试听180秒【读书】ASML为何能造出顶级光刻机？1个中国人+1张入场券

尽管ASML在今天的光刻机市场上要风得风、要雨得雨，但三十多年前拿到的剧本，可以说是一开始就走在翻盘的路上。我们可以列举一下当时ASML的困境。

第一，缺钱，动不动缺一亿美元那种；第二，缺人，缺掌握高精尖技术的人才；第三，缺客户，没人愿意买产品；第四，缺时机，ASML刚进入光刻机市场的时候，不属于大众眼中的“好时机”。那个时候，美国的GCA是当仁不让的市场领导者，尼康也正在强势发育，留给ASML的市场份额是0；最后是缺时间，缺货时间拖得太长，来不及补货。

ASML出身真的有那么惨吗？其实不然。

1980年代，全世界的半导体行业都在高速发展，大家都知道未来将会是电子科技的时代。在这个大背景下，1984年，世界电器巨头飞利浦和半导体制造商ASMI联合起来，组建了ASML，专注于开发光刻系统。可以说，如果论“拼爹”，飞利浦亲手打造的ASML将不输任何人。

但ASML的待遇，实在又过于差劲。在飞利浦打造的商业帝国里，ASML显然不是“太子”，甚至连个“私生子”都算不上，待遇之差简直让人怀疑它只是飞利浦充话费送的。

本来飞利浦打算和同为巨头的IBM搞合作，但是IBM并不感冒。飞利浦没办法，就只好屈尊降贵和ASMI这样的小厂合作。创业之初，飞利浦只给ASML投了210万美元，整个ASML团队也就只有几十人，光从资金和团队规模就能看出当时的ASML有多艰难了。成立于1984年4月1日愚人节的ASML，除了“因为被选入ASML，而对前途不抱希望”的47名飞利浦员工，1名ASML员工，17台无法出售的光刻机，0%的市场份额和空空的存款，这个新公司什么都没有，买杯咖啡都会破产。

（2）

ASML假如想成为市场霸主，逆天翻盘，就必须在技术上领先老牌厂商。

上世纪90年代，整个半导体行业都陷入了一个共同的难题：光刻机光源波长被卡死在193nm。刻画不出更精致的线条，自然就造不出更精细的、性能更强的芯片。面对难题，虽然实践成功率低、回报率低，但老巨头尼康、佳能等厂商依然采用传统解题方法，钻研新的光源，强行将光源缩短到157nm波长。另一边，一个年轻人提出了创新想法，为什么非要改变波长？时任台积电研发副经理的林本坚就想出了浸没式光刻法：在镜头和光刻胶之间加一层水，经过水的折射，光线波长可以由193nm变为132nm。没错，就是我们初中学的折射原理。

但当他拿着新型创意前往巨头大厂毛遂自荐时，得到的却全是拒绝。尼康、佳能、IBM等所有巨头甚至要联合起来封杀林本坚。

原因可想而知。当面对一堵门，有人扛来长枪短炮重型武器不停的轰炸，但会有另外的人建议，我们来找找钥匙开门。虽然成功的路上，独辟蹊径往往意味着降维打击，但巨人转身慢，巨人怕成本。而同样在光刻机难题中挣扎求存的ASML如同大海中的一叶扁舟，虽然体量较小，却可以灵活转向，全力冲刺。于是，同是满腔壮志无处可酬的ASML，向林本坚抛出了橄榄枝，他们决定采纳浸润式技术。这不仅意味着拥有了台积电的订单和深厚的友谊，还意味着一场豪赌，一条少有人走的创新之路。命运总是垂青更勇于改变的那个人。

2004年，ASML全力赶出了第一台浸润式光刻机样机，波长132nm，力压尼康的157nm。

2007年，在原有光源与镜头的条件下，ASML又显著提升蚀刻精度，继而拿到60%的光刻机市场份额，首次超过尼康。

（3）

ASML发展史上有两个节点。

第一个节点，就是刚刚讲的，采纳林本坚的“浸润式方案”，第二件事是加入EUV LLC。EUV LLC，全称极紫外线有限责任公司。虽然名字里带着“有限责任公司”，但其实本质上是一个联合研究项目，它最初的目标也只是集合行业内的精干力量在193nm光源上取得突破。整个项目由英特尔公司和美国能源部牵头，其他的参与研究的单位也都赫赫有名，比如通信巨头摩托罗拉、芯片巨头AMD、擅长材料科学的“劳伦斯-利弗莫尔”国家实验室、擅长核物理和物理科学的“劳伦斯伯克利”实验室和擅长核物理的桑迪亚国家实验室。除了上述这些美国企业外，只有两家外国公司收到了英特尔的邀请信：一家是德国的英飞凌，另一家就是荷兰的ASML。而当时市场上如日中天的尼康和佳能，由于自身的日资属性，所以压根儿就没美国人被考虑过。

ASML能加入，一是它同样属于西方企业，二是ASML在美国政府面前表现得服服帖帖，除了在美国本土留下技术和人才之外，ASML还专门保证新设备上55%的零件都会选择由美国厂商来供应，这等于是给美国纳了一份投名状。与其说这是一个联合研发项目，不如说它是一个由美国政府主导的“科技兄弟会”。

可以说EUV光刻机是整个欧美科技产业最高技术的结晶。

有人形容EUV光刻机“是集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物”。还有人赋予其一个极美的称呼，“半导体行业皇冠上的明珠”。皇冠上最大最中心的明珠，仅此一颗，也说明了光刻机在芯片制造中无可争议的地位。因为精度之高，光刻之“刻”靠普通刀子自然实现不了，于是要以“光”为刀进行雕刻，目前的精度7nm，相当于把病毒大卸八块，把一根头发丝劈成几万份。

有资料显示，1台光刻机包含13个分系统，3万个机械件，200多个传感器。其中，光源产生极紫外光EUV的难度相当于在飓风中心，以每秒5万次的频率用乒乓球击中同一只苍蝇两次；冷却激光器，每秒需要能填满6个浴缸那么多的水；光刻机的分辨率，则相当于把48万个单词的《指环王》在同一张纸上印刷2625遍；每一步都难度颇大，但制作一颗芯片大概需要3000道工序，要想保证光刻机完美运转，每一步的成功率都要高于99.99%。

纵看ASML的发展史，在ASML的财富密码中，除了对机遇的把握，最重要的部分其实只有一个：它有这个资格，它有入场券。真正让ASML把尼康、佳能踢出场外的技术，是EUV。而ASML能获得EUV技术，是因为它拿到了当年的那个“科技兄弟会”的入场券。尼康没这个资格，就算再怎么努力也融不进去那个圈子。

刘慈欣在小说《三体》中讲述过这么一则具有现实意义的寓言，为了摆脱生存危机的三体文明，希望征服和占领地球，来掠夺地球的资源。由于害怕地球文明存在技术爆炸的可能性，三体世界对地球实施了技术封锁，用“智子”锁死了地球基础物理学研究，人类一切科学技术无法取得质的突破，人类文明也就无法击败三体文明。中国的半导体企业和半导体设备生产企业也正面临着这样的一个境地，国产芯片出路在何方？既然美国可以主导EUV技术的开发，那么在下一代半导体装备研究或者更前沿科技研究中，是否可以成立由中国主导的“科技兄弟会”？虽然没有任何一份成功可以复制，但ASML的故事足够鼓舞人心。