚至可能會(huì)在長期內(nèi)刺激它并造成更大的問題。”他指出，中國越少獲得這些西方光刻工具，中國公司就越傾向于建造自己的光刻工具。 “盡管他們現(xiàn)在可能無法與ASML和尼康競(jìng)爭，但從長遠(yuǎn)來看，你會(huì)看到更多的增長空間和研發(fā)資金。”

然而，Hutcheson 認(rèn)為，如果沒有大量政府補(bǔ)貼，任何公司都無法挑戰(zhàn) ASML 光刻機(jī)的壟斷地位。 “五年前，我提出了這樣一條格言：一個(gè)市場(chǎng)可以維持的無補(bǔ)貼競(jìng)爭對(duì)手的數(shù)量等于市場(chǎng)總規(guī)模的 1/5 除以開發(fā)新一代技術(shù)的成本，然后減去該成本的 1.5 倍， ” Hutcheson說。 “為了吸引市場(chǎng)上的另一個(gè)競(jìng)爭對(duì)手，風(fēng)險(xiǎn)門檻必須足夠低，以便有足夠的可用研發(fā)來支持開發(fā)比當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上現(xiàn)有的工具至少多 1.5 種的工具。”

在這 5 年里，這個(gè)最大值保持在 100 個(gè)左右，或者說半導(dǎo)體設(shè)備的子市場(chǎng)越來越多，這解釋了市場(chǎng)整合的原因，從 20 世紀(jì) 80 年代的 20 多家半導(dǎo)體設(shè)備制造商到現(xiàn)在只有少數(shù)幾家。Hutcheson解釋說。

作為半導(dǎo)體行業(yè)的資深人士，Hutcheson見證了ASML是如何通過更好的管理和技術(shù)發(fā)展在過去四十年的滄桑中生存下來的。 Hijink補(bǔ)充說，ASML之所以能活下來，是因?yàn)楸M管多次瀕臨破產(chǎn)，但在低周期時(shí)，它在研發(fā)上的投入超過了它，并巧妙地邀請(qǐng)了客戶臺(tái)積電、英特爾和三星投資，共同開發(fā)EUV機(jī)器。

通過這筆投資，ASML成功獲得資金收購了總部位于圣地亞哥的光源公司Cymer，并與德國鏡頭制造商蔡司建立了戰(zhàn)略聯(lián)盟。這些關(guān)鍵部件和電子束技術(shù)創(chuàng)造了 ASML 的成功秘訣，是競(jìng)爭對(duì)手無法復(fù)制的。

然而，重復(fù)這樣的成功變得越來越困難。Hutcheson引用了臺(tái)積電首任研發(fā)總裁、英偉達(dá)公司的約翰·陳的話：“沒有一家公司能夠獨(dú)自完成這件事，因?yàn)檠邪l(fā)變得越來越昂貴。”產(chǎn)業(yè)合作。”

Hutcheson 估計(jì)，從頭開始開發(fā)一種新的 EUV 工具的成本將需要數(shù)萬億美元，這相當(dāng)于一些國家的國內(nèi)生產(chǎn)總值，而且這是假設(shè)人們繞過了所有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘。 “在某種程度上，它創(chuàng)造了公平的地緣政治競(jìng)爭環(huán)境。因此，也許 EUV 應(yīng)該獲得諾貝爾和平獎(jiǎng)，因?yàn)闆]有國家可以攻擊任何其他國家，除非他們擁有 EUV，” Hutcheson打趣道。

高數(shù)值孔徑機(jī)器能否幫助技術(shù)跨越？

隨著英特爾、三星和臺(tái)積電的目標(biāo)是在未來幾年量產(chǎn) 2nm 芯片，并向 1.4-1.6nm 邁進(jìn)，ASML 的高數(shù)值孔徑 EUV 成為半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)紙的頭條新聞。

一如既往，ASML按照與客戶商定的時(shí)間表將價(jià)值3億美元的高NA機(jī)器運(yùn)送給客戶，并與客戶一起進(jìn)行艱苦的調(diào)整和糾錯(cuò)。媒體一直將高數(shù)值孔徑 EUV 描述為技術(shù)追趕者超越現(xiàn)有企業(yè)的關(guān)鍵。然而，Hutcheson深入研究了光刻之外的半導(dǎo)體制造復(fù)雜工藝所涉及的復(fù)雜性。

“2nm 和 1.4nm 時(shí)代存在很多技術(shù)問題。我們必須看看他們能否成功并將其轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢(shì)。”Hutcheson 解釋道，光刻并不是唯一的關(guān)鍵因素，還有其他因素。由于泄漏問題，環(huán)柵（GAA）結(jié)構(gòu)存在問題。 “還有可靠性問題，而且外延層非常差。所以實(shí)際上，材料和系統(tǒng)工程問題比光刻問題更多。”

盡管英特爾似乎已經(jīng)買下了今年所有可用的高NA機(jī)器，但臺(tái)積電并不急于將其應(yīng)用于其1.4-1.6nm工藝。然而，ASML 表示，所有購買 EUV 的客戶都將升級(jí)到高數(shù)值孔徑 EUV。

Hijink 表示：“我認(rèn)為英特爾必須做得更多，嘗試超越臺(tái)積電，這是一個(gè)大膽的舉動(dòng)，但這只是英特爾挑戰(zhàn)的一部分。” “他們最大的挑戰(zhàn)不是技術(shù)，而是他們想要開展代工業(yè)務(wù)，因?yàn)樗麄儽仨殑?chuàng)造足夠的晶圓占地面積或足夠的規(guī)模，以便在經(jīng)濟(jì)上能夠與三星和臺(tái)積電等巨大競(jìng)爭對(duì)手抗衡。因此，這增加了采用晶圓代工的問題他們?nèi)狈��?jīng)驗(yàn)的新技術(shù)。”

Hutcheson警告說，現(xiàn)在判斷技術(shù)競(jìng)賽的結(jié)果還為時(shí)過早。但從半導(dǎo)體行業(yè)的歷史來看，數(shù)十年的研究、血汗和淚水，以及修復(fù)大量錯(cuò)誤，加上在正確的時(shí)機(jī)做出正確的決策，并與客戶建立深厚的信任，才造就了今天的 ASML 和臺(tái)積電。

通過收購，ASML 融合了歐洲、亞洲和美國文化，對(duì)于剛剛開始向美國和歐洲擴(kuò)張的臺(tái)積電來說，它可以成為一個(gè)很好的老師。兩者之間如此緊密的聯(lián)系，加上人工智能是半導(dǎo)體未來增長的主要驅(qū)動(dòng)力，可以肯定，未來不會(huì)缺少精彩的故事。