ASML (全稱： Advanced Semiconductor Material Lithography, 目前該全稱己不做為公司標(biāo)識(shí)使用，公司的注冊(cè)標(biāo)識(shí)為ASML Holding N.V)，中文名稱為阿斯麥（中國(guó)大陸）、艾司摩爾（中國(guó)臺(tái)灣）。是總部設(shè)在荷蘭Veldhoven的全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商之一，向全球復(fù)雜集成電路生產(chǎn)企業(yè)提供領(lǐng)先的綜合性關(guān)鍵設(shè)備。ASML的股票分別在阿姆斯特丹及紐約上市。

ASML總部，荷蘭Veldhoven

阿斯麥?zhǔn)悄壳叭蜃畲蟮墓饪虣C(jī)生產(chǎn)商，在中高端光刻機(jī)市場(chǎng)，阿斯麥公司占據(jù)大約60%的市場(chǎng)份額；而在最高端的光刻機(jī)市場(chǎng)，阿斯麥公司大約占據(jù)90%的市場(chǎng)份額。阿斯麥的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是來(lái)自日本的尼康，尼康光刻機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)在于相對(duì)較低的價(jià)格。

出身于名門世家飛利浦

芯片制造最重要的設(shè)備是光刻機(jī)。

關(guān)于光刻機(jī)的故事還可以從一家著名的荷蘭公司說(shuō)起，那就是位于總部阿姆斯特丹的荷蘭皇家飛利浦電子集團(tuán)。

飛利浦是一家 “百年老店”，它的核心業(yè)務(wù)聚焦于醫(yī)療設(shè)備 、照明和家庭電器三大領(lǐng)域。飛利浦的節(jié)能燈、冰箱與剃須刀，可能是大家都聽(tīng)說(shuō)過(guò)的，但從飛利浦公司還誕生了一家芯片行業(yè)誰(shuí)都不敢得罪的巨頭公司——那就是老百姓都不是很熟悉的阿斯麥公司。

阿斯麥公司原來(lái)是飛利浦的一個(gè)設(shè)備部門，后來(lái)獨(dú)立為一家以生產(chǎn)光刻機(jī)為主要業(yè)務(wù)的高科技公司。它成立于1984年，總部在荷蘭的埃因霍溫。

“阿斯麥”是在股票市場(chǎng)上的簡(jiǎn)稱（1995年，阿斯麥在美國(guó)NASDAQ證券交易所和阿姆斯特丹交易所上市），其實(shí)這個(gè)公司名叫Advanced Semiconductor Material Lithography Holding  N.V（先進(jìn)半導(dǎo)體材料光刻控股公司），把這幾個(gè)英文單詞的第一個(gè)字母聯(lián)起來(lái)就是ASML。

飛利浦公司是阿斯麥公司的大股東。飛利浦與阿斯麥同時(shí)也是中國(guó)臺(tái)灣的芯片代工企業(yè)臺(tái)積電的重要股東。所以，從這里可以看出，臺(tái)積電與阿斯麥在股權(quán)結(jié)構(gòu)上有深刻的聯(lián)系。這也可以解釋為什么阿斯麥不是自己生產(chǎn)芯片來(lái)賺錢，因?yàn)榕_(tái)積電幫它賺了呀。

光刻機(jī)就是一種打印思想鋼印的機(jī)器

在芯片的生產(chǎn)過(guò)程中，必須要用到一些儀器設(shè)備，其中最重要的設(shè)備就是光刻機(jī)。

因?yàn)樾酒瑥谋举|(zhì)上來(lái)講是生長(zhǎng)在硅片上的微型電路。這一行業(yè)一直以來(lái)被魔幻的摩爾定律所指引，自1965年起，能放置在集成電路上的晶體管數(shù)量每年都翻一倍，芯片上的電子線路的刻線也將越來(lái)越細(xì)。

