ASML是如何成为全球第一的光刻机制造商的?

一提起荷兰 , 大家首先想到的是巨大的风车 , 以及色彩华美的郁金香 。 很少有人会留意到 , 在雨水充沛、人口不到30万的荷兰南部城市费尔德霍芬(Veldhoven) , 坐落着一家叫阿斯麦(ASML)的公司 , 它是全球最大的光刻机制造商 。ASML是如何成为全球第一的光刻机制造商的?
阿斯麦(ASML)在费尔德霍芬的总部 (图片来源:互联网)阿斯麦的地位有多重要?可以这么说 , 如果它停产 , 全球半导体芯片生产将会停摆 。阿斯麦的行业地位 , 还可以通过近期一则新闻略窥一斑 。 5月初 , 美国圣克拉拉市高等法院作出最终判决 , 阿斯麦起诉XTAL窃取商业机密胜诉 , 阿斯麦获赔8.45亿美元 , 并获得XTAL的大部分专利和客户 。这桩官司发生的背后 , 和阿斯麦的一位客户想借XTAL打破阿斯麦的市场垄断地位有关 。能源部共同发起成立EUV LLC组织 , 汇聚了美国顶级的研究资源和芯片巨头 , 包括劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室和桑迪亚国家实验室等三大国家实验室 , 联合摩托罗拉(当时如日中天)、AMD等企业 , 投入2.25亿美元资金 , 集中了数百位顶尖科学家 , 只为一件事:极紫外光刻机到底可不可行?考虑到美国光刻机公司日渐衰落 , 为避免阿斯麦(佳能当时已排在其后)和尼康中的一家独大 , 英特尔于是邀请阿斯麦和尼康一起加入 。但美国政府不乐意了 , 担心最前沿的技术落入外国公司手中 , 因此反对阿斯麦和尼康加入EUV LLC 。 从这里也可以看出 , 美国和它的盟友并不总是掏心掏肺 。阿斯麦对美国政府许下一大堆承诺后 , 勉强进入了EUV LLC这个超级朋友圈当一个小角色 。 尼康则没有这么幸运 , 直接被拒绝 , 连当小角色的机会都没有 。5、美国这一脚这次事件对两家公司在光刻机市场的未来发展产生了深远影响 。尼康等于被排除在极紫外光刻机门外 , 被美国一脚踢出了光刻机未来竞争的牌局 , 否则 , 在后来“浸入式光刻”技术上慢一拍后 , 它还有可能借极紫外光刻机扳回一局 , 和阿斯麦继续相爱相杀 。美国这一脚 , 无意中帮助阿斯麦清除了一个强劲对手 , 还使其成为极紫外光刻机市场的绝对垄断者 。 阿斯麦虽然是EUV LLC中的小配角 , 但却享受到其基础研究成果 , 同时在2000年、2013年 , 分别并购美国光刻机巨头SVGL(硅谷光刻集团)和美国准分子激光源企业Cymer , 打通了极紫外光刻机的生产产业链 。 美国本来也以国家安全为由百般阻挠阿斯麦收购 , 但由于阿斯麦有加入EUV LLC的先例 , 并且答应了一大堆附加条件 , 收购最终成功落地 。结果就是 , 在极紫外光刻机领域 , 阿斯麦是唯一能够设计和制造的半导体设备厂商 , 等于垄断了这个超高端市场 。ASML是如何成为全球第一的光刻机制造商的?
