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半導體/PCB

芯片制造業最大的壟斷者ASML是怎么煉成的?

星之球科技 來源:半導體行業觀察2020-03-08 我要評論(0 )   

如果讓人們指出數字經濟的中心,大多數人會選擇聚集了Apple、Google、Facebook和無數性感的初創公司的硅谷,也有人會指向西雅圖

如果讓人們指出數字經濟的中心,大多數人會選擇聚集了Apple、Google、Facebook和無數性感的初創公司的硅谷,也有人會指向西雅圖周邊地區——那里是亞馬遜總部和微軟總部所在地,還有人可能會推薦中國的科技中心深圳。幾乎沒人會認為是荷蘭第五大城市埃因霍溫(Eindhoven)不起眼的郊區。

然而仔細觀察后會發現,地處Eindhoven西南郊的Veldhoven(Eindhoven的衛星城之一)似乎更有說服力,ASML的總部設于此座城市。ASML生產的先進設備對現代芯片制造而言至關重要,并且他們是全球唯一一家能夠生產這種設備的制造商。

如果說是芯片讓世界運轉起來的,那么ASML可能最接近價值數萬億美元的全球高科技產業的關鍵。

ASML并不是唯一的光刻機制造商。光刻機利用光將集成電路蝕刻到硅晶片上。其競爭對手有日本的佳能(Canon)和尼康(Nikon)。

但自2005年以來,這家荷蘭公司的市場份額幾乎翻了一番,達到62%。因為僅有它能利用波長僅有13.5納米(十億分之一米)的「極紫外光」(EUV)。

更短的波長可以蝕刻更小的元件,這對于努力跟上摩爾定律的芯片制造商而言至關重要。摩爾定律假設,集成電路上可容納的晶體管數目,約每隔18個月便會增加一倍。

全球三大芯片制造商Intel、三星和臺積電(TSMC),對ASML產品的依賴不亞于科技產業的其他公司。

該公司的業績反映了對其的依賴日益增長。盡管高度周期性的半導體業務大幅下滑,但該公司2019年的營收增長了8%,達到118億歐元(合132億美元)。該公司2019年共銷售了229臺光刻機,其中,EUV設備僅26臺,但營收卻占了總營收的1/3。該公司預計,隨著其他芯片制造商升級現有的「深紫外線」技術,到2025年,這一比例將升至四分之三。

由于佳能和尼康均未在EUV技術上追趕ASML,投資者得出結論,ASML將在一段時間內享受納米級的壟斷地位。自2010年以來,該公司市值增長了10倍,達到約1140億歐元(見圖表)。僅去年一年,這一數字就幾乎翻了一番。ASML的市值超過了空客、西門子和大眾。

隨著新冠病毒攪亂全球市場,該公司和其他公司一樣,股價受到沖擊。但其長期前景卻像機器成型的白墻潔凈室一樣光明。該公司股價的預期市盈率達到令人垂涎的32倍,是其最大客戶的兩倍甚至更多。

時光并不總是那么美好。ASML成立于1984年,是荷蘭電子巨頭飛利浦與半導體設備制造商ASM International的合資企業。早些時候,其辦公室只是占用了飛利浦Eindhoven校區的幾間木屋。

ASML首席技術官Jos Benschop對該公司早期的問題直言不諱。他說,公司的第一批產品一上市即過時了,公司很難找到客戶,在飛利浦的支持下才得以生存。彼時,飛利浦自身也面臨財務難題,荷蘭政府和歐盟前身為其提供了補貼。

1995年,ASML在紐約和阿姆斯特丹上市。上市后不久,該公司便押注EUV光刻技術將成為芯片制造的未來。大型芯片制造商計劃在2007年左右使用這種設備,但ASML讓他們失望了。當ASML發現極紫外光(euv light)難以使用到令人沮喪時,該公司股東們也感到失望。

Benschop先生承認,解決這些問題所花的時間比預期的要長得多。2006年,該公司第一臺原型機被送到比利時的研究機構IMEC。直到2018年,該項技術才開始商用。

早期的套件使用激光直接產生光。但隨著波長的縮短,事情就變得更加棘手。在一臺先進的EUV光刻機內部,每秒鐘有5萬滴熔化的錫液從其底部的容器中流出。一對激光照射每一滴液體,產生等離子體,反過來釋放出所需波長的光。引導光線的反射鏡是由夾層的硅和鉬制成的,它們被研磨地非常精確,如果將其尺寸縮小到德國那么大,它們就不會有大于1毫米的凸起。因為EUV光幾乎可以被任何東西吸收,包括空氣,因此這個過程必須在真空中進行。為了進入生產場地,記者不得不穿上一套特殊的衣服,并把筆記本留在身后,以免它脫落多余的纖維。

這些機器重達180噸、有一輛雙層巴士那么大,它們本身就是電子行業錯綜復雜的供應鏈的證明。ASML大約有5000家供應商。德國光學公司Carl Zeiss負責設計制造其鏡頭,荷蘭公司VDL制造的機械臂負責將晶圓片送入機器內部,光源來自2013年被ASML收購的美國公司Cymer。

反過來,ASML也是數百家為芯片制造商供貨的公司之一。但至關重要的是,英特爾、三星和臺積電都出資支持其研發,以換取該公司股份。

不只是客戶和投資者對ASML的主導地位予以肯定,政客們也一樣。EUV光刻技術被列入Wassenaar的「軍民兩用」技術清單。中國渴望培育自己的先進芯片制造公司,而美國卻試圖挫敗這一雄心。2018年,ASML收到了中國客戶中芯國際的EUV光刻機訂單,中芯國際被普遍認為是中國最大的芯片制造商。但在美國的壓力下,荷蘭政府尚未給ASML頒發出口許可證。

ASML不愿放棄進入中國市場的機會,因為中國市場很大,并且它們有可能壟斷這個市場。從長遠來看,如果ASML一直無法進入中國市場,導致中國競爭對手無法獲得ASML的工具包來制造自己的產品并將其賣給別人,可能會危及ASML的統治地位。去年4月,ASML表示,包括中國公民在內的6名員工參與了2015年從其美國辦公室竊取商業機密的行動,但該公司反駁了這起盜竊案與中國政府有關的說法。

但是現在,中國需要ASML甚于ASML需要它。New Street Research的技術分析師Pierre Ferragu表示,在當局希望建設的先進芯片工廠所需的所有供應商中,「ASML的技術是最難復制的」。

另一家咨詢公司Future Horizons的Malcolm Penn認為,中國的競爭對手需要10年甚至更長時間才能迎頭趕上,屆時,ASML的領先優勢將再次顯現。荷蘭人已經在研究光學性能更好的新型EUV光刻機,這種機器每小時可以處理更多的硅晶片。這些機器預計將于2023年交付,ASML希望這一次沒有任何延遲。


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