ASML的秘诀：在安格斯特时代的半导体成功

摩尔定律在2nm以下甚至进入安格斯特级别后不再像过去那样迅速发展，而竞争对手也在努力赶上。荷兰半导体设备制造商ASML能否继续在极紫外（EUV）光刻设备市场中保持其垄断地位？

世界上最先进的高NA EUV机器是否会成为其客户实现技术飞跃的终极武器？地缘政治的不确定性将如何改变ASML未来的战略？

自上世纪70年代以来一直关注ASML的TechInsights副主席G. Dan Hutcheson，以及《焦点——ASML之路》的作者兼荷兰报纸NRC记者Marc Hijink，进行了深入讨论，探讨这些问题。

应对地缘政治的不确定性

尽管ASML和其他半导体设备供应商受益于美国对中国实施的出口管制所带来的需求，地缘政治可能对行业产生长期影响，因为额外的产能和生态系统正在建立。

Hutcheson和Hijink认为，ASML将追随其客户的脚步，将生产从西太平洋走廊分散到美国和欧洲。然而，其客户晶圆厂的运营效率可能是一个问题。

“我们进入了一个新世界，工具的利用率较低，”Hutcheson说，“问题是，如果你找不到操作工具或维修工具的工人，你的晶圆厂就毫无用处。”

Hijink观察到，尽管各国努力将生产带回本土并面临人才短缺问题，亚洲在未来仍将是芯片生产的重要中心，因为韩国和台湾在ASML扩展中仍然占有重要地位。

ASML的垄断地位不太可能受到挑战

然而，Hijink警告说：“ASML最大的担忧是，当前对中国技术的限制可能会在长期内刺激它并带来更大的问题。”他指出，中国获得这些西方光刻工具的机会越少，中国公司就越倾向于自行开发。“尽管它们现在可能无法与ASML和尼康竞争，但从长远来看，你会看到更多的增长空间和研发资金。”

然而，Hutcheson认为，没有任何公司能在没有大量政府补贴的情况下挑战ASML的光刻垄断地位。“五十年前，我提出了一个定律，即市场能够维持的非补贴竞争者的数量等于市场总规模的1/5除以开发新一代技术的成本，然后减去该成本的1.5倍，”Hutcheson说。“为了吸引市场中的另一个竞争者，风险门槛必须足够低，以便有足够的研发资金支持开发至少1.5个现有市场中的工具。”

在过去的五十年里，这一最大值在100个或更多半导体设备子市场中保持了稳定，这解释了市场从20世纪80年代的20多个半导体设备制造商合并到现在光刻设备市场上仅剩的少数几家，Hutcheson解释说。

作为半导体行业的资深人士，Hutcheson见证了ASML在过去四十年中的风风雨雨，通过更好的管理和技术发展存活下来。Hijink补充说，ASML之所以能够生存下来，是因为它在低潮时期投入了更多的研发，即使多次濒临破产边缘，并巧妙地邀请其客户台积电、英特尔和三星投资并共同开发EUV机器。

通过获得投资，ASML成功获得资金收购了位于圣地亚哥的光源公司Cymer，并与德国镜片制造商蔡司建立了战略联盟。这些关键组件和电子束技术构成了ASML成功的秘密配方，竞争对手无法复制。

然而，重复这样的成功变得越来越困难。“没有一家公司能够单独负担得起，因为研发变得越来越昂贵，”Hutcheson引用Nvidia的John Chen的话说，他是台积电的首任研发总裁，“未来，IC不再意味着集成电路，而是意味着行业合作。”

Hutcheson估计，从头开发一台新的EUV工具的成本将需要数万亿美元，相当于一些国家的国内生产总值，这还假设可以绕过所有现有的知识产权障碍。“在某种程度上，它平衡了地缘政治的竞争环境。所以也许EUV应该获得诺贝尔和平奖，因为没有任何国家能够在没有EUV的情况下攻击其他国家，”Hutcheson打趣道。

高NA机器能否帮助技术飞跃？

随着英特尔、三星和台积电在未来几年内计划大规模生产2nm芯片并向1.4-1.6nm推进，ASML的高NA EUV机器成为半导体行业报纸的头条新闻。

如往常一样，ASML按照与客户约定的时间表向客户运送价值3亿美元的高NA机器，并与客户一起进行繁琐的调整和错误修正。媒体一直将高NA EUV描述为技术追赶者实现技术飞跃的关键。然而，Hutcheson深入探讨了光刻之外的半导体制造过程中涉及的复杂问题。

“在2nm和1.4nm时代，有很多技术问题。我们将不得不看看他们能否解决这些问题并将其转化为优势，”Hutcheson解释说，光刻不是唯一的因素，还有全栅（GAA）结构的问题，因为存在漏电问题。“还有可靠性问题，外延层相当差。所以实际上有更多的材料和系统工程问题，而不是光刻问题。”

尽管英特尔似乎买下了今年所有可用的高NA机器，台积电并不急于将其应用于1.4-1.6nm工艺。然而，ASML表示，所有购买了EUV的客户都将升级到高NA EUV。

“我认为英特尔必须做更多的努力，试图超越台积电，这是一个大胆的举动，但这只是英特尔面临的挑战的一部分，”Hijink说。“他们最大的挑战不是技术，而是他们想做代工业务，因为他们必须创造足够的晶圆产能，或者说足够的规模，才能在与三星和台积电这样的巨头竞争中具有经济可行性。这增加了采用他们不那么熟练的新技术的难度。”

Hutcheson警告说，现在判断技术竞争的结果还为时过早。然而，从半导体行业的历史来看，几十年的研究、汗水和泪水，修正大量错误，再加上在正确的时间做出正确的决定以及与客户建立深厚的信任，使得ASML和台积电成为今天的样子。

ASML，作为收购的结果，融合了欧洲、亚洲和美国的文化，可以成为台积电的一个伟大老师，而台积电才刚刚开始将其足迹扩展到美国和欧洲。随着两者之间如此紧密的联系，以及人工智能成为半导体未来增长的主要驱动力，可以肯定的是，未来不会缺少令人着迷的故事。