光刻機一直是人們稱為現(xiàn)代光學的工業(yè)之花。制造商要開發(fā)和制造光刻機,需要投入非常高的資金和人力資源,因此半導體設備行業(yè)只有少數(shù)制造商能夠制造光刻機。(莎士比亞、光刻、光刻、光刻、光刻、光刻、光刻、光刻)
伴隨著半導體行業(yè)的洗牌和日系廠商的沒落,現(xiàn)在也僅有荷蘭ASML(阿斯麥)為人類扛起了光刻技術的大梁。ASML被人們認為是一家集西方光學工業(yè)應用科學和半導體尖端制造設備技術于一體的高科技企業(yè)。ASML積累起的專利技術,以及在半導體及其相關行業(yè)中的影響力,是其他任何一家半導體廠商都沒法忽視的。一方面,從2016年第3季到2017年第3季,ASML的凈銷售額是逐個季度遞增。在這近5個季度中,ASML的毛利率高到了什么樣的程度?介于40%到50%之間!當然,ASML在這近5個季度中,還維持著20%到30%的凈利潤率。另一方面,僅僅是在2017年第2、3兩個季度中,ASML向廠商們供應的技術產(chǎn)品中,KrF和ArF這兩類光刻機的銷售價值比重之和超過了70%,EUV光刻機的價值比重相對地還不算大。并且,ASML的客戶主要來自于中國臺灣省、韓國和美國的廠商。值得補充的是,2017年第1季,ASML向廠商提供的技術產(chǎn)品中,KrF和ArF光刻機的價值比重之和差不多為90%,且無EUV光刻機,中國大陸、中國臺灣省、韓國和美國的廠商是ASML的主要客戶。
無論是半導體材料行業(yè),還是半導體設備行業(yè),基本上都是被國外廠商所壟斷。在半導體材料行業(yè)中,從2016年至今,日系廠商信越半導體和勝高科技在硅晶圓片市場中合計占有過半的市場份額,掩膜板市場基本上是被美國福尼克斯、日本印刷株式會社DNP和日本凸版印刷株式會社Toppan三家所壟斷,光刻膠的核心技術依然由美、日廠商掌握,CMP材料市場被美國陶氏化學壟斷。在半導體設備行業(yè)中,美國廠商研制的熱處理、鍍膜設備和離子注入設備等半導體設備在業(yè)界中處于領先的地位,日本廠商研發(fā)和生產(chǎn)的刻蝕設備、涂膠設備、顯影機和測試設備等半導體設備在行業(yè)中有著突出的表現(xiàn),ASML研發(fā)和制造的光刻機,尤其是高端光刻機,已然是行業(yè)中的第一名。2016年,半導體設備行業(yè)中的前十大廠商中,ASML便排在了第三的位置。
光刻機行業(yè)中原本有ASML、日本尼康和日本佳能三家巨頭。在193納米技術成為行業(yè)的主流技術后,ASML憑借自身的技術和產(chǎn)品優(yōu)勢,逐漸地甩開了尼康和佳能等競爭對手。之后,隨著臺積電、三星和英特爾等芯片制造廠商爭相推進制程工藝朝著更尖端的方向發(fā)展,這些芯片制造廠商都將不得不用到更先進的光刻機。于是,EUV光刻機被芯片制造廠商寄予厚望。早在2012年,ASML為了加快研發(fā)EUV光刻機和18英寸硅晶圓片,便想到了邀請自己的主要客戶也參與到該投資和研發(fā)計劃中來。隨即,臺積電、三星和英特爾均積極地參與到了該計劃中來。臺積電向ASML投資8.38億歐元、三星向ASML投入5.03億歐元,英特爾向ASML投資最多,為25.13億歐元。
(注釋:EUV光刻機的技術原理圖。)
實際上,臺積電、三星和英特爾這三大芯片制造廠商在當時也都是沒得選,因為尼康和佳能等廠商肯定是不具備研發(fā)可用于7納米制程工藝節(jié)點的EUV光刻機,反而只有ASML是最有可能研發(fā)出該光刻機出來。三大芯片制造廠商個個心知肚明,假如連在光刻機設備行業(yè)中排名第一的ASML都沒能成功地研發(fā)出EUV光刻機,那么其他廠商更是沒有可能開發(fā)出EUV光刻機。倘若ASML研發(fā)EUV光刻機獲得了成功,那么三家芯片制造巨頭向ASML投入的資金在后面不但能收回來,還能再賺上一大筆。現(xiàn)如今人們都看到了,ASML沒有辜負眾廠商們的希望,業(yè)已研制出了商用的EUV光刻機。單臺EUV光刻機的售價貴到1億多歐元,相當于是一架F35隱身戰(zhàn)斗機的價格。
