今天小编分享的科技经验:荷兰光刻巨头,诞生于一个4.5万人的小镇,欢迎阅读。
荷兰公司 ASML 不生产半导体,它生产的是制造半导体的关键性机器——光刻机。而在中美科技竞争中,高端光刻机被认为是最 " 卡脖子 " 的技术。
光刻机有半导体工业 " 皇冠上的明珠 " 之称,是高速生产芯片所需要的最关键和最复杂的设备之一(一台光刻机有 10 万个组件)。目前全世界的高端光刻机被荷兰公司 ASML 垄断(中低端产品美国、日本和中国均能生产),而绝大部分的组件供应商又被美国控制。
因此,美国一直胁迫同属一个阵营的日本和荷兰封锁中国市场,而视光刻机为 " 大国重器 " 的中国在寻求破解美日荷联盟的同时,大力自主研发,要自己掌控命运。
光刻机 图源:图虫创意
有人说,造高端光刻机比造氢弹还难。但更多的人相信,荷兰能做的,中国凭什么不行?
最近,The Generalist 创始人马里奥 · 加布里埃尔发表了一遍文章《ASML:对魔法的垄断》(ASML: The Monopoly of Magic),总结了 ASML 成功的三个重要原因,并对 ASML 的未来十年做了预测。
ASML 成立于 1984 年,由荷兰的飞利浦和芯片机器制造商 ASMI 合资成立,早期的产品并不成功,公司不得不持续投入,连续十年亏损。
1991 年公司推出 PAS5500 后,财务状况好转。四年后,ASML 成功 IPO 并开始与日本光刻巨头尼康和佳能竞争。当时,尼康和佳能占有全球 66% 的市场份额,ASML 占 18%。
2000 年,在两条光刻技术路线中,ASML 押中了多数专家不看好的光源湿刻法,收获了大笔订单,甩下了尼康和佳能。2015 年,ASML 发布了第一台可量产的极紫外光刻机(EUV)样机,一举超越同行,成为全球高端光刻机的唯一供应商。
目前,ASML 在荷兰和美国两地上市,2022 年营收 222 亿美元,市值高达 2667 亿美元(8 月 6 日收盘价)。
三大因素
ASML 如何能干掉两个行业巨头,进而成为垄断 EUV 领網域的光刻巨人,加布里埃尔认为有三个原因:
1. 地理优势
ASML 总部位于荷兰小镇埃因霍恩,人口只有 4.5 万,看上去并不具备硅谷、北京或东京那样的创新氛围,但对一家光刻机企业来说,这个位置非常有利。
ASML 总部 图源:ASML 官网
1980-1990 年代的世界芯片,交战双方是美国和日本,如今则是美国和中国。但无论对于哪一方来说,荷兰虽然是美国的盟友,位置却属于中间地带。
在那个年代,光刻机市场的老大是日本公司尼康和佳能,美国本土企业不是对手。美国面临两个选择,要么支持亚洲巨头,要么与欧洲新贵合作。美国选择了后者。1987 年,美国存储芯片制造商美光决定与 ASML 合作,这为 ASML 带来了大笔收入。
更重要是,除了收入增加,ASML 从美国的实验室里不断获得新的研发成果。
比如 1990 年代,英特尔认为美国公司无法对光刻机的成功进行有效的商业化,于是斥巨资支持 ASML 研发 EUV。换句话说,现代的 EUV 技术实际上来源于美国的发现,在欧洲得到了完善。而日本没有这个便利条件。
2. 关系网络
除了获得来自美国的客户和人才,ASML 的进步还得益于与飞利浦和一家叫 ASM International 的公司的关系。这两家公司都为起步阶段的 ASML 提供了资金、研究人才和成果,而飞利浦的规模和影响力也在背后起到了很大的作用。
1987 年,飞利浦不仅投资了台湾芯片制造商台积电 5800 万美元,还成为了它的客户,并贡献了涉及运营在内的许多专业技术。当台积电需要购买光刻机时,ASML 无疑成为了最优选,因为它有飞利浦的 DNA,和台积电的契合度很高。
1988 年,台积电遭遇火灾,ASML 的运气来了。当时 ASML 正在生存线上挣扎,台积电订购了 17 台机器,帮 ASML 实现了 700 万美元的利润。
3. 玩转供应链
虽然 ASML 有很好的地理位置,特殊的关系网络,也不缺乏运气,但它的成功主要还是靠自身的硬实力,尤其是对复杂供应链的掌控能力。