那么，如何才能在硅片上把微型的電子元器件畫(huà)上去呢？這需要用到光刻機(jī)等高端精密儀器。光刻的過(guò)程總體來(lái)說(shuō)是用高能量的光子在硅片上掃射的過(guò)程，這看起來(lái)有點(diǎn)像用針給一個(gè)人“紋身”，光子的作用就好像是一根針。所以光刻機(jī)首先需要用到光，但并不是任何光都可以進(jìn)行光刻——波長(zhǎng)越短的光，刻出來(lái)的刻痕越小——而紫顏色的光比紅顏色的光波長(zhǎng)更短，因此一般用紫光或者紫外線來(lái)做光刻機(jī)的“紋身針”。

光刻這個(gè)工藝一般的做法是先在硅片表面涂上均勻的光刻膠，然后將掩模版上的圖形放在光刻膠上，接著用光刻機(jī)的光進(jìn)行掃射，這樣電子元器件器件或電路結(jié)構(gòu)就會(huì)被“復(fù)制”到硅片上了。

對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，光刻機(jī)或許是一個(gè)陌生的名詞，但它卻是制造大規(guī)模集成電路的核心裝備——它是芯片工業(yè)的母機(jī)——這也是我們的裝備制造業(yè)還沒(méi)有達(dá)到世界一流水平的地方。

在每顆芯片誕生之初，是都需要經(jīng)過(guò)光刻工藝的。換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，光刻機(jī)其實(shí)是把電子工程師的設(shè)計(jì)思想''印入’硅材料的一種必要裝備——按照科幻小說(shuō)《三體》來(lái)比喻，光刻機(jī)可以看成是一種打印思想鋼印的高級(jí)機(jī)器，它能把思想變成為實(shí)物。

阿斯麥的光刻機(jī)是怎么造出來(lái)的？

前面已經(jīng)說(shuō)到，光刻機(jī)必須用到光，而光是由光源發(fā)出來(lái)的。

光刻機(jī)的光源可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類。

阿斯麥的光刻機(jī)按照使用的光源不同，可以分為DUV光刻機(jī)和EUV光刻機(jī)。DUV是Deep Ultra Violet的縮寫(xiě)，翻譯成中文就是“深紫外光”；而EUV是Extreme Ultra Violet的縮寫(xiě)，翻譯成中文就是“極深紫外光”。

據(jù)《互聯(lián)網(wǎng)周刊》了解，DUV光刻機(jī)的極限工藝節(jié)點(diǎn)是28納米，要想實(shí)現(xiàn)比28納米更細(xì)的芯片制程，就只能使用EUV光刻機(jī)了，目前阿斯麥的EUV光刻機(jī)能做到的最小芯片制程是7納米——這已經(jīng)是當(dāng)前世界的最高水平了。

紫外光的光源一般是激光器，比如2013年阿斯麥的EUV光刻機(jī)研發(fā)成功，當(dāng)時(shí)使用的光源是波長(zhǎng)為193納米的準(zhǔn)分子ArF激光，使用這種激光光源的光刻機(jī)使得硅片晶園的加工工藝能達(dá)到22納米左右。當(dāng)然了，如果換成波長(zhǎng)更短的13.5納米紫外線光，那么就可以做到7納米的芯片制程。

阿斯麥的光刻機(jī)所用到的激光器也不是它自己生產(chǎn)的。在早期，阿斯麥用的激光器光源是美國(guó)Cymer公司制造的（2012年10月為了加快EUV光刻機(jī)的研發(fā)進(jìn)度，阿斯麥宣布收購(gòu)Cymer公司）。后來(lái)，德國(guó)亞琛的XTREME technologies公司，也為阿斯麥公司研制EUV極端紫外光刻機(jī)提供13.5納米波長(zhǎng)的極端紫外光源（這種激光光源的功率很大，大概在200瓦特左右，這可以實(shí)現(xiàn)大致相當(dāng)于4萬(wàn)個(gè)激光筆同時(shí)打開(kāi)以后的光功率）。

