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美國,為什么愛盯著荷蘭的光刻機?

2024-01-05
來源:芯師爺
關鍵詞: ASML 光刻機

全球光刻機巨頭ASML(阿斯麥)的新年開篇頗有些鬧心。

新年首日,ASML發布公告稱,荷蘭政府最近吊銷部分了2023年發貨的NXT:2050i和NXT:2100i光刻系統的許可證,影響了少數中國客戶。

吊銷舉措比荷蘭出口管制新規原定生效的日期提前了數星期。當然,這背后少不了美國政府的施壓。“在美國拜登政府的要求下”,彭博社如此形容道。

美國政府對荷蘭公司ASML的要求可謂接二連三 ↓↓↓:

2019年以來,美國事實上禁止ASML極紫外(EUA)光刻機向中國大陸出口。

2023年3月,ASML表示將需要申請出口許可證才能裝運最先進的浸潤式DUV系統。

2023年,美國宣布新規,如果ASML的浸潤式DUV系統“Twinscan NXT1930Di”機器含有任何美國零部件,美國有權限制其出口。

為什么美國就愛盯著荷蘭的光刻機不放?除了ASML是全球唯一一家能夠生產7納米及以下芯片所需的EUV光刻機的廠商之外,美國與ASML還有什么“仇”有什么“恨”?

ASML 與 EUV LLC

對于芯片制造,光刻是一個必不可少的環節。可以說,沒有光刻機,就沒有現代芯片產業。2018年,ASML推出全球第一款EUV光刻機,將摩爾定律向前延續至5納米及以下制程的節點。時至今日,ASML都是EUV技術唯一的玩家,并且壟斷全球光刻機市場80%的份額。

不過,美國或許覺得,ASML之所以能取得今日光刻龍頭的地位,很大程度上是因為早期美國科技界的支持。

1996年,為了從理論上驗證EUV的可行性,英特爾聯合美國能源部下面的三大國家實驗室,以及摩托羅拉和AMD等芯片廠商成立了合作組織EUV LLC聯盟(極紫外線有限責任公司)。

當然,作為一位芯片制造商,英特爾的目標是制造東西,而不僅僅是科學研究。因此,英特爾希望找到一家能夠商業化和大規模生產EUV工具的公司加入EUV LLC,這個被選中的半導體設備公司就是ASML。

就這樣,1997年--2003年,EUV LLC匯集了幾百位頂級科學家,投入2億美元(其中大部分由英特爾支持),發表了幾百篇論文,終于驗證了EUV光刻機的可行性。

之后,EUV LLC聯盟解散,ASML繼續將科學研究轉化成商業成果,并在15年后,克服重重困難推出了全球首款EUV光刻機,也徹底將競爭對手尼康甩在身后。

且不論EUV LLC的研究成果在多大程度上幫助了ASML。雖然不明說,但美國暗地里多少會覺得,在這方面,ASML欠他們一份人情。而既然欠了人情,該還的時候總要還的,對吧?

美國,失落的光刻機霸主

美國政府現在看ASML的心情,應該是五味雜陳的。一方面,不得不仰仗其最新一代光刻機來重建美國在芯片先進制造上的領先地位。另一方面,這個游離在荷蘭的光刻機巨頭,多少讓美國品出了一絲“養虎為患”的意味。

自始至終,美國政府對ASML壟斷光刻機技術都是忌憚的。最初英特爾邀請ASML加盟EUV LLC時,美國政府內部就出現一些聲音,認為讓外國公司獲得美國國家實驗室最先進研究成果的做法不合適,因為一旦成功,美國將依賴ASML的光刻機作為所有計算的基礎工具。

世紀之交,ASML準備收購美國最后一家大型光刻機公司硅谷集團(SVG)。當時,硅谷集團已經遠遠落后于行業領先者,但美國國防部再次質疑該交易是否符合美國的安全利益。三名參議員寫信給時任總統提出反對,稱“ASML最終將擁有美國政府的所有EUV技術。”

不過,反對的聲音在當時都是占少數的,ASML最終還是順利加入EUV LLC以及收購了硅谷集團。現在回過頭看,美國政府或許多少有些懊悔讓ASML成為唯一家EUV光刻機設備商。

而更懊悔的或許是,這樣的局面確是自己一手造成的,因為自己沒有延續光刻機霸主的地位。是的,美國公司GCA(美國地球物理公司)曾在20世紀八十年代初處于行業全球領先地位。

1978年,GCA推出第一臺步進式光刻機并壟斷了全球85%的半導體光刻設備市場。這種可以一步一步地移動的設備,能逐個將硅片上的每個芯片曝光,比當時已有的掃描式準確得多。很快,訂單如雪片般飄來,GCA也市值暴漲。

不過,GCA的壟斷地位沒有持續很久,半導體下行周期疊加日本公司尼康的有力競爭,GCA的市場份額在20世紀八十年代后期下降到50%,直至成為一個遠落后于尼康、佳能和ASML的小公司。1993年,GCA關閉。關閉前,GCA曾最后一次呼吁美國政府的幫助,但美國政府得出的結論是,什么也做不了。

種種情緒疊加,或者可以解釋為什么在對ASML光刻機的出口上,美國如此敏感。

寫在最后

曾幾何時,全球化分工是半導體產業最引以為傲的特征之一,也帶動了全球半導體產業在過去60年間的蓬勃發展。

而EUV光刻機,恰恰是半導體產業全球化協作開出的最美麗的花朵,需要EUV LLC的基礎研究,更需要ASML此后十數年的堅持和突破、全球零部件供應商的齊心協力、以及全球半導體市場的哺育。

如今,如何延續摩爾定律成為產業急迫需要解決的問題,產業卻深陷地緣政治的陰霾中,以封鎖、打壓、限制取代正常的商業競爭。

對于美國施壓荷蘭ASML公司停止向中國出口光刻機,1月2日,外交部發言人汪文斌回應道,“半導體是高度全球化的產業。在各國經濟深度融合的背景下,美方有關霸道霸凌行徑嚴重違背國際貿易規則,嚴重破壞全球半導體產業格局,嚴重沖擊國際產業鏈供應鏈安全和穩定,必將自食其果。”


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