芯片制造过程中的每一步几乎都需要大量的资金,光刻环节也不例外。ASML 最先进的光刻机每台售价高达 2 亿美元。如此昂贵和复杂的机器,很难由一家公司从头到尾完成制造。
图源:图虫创意
由于资金所限,ASML 选择与多家第三方供应商建立合作关系,其中包括 Zeiss Group、Trumpf、Cymer 等。而 ASML 的 EUV 高端机,只有 15% 的组件是内部制造的,85% 都是来自其他制造商。ASML 的天才之处就在于,能控制整个光刻机的供应链并集成数千个组件。
比如,ASML 投资蔡司 10 亿欧元。如果担心某个供应商的可靠性,ASML 有时会采取直接收购的策略。ASML 的首席执行官 Peter Wennink 曾警告一家供应商," 如果你表现不好,我们就会买下你。比如,ASML 花费 25 亿美元收购 Cymer(2012 年),31 亿美元收购台湾 Hermes Microvision 公司(2016 年),2.7 亿美元收购美国公司 Brion。
ASML 的未来十年
半导体行业很容易受到商业、政治和技术发展的影响,马里奥 · 加布里埃尔认为有三股力量将会改变 ASML 的下一个十年:AI 革命、中美关系以及摩尔定律。
1.AI 革命
过去九个月,英伟达的股价上涨 3.8%,成为第五家迈入 " 万亿市值俱乐部 " 的美国科技巨头。英伟达的崛起可以直接归因于 AI 的繁荣,因为英伟达的 GPU 芯片正为全球绝大多数的 AI 系统提供最基础的算力支持,OpenAI 正是用数万片英伟达的 GPU 芯片,训练出了 GPT-3 大语言模型。
为了制造更先进的 GPU,英伟达依赖台积电,而台积电则依赖 ASML,因此 ASML 的股价也出现了大幅上涨。如果 AI 繁荣能继续下去,ASML 将会变得更加强大,毕竟它是不可替代的 EUV 技术的唯一提供商。
2. 中美局势
加布里埃尔说,中美关系紧张,造成 ASML 向中国出售产品被严格管控。拜登政府不仅制定了一系列措施阻止中国获得高端芯片,还阻止中国获得制造高端芯片所需要的设备和軟體。作为美国的战略盟友,荷兰也发布了限制出口的条例。
纯粹从商业角度来看,这些限制对 ASML 十分不利,EUV 和 DUV 光刻机销售受限,会导致收入减少几十亿美元。同时,为了遵守美国的出口管理条例,ASML 会在美国认定的敏感技术领網域,拒绝来自诸如伊朗、叙利亚、朝鲜、俄罗斯、古巴等一些国家和地区的人才,以免招致美国的制裁。
因此,ASML 和美国的关系是一把双刃剑,它的崛起离不开美国的技术和资本支持,但也为此付出了巨大的市场代价。
3. 摩尔定律
摩尔定律是半导体行业想要维护的一道铁律:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数量每隔 18-24 个月就增加一倍,性能也提上一倍。这个定律体现了 IT 技术的快速进展。
如果没有 ASML 的 EUV 光刻机,摩尔定律有可能会受到威胁。虽然 ASML 创造了 EUV,让摩尔定律可以维持,但它将不可避免达到极限。EUV 之后还有更先进的光刻机吗?
图源:ASML 官网
ASML 正在斥巨资回答这个问题。2021 年,它为研发投入了 25 亿欧元,次年增加到 33 亿欧元。在未来三年内,ASML 预计将推出 " 高数值孔径 "EUV 机器,来实现更高的精度。在十年内," 超数值孔径 " 版本可能会上线。
而这些机器将会制造出一批更强大的芯片。英特尔计划在欧洲投资 950 亿美元建造新的芯片工厂。英特尔首席执行官 Gelsinger 表示,公司已和 ASML 达成協定,未来将使用高精度 EUV 机器来制造 2 纳米芯片,这比智能手机 7 纳米的芯片要小得多。此外,台积电等行业龙头正在推动 1 纳米技术的发展。
在不远的将来,芯片可能会变得如此之小,以至于我们需要一个新的计量部門。Gelsinger 已经在宣布 " 埃时代 " 的到来,这个时代比纳米小一个数量级。
在这场巨大的芯片革命中,没有一家公司比 ASML 更能突破这个门槛,成为摩尔定律的坚定守护者。