一提起荷蘭,大家首先想到的是風車和郁金香。很少有人會留意到, 在雨水充沛、人口不到3 0 萬的荷蘭南部城市埃因霍溫,坐落著一家叫阿斯麥(A S M L)的公司,它是全球最大的光刻機制造商。
一個多世紀以來,埃因霍溫一直是電子廠商飛利浦的研發基地。1984年,阿斯麥從飛利浦獨立,從一間小木屋起家,發展為同時在歐洲和美國上市、市值排名歐洲前三的科技巨頭。阿斯麥的地位有多重要?可以這么說,如果它停產,全球半導體芯片生產將會停擺。
從智能手機到家用電腦,再到如今爆火的新能源汽車和A I,都離不開決定它們計算能力和性能的“大腦”——芯片。英偉達是目前芯片大戰中最大的贏家,它幾乎壟斷了訓練AI必備的GPU芯片。英偉達只設計芯片,并不生產,而是交給臺積電代工,后者是世界上最大的芯片生產商。
但是,想要造出芯片,都離不開阿斯麥,因為它壟斷了芯片生產必備的設備:光刻機。光刻機之于我們這個時代,如同蒸汽機、發電機以及計算機之于前三次工業革命一樣重要。
光刻機堪稱人類工藝的巔峰。芯片生產過程和“照相”接近,用光把復雜的電路設計圖“刻畫”在原材料硅片上。光刻技術水平決定了芯片中晶體管能做多小。越小,電路越復雜,芯片的性能越強。現在主流智能手機,芯片大部分在7納米及以下。制造7納米以下的芯片,需要使用一種機器:極紫外光刻機,英文簡稱EUV。全世界只有阿斯麥能造出可以商用的EUV,每臺1 . 5 億美元。因為體積很大,送貨時需要拆解后,由多架波音747客機運送。
想象一下,兩架時速1000公里的飛機高速并排飛行時,從一架飛機中伸出一根縫衣線,精準插入另一架飛機的針孔,難度會有多大?EUV光刻機工作時的精度比這個還要高。在阿斯麥園區里,所有進出的人,包括不久前來參觀的韓國總統尹錫悅,都要穿上專門設計的工作服:這里容不得一點灰塵,空氣潔凈程度是醫院手術室的1000倍。只有這樣的環境,才能造出EUV。
在阿斯麥早期發展時,面臨著和崛起的日本芯片廠商尼康和佳能的激烈競爭,但阿斯麥把握住了國際風云的變換,專注于光刻機核心技術的研發,通過與歐美大學以及研究機構的合作,打造上下游利益鏈條,奠定了堅實的技術基礎,用了30年時間,建立起了極高的技術壁壘。
單臺EUV光刻機配件多達10萬個,集結了全球頂級技術,不是一個國家的技術儲備力量能夠獨立實現的。阿斯麥也并不是只靠自己來做這事兒。它是“外包”思維的堅定踐行者,有5000多家合作企業,遍布美國、日本、德國等工業強國。比如,機器的光學系統就交給德國著名企業蔡司負責,迄今建造的最大、功能最強的空間望遠鏡詹姆斯·韋伯,同樣由這家企業設計和生產。
但是, 也因為這種“外包”機制,EUV的很多技術基礎掌握在美國、日本等國的企業中,其零件55%以上來自美國,這使美國有條件要求阿斯麥禁止對特定國家出口光刻機。荷蘭科技作家瑞尼·雷吉梅克曾坦言:“阿斯麥是一家歐洲公司,但它同樣可以被視為一家美國公司。荷蘭政府假裝對阿斯麥有控制權,但美國人總是有最后的發言權。”
自從美國發布芯片禁令以來,全球半導體產業鏈的平衡被打破,各國紛紛加強了對半導體產業的投入和研發,以期在激烈的國際競爭中占據有利地位。比如,日本作為半導體產業的傳統強國,最近在光刻機技術上取得了重大突破。2023年10月,曾經的巨頭佳能發布了能生產5納米芯片的光刻機,這臺機器將來甚至有可能用來制造2納米芯片。
光刻機行業久違地出現了硝煙味,但從長遠來看,阿斯麥在全球芯片市場的競爭優勢依舊明顯,打破阿斯麥對先進光刻機的壟斷,任重而道遠。
資料來源:《看天下》《南風窗》、界面觀察等,攝圖網/圖