ASML的秘訣：在安格斯特時代的半導體成功

摩爾定律在2nm以下甚至進入安格斯特級別后不再像過去那樣迅速發展，而競爭對手也在努力趕上。荷蘭半導體設備制造商ASML能否繼續在極紫外（EUV）光刻設備市場中保持其壟斷地位？

世界上最先進的高NA EUV機器是否會成為其客戶實現技術飛躍的終極武器？地緣政治的不確定性將如何改變ASML未來的戰略？

自上世紀70年代以來一直關注ASML的TechInsights副主席G. Dan Hutcheson，以及《焦點——ASML之路》的作者兼荷蘭報紙NRC記者Marc Hijink，進行了深入討論，探討這些問題。

應對地緣政治的不確定性

盡管ASML和其他半導體設備供應商受益于美國對中國實施的出口管制所帶來的需求，地緣政治可能對行業產生長期影響，因為額外的產能和生態系統正在建立。

Hutcheson和Hijink認為，ASML將追隨其客戶的腳步，將生產從西太平洋走廊分散到美國和歐洲。然而，其客戶晶圓廠的運營效率可能是一個問題。

“我們進入了一個新世界，工具的利用率較低，”Hutcheson說，“問題是，如果你找不到操作工具或維修工具的工人，你的晶圓廠就毫無用處。”

Hijink觀察到，盡管各國努力將生產帶回本土并面臨人才短缺問題，亞洲在未來仍將是芯片生產的重要中心，因為韓國和臺灣在ASML擴展中仍然占有重要地位。

ASML的壟斷地位不太可能受到挑戰

然而，Hijink警告說：“ASML最大的擔憂是，當前對中國技術的限制可能會在長期內刺激它并帶來更大的問題?！彼赋?，中國獲得這些西方光刻工具的機會越少，中國公司就越傾向于自行開發?！氨M管它們現在可能無法與ASML和尼康競爭，但從長遠來看，你會看到更多的增長空間和研發資金?！?/p>

然而，Hutcheson認為，沒有任何公司能在沒有大量政府補貼的情況下挑戰ASML的光刻壟斷地位?！拔迨昵?，我提出了一個定律，即市場能夠維持的非補貼競爭者的數量等于市場總規模的1/5除以開發新一代技術的成本，然后減去該成本的1.5倍，”Hutcheson說?！盀榱宋袌鲋械牧硪粋€競爭者，風險門檻必須足夠低，以便有足夠的研發資金支持開發至少1.5個現有市場中的工具?！?/p>

在過去的五十年里，這一最大值在100個或更多半導體設備子市場中保持了穩定，這解釋了市場從20世紀80年代的20多個半導體設備制造商合并到現在光刻設備市場上僅剩的少數幾家，Hutcheson解釋說。

作為半導體行業的資深人士，Hutcheson見證了ASML在過去四十年中的風風雨雨，通過更好的管理和技術發展存活下來。Hijink補充說，ASML之所以能夠生存下來，是因為它在低潮時期投入了更多的研發，即使多次瀕臨破產邊緣，并巧妙地邀請其客戶臺積電、英特爾和三星投資并共同開發EUV機器。

通過獲得投資，ASML成功獲得資金收購了位于圣地亞哥的光源公司Cymer，并與德國鏡片制造商蔡司建立了戰略聯盟。這些關鍵組件和電子束技術構成了ASML成功的秘密配方，競爭對手無法復制。

然而，重復這樣的成功變得越來越困難?！皼]有一家公司能夠單獨負擔得起，因為研發變得越來越昂貴，”Hutcheson引用Nvidia的John Chen的話說，他是臺積電的首任研發總裁，“未來，IC不再意味著集成電路，而是意味著行業合作。”

Hutcheson估計，從頭開發一臺新的EUV工具的成本將需要數萬億美元，相當于一些國家的國內生產總值，這還假設可以繞過所有現有的知識產權障礙。“在某種程度上，它平衡了地緣政治的競爭環境。所以也許EUV應該獲得諾貝爾和平獎，因為沒有任何國家能夠在沒有EUV的情況下攻擊其他國家，”Hutcheson打趣道。

高NA機器能否幫助技術飛躍？

隨著英特爾、三星和臺積電在未來幾年內計劃大規模生產2nm芯片并向1.4-1.6nm推進，ASML的高NA EUV機器成為半導體行業報紙的頭條新聞。

如往常一樣，ASML按照與客戶約定的時間表向客戶運送價值3億美元的高NA機器，并與客戶一起進行繁瑣的調整和錯誤修正。媒體一直將高NA EUV描述為技術追趕者實現技術飛躍的關鍵。然而，Hutcheson深入探討了光刻之外的半導體制造過程中涉及的復雜問題。

“在2nm和1.4nm時代，有很多技術問題。我們將不得不看看他們能否解決這些問題并將其轉化為優勢，”Hutcheson解釋說，光刻不是唯一的因素，還有全柵（GAA）結構的問題，因為存在漏電問題?！斑€有可靠性問題，外延層相當差。所以實際上有更多的材料和系統工程問題，而不是光刻問題。”

盡管英特爾似乎買下了今年所有可用的高NA機器，臺積電并不急于將其應用于1.4-1.6nm工藝。然而，ASML表示，所有購買了EUV的客戶都將升級到高NA EUV。

“我認為英特爾必須做更多的努力，試圖超越臺積電，這是一個大膽的舉動，但這只是英特爾面臨的挑戰的一部分，”Hijink說?！八麄冏畲蟮奶魬鸩皇羌夹g，而是他們想做代工業務，因為他們必須創造足夠的晶圓產能，或者說足夠的規模，才能在與三星和臺積電這樣的巨頭競爭中具有經濟可行性。這增加了采用他們不那么熟練的新技術的難度?！?/p>

Hutcheson警告說，現在判斷技術競爭的結果還為時過早。然而，從半導體行業的歷史來看，幾十年的研究、汗水和淚水，修正大量錯誤，再加上在正確的時間做出正確的決定以及與客戶建立深厚的信任，使得ASML和臺積電成為今天的樣子。

ASML，作為收購的結果，融合了歐洲、亞洲和美國的文化，可以成為臺積電的一個偉大老師，而臺積電才剛剛開始將其足跡擴展到美國和歐洲。隨著兩者之間如此緊密的聯系，以及人工智能成為半導體未來增長的主要驅動力，可以肯定的是，未來不會缺少令人著迷的故事。