探访制造EUV光刻机的ASML工厂_风闻

来源：内容来自半导体行业观察（ID：icbank）编译自CNBC，谢谢。在靠近比利时边境的荷兰南部小镇Veldhoven，坐落着唯一一家能够组装全球最大芯片制造商所依赖的革命性机器的工厂。

EUV 光刻是制造为数据中心、汽车和 iPhone 提供动力的先进微芯片的最昂贵步骤。这些机器仅由一家公司制造：ASML。

“ ASML垄断了 EUV 光刻机的制造，这是制造我们今天使用的每一个先进处理器芯片所需的最先进类型的光刻设备，”塔夫茨大学弗莱彻学院助理教授 Chris Miller 说。“他们生产的机器，每一台都是有史以来最复杂的设备之一。”

EUV 代表极紫外光，这是一种非常短的光波长，ASML 生产这种光刻机，用于在微芯片上打印小型、复杂的设计。EUV 光是由熔融锡以极快的速度发生的微小爆炸产生的，然后从独特的蔡司反射镜反射回来，ASML 称这是世界上最平坦的表面。一小部分 EUV 光粒子到达硅片的表面，在那里它们打印出决定每个芯片将做什么的微小设计。

在全球芯片短缺期间，导致从 PlayStation 5 游戏机到雪佛兰 Malibu 轿车等产品的延期交货，这也引起了对 ASML 的 EUV 技术的需求飙升，自 2018 年底以来，该公司的股价飙升了 340% 以上，这使得ASML比其一些顶级客户（例如英特尔）更有价值。

ASML 首席执行官 Peter Wennink 表示，该公司自 38 年前成立以来一直在降低半导体价格，并将在“未来几十年”继续这样做。

“世界需要更多的芯片，”Wennink 告诉 CNBC。“所以我们需要制造更多的机器，顺便说一句，只要我们能够降低每个晶体管的成本，这些机器的平均售价就会不断增长。”

尽管如此，Wennink 表示，全球芯片短缺对 ASML 来说是“Catch-22”。

“我们从供应商那里收到了很多信息，他们说，‘嘿，我们可能迟迟无法向你们交付我们的模块，因为我们无法获得芯片。’ 我们说，‘如果我们不能得到芯片，我们就不能制造机器来制造更多的芯片。’”

Wennink 表示，ASML 仍在管理“但这是一场日常斗争”。

2亿美元的机器

据 Wennink 称，在过去十年中，ASML 共售出约 140 台 EUV 系统，现在每台的成本高达 2 亿美元。其下一台名为High NA的机器的价格将超过 3 亿美元。

Semico Research的制造总经理 Joanne Itow 表示，它的 EUV 机器“非常昂贵，以至于大多数公司都买不起” 。她说：“它肯定已经淘汰了市场上的许多参与者，”包括芯片制造商GlobalFoundries，该公司几年前决定停止开发更先进的芯片，因为成本太高。

打印世界上所有最先进的半导体都需要 ASML 的 EUV 光刻系统

如今，ASML 只将机器出售给五家芯片制造商。最大的三家——台积电、三星和英特尔——在 2021 年占其业务的近 84%。台积电表示，它在 2019 年率先交付了采用 EUV 制造的大批量芯片，此后一直处于领先地位，芯片技术至少领先三星和英特尔一个节点。

ASML 的主导地位是一个相对较新的现象。十年前，该公司研究 EUV 的能力是由英特尔、三星和台积电的重大投资决定的。

“我们没有钱，”1999 年加入 ASML 的Wennink 说。“所以我们出去寻找合作伙伴，这实际上是我们建立公司的基础。所以我们被迫成为系统架构师和系统集成商。”

成立于1984的ASML 最初是荷兰电子巨头飞利浦的子公司。它推出了第一台用于半导体光刻的机器——这台机器是 1950 年代在美国军事实验室发明的——在埃因霍温飞利浦办公大楼旁边的一个漏水棚里。

“第一台光刻工具看起来真的很像投影仪，”ASML EUV 执行副总裁 Christophe Fouquet 说。“基本上有一个标线，它保存着你想要投影的图像。然后是一个光学系统，它将拍摄此图像并将其投影到晶圆上。”

ASML 于 1984 年在荷兰埃因霍温的飞利浦办公大楼外的一个漏水棚中开发了第一台光刻系统

到 1988 年，ASML 在美国拥有 5 个办事处，拥有 84 名员工，并在 Veldhoven 设立了一个新的荷兰办事处，该办事处最终成为其总部。CNBC 在 3 月份对该设施进行了独家参观。

“当行业准备进入 EUV 研究的早期阶段时，没有一家美国公司准备好冒险冒险，但 ASML 有信心，”即将出版名为“芯片战争：为世界上最关键的技术而战”的书的作者米勒说。。“ASML 是一家荷兰公司，但它也是一家非常依赖美国组件的荷兰公司，尤其是其机器。”

中国与全球供应链

EUV 机器由来自近 800 家全球供应商的具有数十万个组件的多个模块组成。每个模块都在 ASML 全球60 个地点之一制造，然后运往 Veldhoven 进行组装。在对每台组装好的机器进行测试后，将其拆解以运送给芯片制造商。运输需要 20 辆卡车和三架满载的波音747。

ASML 不会将其 EUV 技术运往的国家之一中国。

“全球有 42 个国家同意对其实施出口管制措施，因为它非常重要，”Wennink说。“所以这不是我们的选择，而是政府的选择。”

据报道，早在 2018 年，特朗普政府就曾向 ASML 施压，要求其不要向中国公司出售 EUV 技术。

“中国一直想参加这场竞赛，”伊托说，“但中国无法获得”技术是出于政治原因。

ASML 确实以另一种身份与中国打交道。该公司翻新了旧的光刻系统，称为深紫外线或 DUV，并将其中的许多系统发送到世界上人口最多的国家。Wennink 说，ASML 售出的所有机器中有 96% 仍在工作。

“通过让中国提高其制造接近尖端半导体的能力，向中国出售额外的 DUV 设备是否也会构成国家安全风险，存在很多争论，”米勒说。“我认为未来几年，ASML 向中国出售 DUV 设备的能力也有可能受到新的限制。”

在 EUV 之前，芯片制造商可以从三家公司购买 DUV 光刻机：ASML、尼康和佳能。虽然尼康在日本仍然是该市场的竞争对手，但 ASML 是 EUV 的唯一选择。专家表示，任何其他公司都可能需要数十年才能赶上，这既是因为 ASML 的专有技术，也是因为它与数百家供应商建立了复杂的、通常是排他性的交易。

“我们对一些客户来说是独一无二的，我们的一些供应对我们来说是独一无二的，”Wennink 说。“有些人说，那些几乎共生的关系比结婚更糟糕，因为你不能离婚。”

ASML 使自己免受供应链风险的一种方法是购买其一些供应商，例如生产 EUV 光源的圣地亚哥的Cymer 。ASML 还于 2020 年收购了 Berliner Glas。尽管 1 月份柏林工厂发生火灾，但Wennink表示，此次损失不会对今年的系统输出产生重大影响。

ASML 预计到 2022年销售额将增长 20%，到本世纪末年收入增长 11% 。