除了激光器光源，阿斯麥的光刻機(jī)還用到了很多光學(xué)鏡頭，這些鏡頭多數(shù)依靠德國(guó)蔡司的光學(xué)技術(shù)。而且整臺(tái)光刻機(jī)的核心的機(jī)械零部件也來(lái)自美國(guó)和德國(guó)，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，阿斯麥?zhǔn)且患铱茖W(xué)儀器的系統(tǒng)集成商。

阿斯麥EUV光刻機(jī)的中國(guó)用戶有哪些？

阿斯麥最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)可以達(dá)到7nm的工藝精度，這是最先進(jìn)的光刻機(jī)。但這種最先進(jìn)的設(shè)備在中國(guó)大陸是“禁運(yùn)”的（受西方《瓦森納協(xié)議》的限制，中國(guó)大陸廠商只能買到阿斯麥的中低端產(chǎn)品，出價(jià)再高，也無(wú)法在第一時(shí)間購(gòu)得最先進(jìn)的光刻機(jī)）。

所以直到現(xiàn)在，我國(guó)大陸還沒(méi)有任何一家芯片企業(yè)可以獲得阿斯麥的EUV光刻機(jī)用于生產(chǎn)。

但因?yàn)榘⑺果準(zhǔn)桥_(tái)積電的股東，所以它生產(chǎn)出來(lái)的最先進(jìn)的光刻機(jī)，會(huì)在第一時(shí)間供貨給臺(tái)積電。這種模式也使得臺(tái)灣地區(qū)在芯片制造技術(shù)的源頭上會(huì)領(lǐng)先一些，這里面有一個(gè)技術(shù)革新的時(shí)間差是短期內(nèi)無(wú)法克服的。

據(jù)《互聯(lián)網(wǎng)周刊》所了解，平均每臺(tái)EUV光刻機(jī)的價(jià)格超過(guò)1億美元。2017年，阿斯麥的EUV光刻機(jī)全年出貨量?jī)H為12臺(tái)；2018年全年可望增加至20臺(tái)，但能發(fā)貨到中國(guó)大陸地區(qū)的訂單被壓到2019年以后。

2017年10月，阿斯麥中國(guó)區(qū)總裁金泳璇在接受媒體（DIGITIMES）采訪時(shí)說(shuō)：“阿斯麥對(duì)中國(guó)大陸芯片加工廠與國(guó)際客戶一視同仁，只要客戶下單，EUV光刻機(jī)進(jìn)口到中國(guó)大陸完全沒(méi)有任何問(wèn)題，在交期方面，所有客戶也都完全一致，從下單到正式交貨，均為21個(gè)月?！辈贿^(guò)，金泳璇的表態(tài)也只在理論上成立，從實(shí)際操作上卻存在一定的問(wèn)題，因?yàn)楣蓹?quán)結(jié)構(gòu)上存在的利益關(guān)系（阿斯麥公司有一個(gè)非常奇特的規(guī)定，只有投資阿斯麥公司，才能夠獲得優(yōu)先供貨權(quán)。這樣的投資合作模式使得阿斯麥獲得了大量的資金，包括英特爾、三星、臺(tái)積電、海力士都在阿斯麥中有相當(dāng)可觀的股份，因此也形成了龐大的利益共同體），另外也受到了《瓦森納協(xié)議》的影響，中國(guó)大陸實(shí)際上很難在第一時(shí)間獲得阿斯麥的技術(shù)最為領(lǐng)先的光刻機(jī)產(chǎn)品。

據(jù)《互聯(lián)網(wǎng)周刊》了解，2017年來(lái)自中國(guó)大陸的芯片加工公司中芯國(guó)際與阿斯麥公司簽訂了7納米工藝制程的EUV光刻機(jī)訂單，到2019年，大陸首臺(tái)EUV光刻機(jī)可望落地中芯國(guó)際。

從這里也可以折射出阿斯麥公司在光刻機(jī)市場(chǎng)上的壟斷性行業(yè)地位。目前，位于中國(guó)武漢的長(zhǎng)江存儲(chǔ)等芯片設(shè)計(jì)制造公司也還沒(méi)有EUV光刻機(jī)，它們現(xiàn)在使用的是阿斯麥DUV光刻機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)芯片的制造。

