中國粉體網(wǎng)訊 總部位于荷蘭的阿斯麥(ASML)，是全球最大的光刻機制造商，全球芯片廠商最先進(jìn)制程的芯片所需的EUV光刻設(shè)備，全部都來自阿斯麥。
據(jù)多家外媒最新消息，因潛在的反移民政策影響，ASML正計劃從荷蘭遷往其他國家或向海外大舉擴張。ASML作為荷蘭在全球制造業(yè)最閃耀的一張名片，此消息一出，荷蘭政府采取了緊急行動，目前正在跟ASML談判，以確保ASML不會將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到其他國家。有消息稱荷蘭相關(guān)部門將這一緊急行動稱為“貝多芬行動”。
光刻機——執(zhí)光為畫筆，“現(xiàn)代光學(xué)工業(yè)之花”
一顆芯片的誕生流程極其漫長，經(jīng)歷重重考驗，可分為芯片設(shè)計、前道工序（芯片制造）和后道工序（封測）三個環(huán)節(jié)。前道工序是芯片產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，是指根據(jù)芯片設(shè)計版圖，采用樂高蓋房子方式，以晶圓作為地基，在晶片或介質(zhì)基片上進(jìn)行擴散、薄膜、光刻、刻蝕、離子注入、化學(xué)機械拋光(CMP)、金屬化、量測等工序，層層往上疊的芯片制造流程，最終將芯片設(shè)計公司設(shè)計好的電路圖移植到晶圓上，并實現(xiàn)預(yù)定的芯片電學(xué)功能。
前道工序九大設(shè)備主要包括：擴散爐、薄膜沉積設(shè)備(包括PECVD、LPCVD、ALD等)、光刻機、涂膠顯影機、刻蝕機、離子注入設(shè)備、CMP、量測設(shè)備和清洗設(shè)備。
光刻機能將設(shè)計好的電路圖從掩膜版轉(zhuǎn)印到晶圓表面的光刻膠上，通過曝光、顯影將目標(biāo)圖形印刻到特定材料上。
光刻是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)流程中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的工藝步驟，耗時長、成本高。半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)的難點和關(guān)鍵點在于將電路圖從掩模上轉(zhuǎn)移至硅片上，這一過程通過光刻來實現(xiàn)，光刻技術(shù)水平直接決定了芯片的最小線寬，定義了半導(dǎo)體器件的特征尺寸，光刻的工藝水平直接決定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生產(chǎn)中需要進(jìn)行20-30次的光刻，先進(jìn)技術(shù)節(jié)點的芯片制造需要60-90步光刻工藝，耗時占到IC生產(chǎn)環(huán)節(jié)的50%左右，占芯片生產(chǎn)成本的1/3。
于是，完成上述復(fù)雜工藝的光刻機則成為了前道工序九大設(shè)備之首，在芯片生產(chǎn)線總投資的占比約為20%。
光刻機的“名氣”不僅體現(xiàn)在其在半導(dǎo)體制造工序中的重要位置，還體現(xiàn)在其極高的制造難度。光刻機集成了物理學(xué)、超精密光學(xué)、精密儀器、高分子物理與化學(xué)、數(shù)學(xué)、材料、自動控制、流體力學(xué)、高精度環(huán)境控制、軟件等40多個學(xué)科的最新科學(xué)成就。
ASML工程師稱，EUV光刻機可能是人類迄今制造的最復(fù)雜最精密的機器之一。它的工作，相當(dāng)于用波長只有頭發(fā)直徑一萬分之一的極紫外光，在晶圓上繪制電路，能夠讓指甲蓋大小的芯片，包含上百億個晶體管。
