中國(guó)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(jī)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(jì)劃從荷蘭遷往其他國(guó)家或向海外大舉擴(kuò)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(dòng)，目前正在跟ASML談判，以確保ASML不會(huì)將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到其他國(guó)家。有消息稱荷蘭相關(guān)部門將這一緊急行動(dòng)稱為“貝多芬行動(dòng)”。
光刻機(jī)——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(zhǎng)，經(jīng)歷重重考驗(yàn)，可分為芯片設(shè)計(jì)、前道工序（芯片制造）和后道工序（封測(cè)）三個(gè)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(jì)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(kuò)散、薄膜、光刻、刻蝕、離子注入、化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)、金屬化、量測(cè)等工序，層層往上疊的芯片制造流程，最終將芯片設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)好的電路圖移植到晶圓上，并實(shí)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(kuò)散爐、薄膜沉積設(shè)備(包括PECVD、LPCVD、ALD等)、光刻機(jī)、涂膠顯影機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入設(shè)備、CMP、量測(cè)設(shè)備和清洗設(shè)備。
光刻機(jī)能將設(shè)計(jì)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(shí)長(zhǎng)、成本高。半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)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(shí)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(diǎn)的芯片制造需要60-90步光刻工藝，耗時(shí)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(jī)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(jī)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(jī)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(dòng)控制、流體力學(xué)、高精度環(huán)境控制、軟件等40多個(gè)學(xué)科的最新科學(xué)成就。
ASML工程師稱，EUV光刻機(jī)可能是人類迄今制造的最復(fù)雜最精密的機(jī)器之一。它的工作，相當(dāng)于用波長(zhǎng)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(gè)晶體管。
以一臺(tái)ASML EUV光刻機(jī)為例，由來自全球近800家供應(yīng)商的數(shù)十萬個(gè)零件組成，每個(gè)模塊在ASML遍布全球的工廠中生產(chǎn)，再運(yùn)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(jī)中工件臺(tái)為例，該工件臺(tái)主要負(fù)責(zé)完成曝光運(yùn)動(dòng)，要求實(shí)現(xiàn)高速、大行程、六自由度的納米級(jí)超精密運(yùn)動(dòng)，如對(duì)于100nm分辨率、套刻精度為33nm和線寬為10nm的光刻機(jī)，其工件臺(tái)定位精度要求達(dá)到10nm，掩模硅片同時(shí)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(tái)具有非常高的運(yùn)動(dòng)精度和平穩(wěn)性。
而且十萬個(gè)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(tái)光刻機(jī)的工件臺(tái)、導(dǎo)軌、反射鏡、陶瓷吸盤、手臂等等多個(gè)關(guān)鍵部位都需要精密陶瓷部件。
在60余年的發(fā)展歷程中,光刻機(jī)（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(yù)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(jì)劃何以讓荷蘭政府慌得一批？
光刻機(jī)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(shí)代及未來人工智能時(shí)代的根基。
阿斯麥在這個(gè)產(chǎn)業(yè)擁有著無與倫比的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，其在深紫外（DUV）光刻機(jī)擁有超過80%的市場(chǎng)份額，在最先進(jìn)的極紫外（EUV）光刻機(jī)擁有100%的市場(chǎng)份額，是名副其實(shí)的壟斷者。據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，ASML2023年?duì)I收增長(zhǎng)30%，以276億歐元的銷售額，超越美國(guó)應(yīng)用材料(AMAT)排名第一。
當(dāng)前，EUV光刻機(jī)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(shí)現(xiàn)實(shí)用化。而量子計(jì)算主要在實(shí)驗(yàn)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(huì)出現(xiàn)一個(gè)顛覆式的技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)EUV光刻機(jī)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(jià)值。中、美、歐都意識(shí)到了芯片制造本土化是核心的國(guó)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(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)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(jī)，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(qiáng)權(quán)國(guó)家的干涉，阿斯麥可以決定任何芯片制造企業(yè)的命運(yùn)，而芯片制造企業(yè)能決定手機(jī)、電腦、云計(jì)算、智能車等下游企業(yè)的命運(yùn)，而這些企業(yè)又能決定一個(gè)國(guó)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(guó)防工業(yè)的水平，進(jìn)而很大程度上決定了一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力。
彭博社認(rèn)為，在中美“芯片競(jìng)爭(zhēng)”加劇之際，ASML不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且具有戰(zhàn)略意義。
因此，這也是荷蘭政府對(duì)于此次ASML“出走計(jì)劃”高度緊張的緣故。
參考來源：
[1]EUV光刻機(jī)，大結(jié)局？.半導(dǎo)體行業(yè)觀察
[2]劉海林等.光刻機(jī)用精密碳化硅陶瓷部件制備技術(shù)
[3]中國(guó)粉體網(wǎng)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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