极紫外光刻机(图片来源:互联网)阿斯麦极紫外(EUV)光刻机每台售价达到1.2亿美元 , 重达180吨 , 零件超过10万个 , 运输时能装满40个集装箱 , 安装调试时间超过一年 。 明年台积电的5nm工艺制程即可用上极紫外光刻机 。这是阿斯麦的客户最不愿意看到的局面 , 结果导致了本文开头所说的官司:一家韩国公司试图打破阿斯麦垄断 , 帮助其竞争对手XTAL 。当然 , 说阿斯麦仅靠运气赢得今天的地位并不准确 。 实际上 , 阿斯麦有自己的封神必然律 。6、穷困逼出的开放式创新日本一桥大学创新研究中心的教授中马宏之曾深入比较研究过阿斯麦和尼康两家公司 , 发现阿斯麦的微影机零件 , 90%是外包制造 , 远远高于尼康 。 换句话说 , 阿斯麦采用的是“无生产工厂模式” , 它更多的是设计和组装 。这恰恰就是阿斯麦努力打造的竞争力所在 。 光刻机需要最前沿的基础研究支撑 , 也是目前最顶级的一种精密机械 , 属于资金、技术和知识产权高度密集型产品 。 而阿斯麦成立时“要人没人 , 要钱没钱”的穷困状况 , 迫使其走上借助外部资源发展的开放式路径 , 而不是像尼康那样事事包揽 。阿斯麦通过高度外包这种开放式创新 , 快速集成各领域最先进的技术(阿斯麦的供应商不止供应零部件 , 还供应知识) , 设计和“组装”出最先进的光刻机 , 帮助半导体芯片企业跟上摩尔定律的节奏 , 从而甩开竞争对手 , 赢得市场 。阿斯麦的开放式创新体现在两方面:把供应商(包括大学等学术机构)作为研发伙伴 , 让出部分利润(阿斯麦以很低的价格卖出设备)换取供应商的知识;重大项目和客户共同介入 , 并以股权为纽带绑定大家的风险和收益 , 在研发极紫外光微影量产技术与设备时 , 阿斯麦邀请了Intel、台积电和三星等三家客户参与 , 三家分别投入41亿美元、14亿美元和9.75亿美元入股 。 客户入股可以保证最先拿到最新设备(在芯片行业 , 时间比钻石还贵重) , 同时可以卖出股票获取投资受益 , 对阿斯麦来说 , 则抢先占领了市场 , 降低了经营风险 。阿斯麦的开放式创新在IT界其实是一种较为普遍的商业模式 , 是市场后来者敲碎垄断门槛的大锤 。 ARM出道时 , CPU基本被Intel垄断 , 于是ARM采取出售IP的商业模式 , 将CPU的集成设计、生产和销售环节开放 , 打造出一个ARM架构的超级生态圈;安卓面世前 , 手机操作系统是诺基亚塞班的天下 , 于是安卓采用免费开放的商业模式 , 和苹果联手击溃诺基亚 , 称霸手机操作系统市场 。阿斯麦能从日美大户横行的光刻市场崛起 , 除了一点运气 , 还有“穷则思变 , 变则通 , 通则达”的必然律起作用 。这方面 , 或许市场数据更有说服力 。2017年全球光刻机总出货294台 , 阿斯麦出货198台 , 占据市场份额68% , 在更高端的EUV(极紫外)光刻机方面 , 市场100%属于阿斯麦 。 正因为如此 , 才有客户担心自己被阿斯麦卡脖子 , 于是绞尽脑汁培养阿斯麦的竞争对手XTAL 。合抱之木 , 生于毫末 。 阿斯麦刚成立时 , 可谓爹不疼娘不爱 , 靠着苦心钻营出一套打法 , 最终从尼康等老牌光刻机大户嘴里抢到饭吃 , 从青铜走上王者之巅 。1、尼康为王的时代阿斯麦成立于1984年 。1984年正是尼康来回碾压美国对手的时代:在硅谷成立尼康精机 , 等于把战斗指挥部放到美国高科技行业的心脏;PerkinElmer(铂金埃尔默)受尼康冲击 , 份额从超过30%跌到不足5% , 今天它已经完全放弃半导体设备业务 , 专注于健康检测设备;GCA的大客户IBM、AMD、TI和Intel等 , 排着队跑到尼康那儿;尼康和GCA各享30%的市场份额 , 这种一山二虎的局面没有维持多久 , 尼康就独自为王 , 占领超过50%的份额 , 一直到阿斯麦崛起为止;在大户尼康肆意放飞自我的时候 , 阿斯麦出生了 。


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