ASML于1984年在荷蘭成立后至今,在市場中能夠一路發(fā)展到今天的規(guī)模,肯定是克服了很多的艱難險阻的。ASML的員工總數(shù)已不下于1.4萬人,其中包括了很多的尖端技術人才。ASML在16個國家總共設有70多個辦事機構。ASML每年的人均研發(fā)經(jīng)費,在歐洲算是數(shù)一數(shù)二的廠商,有人可能會想了,ASML為什么就能在光刻機行業(yè)中一路笑到最后?除開荷蘭本身的半導體產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢不談外,有媒體業(yè)者在對ASML的專利技術數(shù)據(jù)做過分析后得出了這么兩個結(jié)論。
第一,ASML憑借自有強大的技術研發(fā)能力在行業(yè)中獲得更高的話語權。ASML一直保持著很高的研發(fā)投入,特別是對關鍵技術的研發(fā)和創(chuàng)新。ASML甚至還曾拉上臺積電、三星和英特爾等客戶,與自己一起來承擔相關的研發(fā)費用(風險)。ASML的總部雖然位于荷蘭,但ASML在各地的專利布局卻很是值得人們思考。ASML在各地申請的專利數(shù)量,從高到低依次是美國、日本、中國臺灣省、韓國和中國大陸,即ASML是依據(jù)自己的客戶和競爭對手兩個因素在各地展開專利布局的。
第二,ASML與上下游的廠商、機構展開合作,從而確保自己的技術研發(fā)得以穩(wěn)步地向前推進。比如,ASML花費巨資買入行業(yè)中領先的準分子激光源供應商美國Cymer,ASML耗費巨資投資業(yè)界中領先的光學系統(tǒng)供應商德國卡爾蔡司,ASML與中國上海微電子建立合作伙伴關系。有媒體報道過,“光刻機技術決定了半導體行業(yè)能夠發(fā)展到的上限,ASML出自荷蘭的飛利浦,當年的飛利浦是業(yè)內(nèi)有名的高度垂直整合廠商,樣樣是自己來做,最后卻陷入到了重重困境中,ASML采用‘開放式創(chuàng)新’的研發(fā)模式,在半導體行業(yè)中取得了舉足輕重的地位”。
(注釋:EUV光刻技術專利申請量排名,卡爾蔡司第一,ASML第二,尼康第四、佳能第六。)
好了,最后就可以回答這個問題了,即今后ASML會被行業(yè)中的其他廠商打敗嗎?答案是,ASML有著強大到令人感到可怕的護城河,ASML在行業(yè)中基本處于絕對壟斷的地位。這具體可以分成四點來說。一個是ASML已經(jīng)掌握EUV光刻機的核心技術,這已經(jīng)把其他對手更是遠遠地甩在了后面,未來有且只有ASML能夠為廠商們供應EUV光刻機。二個是EUV光刻機的研發(fā)費用非常的高,這足以讓其他廠商望而卻步。三個是臺積電、三星和英特爾等芯片制造巨頭都和ASML有著十分緊密的合伙關系。四個是ASML和卡爾蔡是親密的戰(zhàn)略同盟,卡爾蔡司在自己所屬的領域,是“尋遍天下無敵手”,即便是有另外的廠商要研發(fā)EUV光刻機,也幾乎沒可能繞開卡爾蔡司的光學系統(tǒng)技術。換種說法是,只要ASML始終保持著健康且穩(wěn)健的運營,不犯下致命的錯誤,將來恐怕是再無其他廠商能打敗ASML。至于EUV光刻機之后又會是什么光刻機?這個問題現(xiàn)在來討論,沒有太大的意義。估計的話,ASML恐怕都還不清楚,EUV光刻機在未來又會是被什么樣的光刻機所取代。
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