芯片目前是全球最重要的產業,而影響這個產業里的強弱局勢,關鍵就是阿斯麥生產的EUV光刻機。它是全球尖端光刻機的龍頭,一臺機器可以比一架波音737還貴,在芯片業卻是兵家必爭的神器!到底這是什么機器?阿斯麥又是一家什么樣的企業呢?要了解這些東西,我們先從芯片的制造過程談起。
所謂的芯片有另外一個名字,叫做集成電路,幾乎所有的電子產品都需要它才能發揮功能。至于它是如何制造,第一步像是蓋房子,要先規劃出室內設計圖,工程師會依據芯片要有的功能畫出電路圖。有了電路圖之后,要有地方可以安置所有的電子元件。就像是一間房,中央有地板,這個地板就是晶元。有了晶元之后,要如何把電路設計圖縮小,然后壓印上去呢?答案就是靠光,有點像底片的原理,透過紫外光把設計圖縮小到晶圓上面。一個芯片品質如何,關鍵就在于這個步驟,也就是光時刻所能達到的精密度。接下來工程師會把晶元上的電子元件制作并連接完成,送到封裝廠后,封裝絕緣的外殼就是一顆芯片了。剛才說過,在這段極度經歷的過程里面,光刻是品質的關鍵,在整個制造過程中占總成本的35%,占整個制造時間將近一半。
換句話說,哪家芯片廠能得到最強大的光刻機,誰就能在芯片科技競賽中超前對手。至于最優秀的光刻機要向誰買呢?這個市場極度壟斷,不像我們想要喝可樂,走進便利商店,至少還有幾家可以選擇,如果你今天是臺積電或三星的老板,你的選擇只有一個,就是阿斯麥。根據2020年的資料,光刻機市場上大概有三家企業,分別是阿斯麥。佳能和尼康市面上數量占比依需是62%、30%和8%。看起來阿斯麥是戰率高,但沒有獨霸,對吧?真正的關鍵在銷售額,阿斯麥的銷售額占比是91%,獨霸中的獨霸為何會出現這種現象呢?
原因在于阿斯麥進攻的是高端市場,EUV光刻機就是他們的天下,一臺造價高達1.3億美元,比一架波音737還貴。至于一臺光刻機為何這么貴呢?原因就在于他要求的技術太尖端了,幾乎是當前人類的智慧結晶。要達成這樣的技術,是集結全球十多家頂級公司才能做到的。基本上,光刻機并不是由單一企業獨立完成,而是建立在一條極度精密的產業鏈,每一個組件技術通常是全球極少數公司所擁有。舉例來說,阿斯麥的優勢就在于牢牢掌控整個產業鏈。光源來自美國,光學模組來自德國,傳送帶是荷蘭企業制造。一臺光刻機涉及4個國家、十多家公司。之所以是荷蘭的阿斯麥能夠做到這件事,而不是美日的這些同樣技術先進的國家,原因跟歷史有關。
最早期的光刻機大概出現在上世紀60~70年代,可以理解成超猛的幻燈機或是相機,原理是讓光透過上面有電路圖的光照投影到涂有化學物的晶元上面,因為當時不是什么夸張的高科技半導體公司,通常自己來做,像是英特爾就曾經做過陽春版本。后來日本佳能和尼康踏入這個領域。在90年代,光刻機以日本企業和GCA這家公司分庭抗禮。
而我們的主角阿斯麥呢?1980年代,他們還是荷蘭企業巨頭飛利浦旗下的小公司,全公司只有三十幾個員工,但公司在母公司空地上的一個木屋。但這間小公司從飛利浦獨立出來后,掌握一個科技史上難得一見的良機,又是龍頭尼康的衰敗。當年尼康做出來的光刻機造價極其昂貴,研發周期也很長,這對于單獨一家公司來說負擔相當巨大,尤其是在光源波長出現技術極限的時候,對手借此有了可趁之機。
市面沒有一家公司愿意采納這個方案,因為他們在過往的技術上已經投入太多,直到遇上阿斯麥,這個小公司愿意賭一把,用一年多的時間就做出了樣本集。至于原本的龍頭尼康呢?先是面臨全球半導體市場下挫。日本和美國的大廠都受到打擊。甚至有資料顯示,其中一年全世界光刻機廠商都沒有訂單,除了跟臺積電結盟的阿斯麥,而阿斯麥的機緣還不止如此。事實上,早在1997年,目光長遠的美國組成EUV技術聯盟,將要在光刻機領域獨霸地位,英特爾、IBM這些大廠名列其中,美國尖端的國家實驗室也加入。但問題來了,美國本土光刻機企業在日本的打擊下早就落后。日本就是美國的競爭對手,結果機會給了阿斯麥,他們馬上配合在美國設廠,并答應從美國采購原料。結果站在美國主導的大局下,全球最尖端的技術接軌,加上技術層面的突破,到了2012年,英特爾、三星和臺機電共同投資52.29億歐元入股阿斯麥,這條產業鏈于是成型,阿斯麥在光科技領域成了無敵的存在。
專家普遍認為,阿斯麥成功的秘密在于整合。他們沒有選擇在技術這條路上跟尼康這些老大哥硬碰硬,而是用外包采購、委托廠商協助代理等方式提升技術。另外,他們的商業模式也相當聰明。剛才提過,芯片三巨頭都投資阿斯麥,這其中其實有個關鍵,就是阿斯麥提出入股才有優先購買權,把自己的利益跟客戶綁在一起。有個比喻很有趣,阿斯麥與其說是制造商,不如說像是科研單位,負責專業整合和設計,但技術和供應很大部分來自外國。
從以上的故事可以看出,為何臺積電過往能取得最新的設備,很大程度建立在阿斯麥長期的關系。目前消息傳出,阿斯麥2020年出貨機臺達到51~55臺,臺積電預計會拿下22臺,坐擁最大EUV產能保座。
同時也可以看出,為何中國要買阿斯麥的光刻機,但因為美國施壓,荷蘭政府拒絕發出外銷中國的許可證,背后原因就在于美國跟阿斯麥的淵源,以及美國仍舊握有大量關鍵材料。前美國國安顧問庫帕曼就對荷蘭政府說過,是盟友就不會把這類設備賣給中國,白宮有權限制美國零組件出口到荷蘭。無論如何,阿斯麥已經是當前半導體產業最重要的企業之一,擁有左右半導體產業的實力,同時也是人類尖端科技的象征。ASML四個字背后是集結各大企業的力量。當前預估2023年他們的市值將會比肩臺積電,這也代表芯片仍舊是這個下個時代的石油,擁有無可取代的地位。
好了,這集科普就到這里,對這個話題有興趣的朋友請在下面留言,聊聊你們的想法,如果喜歡我們的視頻,記得關注、點贊和分享,我們下期再見,拜拜。
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