揭秘制造一台光刻机究竟有多困难

近段时间有关芯片以及光刻机的话题非常热门,我们今天也来探讨一下光刻机的话题:一台能生产先进工艺芯片的光刻机后面究竟需要多少供应链去支持?制造一台光刻机需要多少个国家的公司参与其中?看看制造一台光刻机究竟有多困难。

ASML上游供应商

全球最顶尖的光刻机生产商ASML(阿斯麦尔)生产一台5nm光刻机或许需要十余万零部件,重量达到了180吨,单单组装就需要一年,光刻机,集人类智慧于一身的产物。不仅如此,生产一台光刻机需要供应链上不同的供应商配合,ASML的光刻机中超过90%的零件都是面向全球采购,整合了全世界最优质的零部件,那么ASML究竟有哪些上游供应商?

从一份2017年的产业报告可以看到,ASML的供应商主要集中在美国、日本、中国台湾和德国。德国蔡司是光刻机光学系统的供应商,美国主要是光源以及自动化和精密器件的供应商,日本主要涉及精密器件和光学器件,中国台湾主要是光罩、光罩储存盒以及线缆等的供应。

单从上游的供应商已经涉及到非常多的高科技公司,如果需要复制一台ASML的光刻机必须要和这些供应商进行采购,要么自己研发这些零部件。这两条路都不容易,和供应商采购相当简单一些,或许通过各种的商业谈判能获得部分的原件,一些特供的或者有专利的部件,就不容易采购到了。如果自己去研发,去复制,一台光刻机十多万个零件,一个一个去研发,这个周期也太长了吧。

利益捆绑

ASML是从荷兰飞利浦半导体部门独立出来的公司,这也是为什么ASML公司是在荷兰。1984年,ASML正式脱离了飞利浦,脱离飞利浦后ASML的知名度一直不高,产品也是不温不火,而当时雄霸全球光刻机市场是日本的尼康和佳能两家功能。

2002年,台积电首次提出了“浸润式微影技术”,当时这个技术并没有得到佳能和尼康的重视,因为佳能和尼康当时正在向干式光刻机领域推进。台积电只能找到ASML合作,2004年,ASML和台积电联合推出了全球首台浸润式微影光刻机,后来浸润式微影光刻机渐渐成为市场主流。

ASML凭借浸润式微影光刻机超越了佳能和尼康,2007年已经后一直是光刻机的市场的第一。从这个市场,AMSL也看到了一个全新的商业模式,让下游的台积电、三星和英特尔进行投资,让ASML和三大客户的利益捆绑起来。

台积电、三星和英特尔在2012年向ASML联合投资了40亿欧元,支持ASML的研发和技术更新,获得了三大客户支持后,ASML的研发和生产也获得了突飞猛进。而台积电、三星和英特尔通过投资获得了ASML的股票,同时也获得了供货的优先权,实现双赢。当然,三大客户之后也陆续将ASML的股票抛售,现在三大客户手上也只有少量的ASML的股票了。

一台光刻机不是靠一家公司就能制造出来

一台光刻机90%零件都是通过全球采购,当中涉及到4个国家十多家公司,而下游客户的利益与ASML捆绑,台积电、三星和英特尔等等的客户又是ASML重要支持,所以一台光刻机不是靠一家公司就能制造出来,而是需要整合供应链以及下游客户,通过自身技术研发投入进行精准组装的产品。

光刻机这样的高科技产品,也是人类智慧的结晶,在全球化的今天,只有通过不断的合作,技术共享才能让科技进步,要实现国产先进工艺的芯片,这条路还是很漫长的。

作者:陈天韵