以一臺ASML EUV光刻機為例，由來自全球近800家供應(yīng)商的數(shù)十萬個零件組成，每個模塊在ASML遍布全球的工廠中生產(chǎn)，再運往荷蘭總部組裝，光安裝調(diào)試就需要一年左右。所需零部件不僅數(shù)量驚人，在精密度等方面也異�？量�，以光刻機中工件臺為例，該工件臺主要負(fù)責(zé)完成曝光運動，要求實現(xiàn)高速、大行程、六自由度的納米級超精密運動，如對于100nm分辨率、套刻精度為33nm和線寬為10nm的光刻機，其工件臺定位精度要求達(dá)到10nm，掩模硅片同時步進(jìn)和掃描速度分別達(dá)到150nm/s和120nm/s，掩模掃描速度接近500nm/s，并且要求工件臺具有非常高的運動精度和平穩(wěn)性。
而且十萬個零部件在材質(zhì)上也分為陶瓷件、石英件、金屬件、塑料件、石墨件等等不同零部件，一般均需量身定做。以陶瓷件為例，一臺光刻機的工件臺、導(dǎo)軌、反射鏡、陶瓷吸盤、手臂等等多個關(guān)鍵部位都需要精密陶瓷部件。
碳化硅吸盤，碳化硅氣浮導(dǎo)軌（圖片來源：中國建材總院）
在60余年的發(fā)展歷程中,光刻機（包括其零部件）不斷挑戰(zhàn)人類超精密制造裝備的極限，被譽為“現(xiàn)代光學(xué)工業(yè)之花”，芯片產(chǎn)業(yè)“皇冠上的明珠”。
阿斯麥出走計劃何以讓荷蘭政府慌得一批？
光刻機是芯片產(chǎn)業(yè)上游最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是摩爾定律能夠延續(xù)的核心，也是信息時代及未來人工智能時代的根基。
阿斯麥在這個產(chǎn)業(yè)擁有著無與倫比的競爭優(yōu)勢，其在深紫外（DUV）光刻機擁有超過80%的市場份額，在最先進(jìn)的極紫外（EUV）光刻機擁有100%的市場份額，是名副其實的壟斷者。據(jù)SEMI統(tǒng)計，ASML2023年營收增長30%，以276億歐元的銷售額，超越美國應(yīng)用材料(AMAT)排名第一。
當(dāng)前，EUV光刻機在7nm及以下制程是唯一的光刻工具。日本鎧俠(KIOXIA）等企業(yè)正在研發(fā)“納米壓印”技術(shù)，理論上只能支持15nm制程，且在理想情況下，2025年才能實現(xiàn)實用化。而量子計算主要在實驗室里進(jìn)行，完全不具有可比性。因此，現(xiàn)在沒有任何跡象會出現(xiàn)一個顛覆式的技術(shù)創(chuàng)新，對EUV光刻機形成威脅。
當(dāng)下的世界大環(huán)境，已讓阿斯麥不僅在經(jīng)濟(jì)上，還在地緣政治上具有了罕見的價值。中、美、歐都意識到了芯片制造本土化是核心的國家安全，都在政策、資金上大力扶持本土企業(yè)，或者吸引中國臺灣、韓國的芯片代工龍頭在本地投資建廠。新產(chǎn)能需要大量新增設(shè)備，而其中的EUV光刻機，則完全把握在阿斯麥的手里。
不夸張的說，如果沒有少數(shù)強權(quán)國家的干涉，阿斯麥可以決定任何芯片制造企業(yè)的命運，而芯片制造企業(yè)能決定手機、電腦、云計算、智能車等下游企業(yè)的命運，而這些企業(yè)又能決定一個國家或經(jīng)濟(jì)體的高端制造業(yè)水平、信息化和智能化水平以及國防工業(yè)的水平，進(jìn)而很大程度上決定了一個國家的綜合實力。
彭博社認(rèn)為，在中美“芯片競爭”加劇之際，ASML不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)價值，而且具有戰(zhàn)略意義。
因此，這也是荷蘭政府對于此次ASML“出走計劃”高度緊張的緣故。
參考來源：
[1]EUV光刻機，大結(jié)局？.半導(dǎo)體行業(yè)觀察
[2]劉海林等.光刻機用精密碳化硅陶瓷部件制備技術(shù)
[3]中國粉體網(wǎng)