X射線同步輻射與電子束刻蝕機(jī)才是未來(lái)

為了擺脫《瓦森納協(xié)議》對(duì)中國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)造成的技術(shù)壓制，縮短與國(guó)際先進(jìn)芯片設(shè)備的技術(shù)革新時(shí)間差。中科院微電子研究所與上海微電子等單位正在積極研制中國(guó)自己的光刻機(jī)。

在上海微電子公司總經(jīng)理賀榮明看來(lái)，光刻機(jī)是把世界做“小”的裝備，是微納制造的工業(yè)母機(jī)——因?yàn)闊o(wú)論是手機(jī)、電腦、電視，它們的電子終端都離不開(kāi)芯片。如果沒(méi)有“中國(guó)光刻機(jī)”，那么制造“中國(guó)芯”也就無(wú)從談起，可以說(shuō)，誰(shuí)掌握了光刻技術(shù)，誰(shuí)就擁有了芯片產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的掌控權(quán)。

但是，制造一臺(tái)光刻機(jī)并不容易，一臺(tái)光刻機(jī)有上萬(wàn)個(gè)零件，要在電腦程序控制下進(jìn)行復(fù)雜協(xié)調(diào)的聯(lián)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)精度誤差不得超過(guò)一根頭發(fā)絲的千分之一。

2009年，上海微電子的首臺(tái)光刻機(jī)樣機(jī)問(wèn)世。

在目前光刻機(jī)的市場(chǎng)上，除了日本的尼康，上海微電子成為來(lái)自中國(guó)的代表性品牌之一。

但是，中國(guó)完全自主生產(chǎn)的光刻機(jī)只有90納米的工藝制程，離阿斯麥EUV光刻機(jī)最好的指標(biāo)——7納米工藝制程還有一個(gè)數(shù)量級(jí)的距離。

當(dāng)然，中國(guó)也不用妄自菲薄，目前中國(guó)精密激光已經(jīng)進(jìn)行取得很大進(jìn)展——用于空間引力波探測(cè)的激光器正在研究，這在未來(lái)也可以投入到光刻機(jī)等行業(yè)中。而中國(guó)在精密機(jī)械部分定位上也已經(jīng)突破，目前能做到的最好定位精度達(dá)到2納米。

另外一方面也值得注意，其實(shí)，在目前這個(gè)時(shí)代，摩爾定律其實(shí)已經(jīng)開(kāi)始失效，因?yàn)楸?納米更小刻線的光刻機(jī)的制造越來(lái)越難， EUV光刻機(jī)雖然代表了阿斯麥公司的技術(shù)一流的地位，但芯片刻線越細(xì)，量子力學(xué)效應(yīng)越明顯。在未來(lái)，傳統(tǒng)的光刻機(jī)已經(jīng)不受摩爾定律的左右，具有更小波長(zhǎng)的X射線同步輻射與電子束刻蝕機(jī)才是未來(lái)發(fā)展的方向——在這方面，中國(guó)已經(jīng)布局了上海光源等同步輻射光源，在國(guó)際上處于一流的領(lǐng)先地位。從芯片的角度來(lái)說(shuō)，則量子計(jì)算機(jī)才是未來(lái)的發(fā)展方向，中國(guó)科技大學(xué)的潘建偉研究組等在這方面也已經(jīng)取得國(guó)際一流的成績(jī)。

中國(guó)應(yīng)該在科學(xué)技術(shù)上奮起直追，但也要把握在其他相關(guān)替代方向上彎道超車的機(jī)會(huì)。而且，我們必須承認(rèn)，在自由貿(mào)易的表面下，實(shí)際上高技術(shù)市場(chǎng)并非是沒(méi)有壁壘的，中國(guó)這樣的大國(guó)，應(yīng)該追求完備的工業(yè)體系，在市場(chǎng)化的前提下進(jìn)入全球化分工，同時(shí)積極探索高科技創(chuàng)新的有效模式。