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重返半導體巔峰 日本擦身而過

當今世界前3曝光機製造商依序排名為,荷蘭艾司摩爾(ASML)以及日本的尼康(Nikon)、佳能(Canon),尼康與佳能是百年相機老牌不必多說,但是艾司摩爾是什麼來頭?這個1984年才成立,年齡只有39歲的小伙,是如何反超2個老前輩,成為眾星捧月的半導體設備供應商?

台積電浸潤式微影技術只有ASML相信

從上世紀80年代截至本世紀初,全球曝光機企業屈指可數,當時的霸主還是美國GCA(1988年被收購)以及尼康和佳能,艾司摩爾在行業內算是無名小卒,不過這樣的小卒卻非常幸運的碰上2位貴人。

第1位貴人:台積電。在2004年以前,曝光機技術主要還是以乾式曝光為主,這時卻殺出個林本堅,林本堅時任台積電研發副總經理,2002年發明出浸潤式微影技術,這個不被尼康、佳能看好的新技術,當時受到了艾司摩爾的重用,他們一拍即合,僅用1年時間,就在2004年拼全力趕出第1台樣機,並先後奪下IBM和台積電等大客戶的訂單。

可以這麼說,艾司摩爾的成功靠的不是自己,而是林本堅,他的193奈米浸潤式微影技術能顯著提升蝕刻精度,使其成為當時高端曝光機的主流技術方案,一舉壟斷市場。當然,台積電之後在技術、人才、資金方面持續加碼,也促進了艾司摩爾在市場上所向披靡。

第2位貴人:英特爾(Intel)。1997年,為了嘗試突破193奈米,英特爾早就聯合政府、企業成立EUV LLC前沿技術組織,成員除了英特爾以外,還有美國能源部、摩托羅拉(Motorola)、超微半導體(AMD)、IBM,最後1個位置英特爾本想拉尼康和艾司摩爾入伙,問題是,這2間公司1個來自日本、1個來自荷蘭,但極紫外光(EUV)被美國視為半導體產業發展的核心技術,所以不希望外企參與其中。最後,艾司摩爾與美國達成協議,正式成為組織一員。

美國對日本半導體存戒心

艾司摩爾在加入起初就遞交投名狀,同意在美國建立1所工廠和1個研發中心,以此滿足所有美國本土的產能需求,還保證55%的零組件均從美國供應商處採購,並接受定期審查。

眾所周知的是,日本半導體產業在80年代一度強大到可以吊打美國,逼得美國對日本發動全面貿易戰才將日本的半導體產業打下去,所以比起荷蘭,美國對日本存有更大戒心,因此才放棄尼康。

因為2位貴人的加持,艾司摩爾終於在2015年將極紫外光工藝處於可量產狀態,不僅不愁沒有地方賣,每家半導體製造商還都搶着要。隨後5年,尼康痛失50%以上的曝光機市佔率。

尼康閉門造車錯失商機

加入EUV LLC後的艾司摩爾覺得,一旦研發出極紫外光技術,可能會被美國提防,於是決定讓出公司股份,讓英特爾、台積電、三星(Samsung)等半導體大廠成為股東,這個決定證實艾司摩爾不僅消除美國顧慮、贏得盟友,還因合作得到許多技術支援。

當對手靠產業鏈一起發力,尼康還在自己搞定。舉例而言,三星與台積電生產的是DRAM、ASIC等通用性產品,追求產品通用性有助於生產線規格統一,結果尼康從投影系統、控制台、對位系統、軟體甚至機身全是自製,只有照明系統採用德國蔡司(Zeiss)。

其結果就是尼康對各構成的知識非常豐富,且有很強的調整與客戶應對能力,但各構成系統的最優化方面幾乎沒有積累。艾司摩爾則與之相反,設備搬入顧客工廠後還能微調模組,不斷積累下台曝光機最佳模組化設計的經驗,與其他同業相比,艾司摩爾完全是在做全球化曝光機。

一步踏錯步步錯

在那個還在想要把193奈米光波再磨細的年代,半導體大隊分出2派人馬,1派是EUV LLC,另1派則以尼康為首,尼康既因企業本身,還有顧客面原因,仍主張採用前代技術的基礎上,使用157奈米的F2激光。

台積電林本堅的技術他們不是不知道,只是若要改用全新工藝,前期投入的研發、設備等同於推倒重來,簡直是革自己的命,若真要採用,談何容易?不說日企「工匠精神」的心態問題,只說現實層面,未加入EUV LLC、未即時採用浸潤技術,尼康與佳能就註定讓位半導體設備商冠軍寶座。

在艾司摩爾推出首台極紫外曝光機後,雖然尼康很快也亮出了乾式微影157奈米技術的成品,但畢竟被艾司摩爾搶了頭陣,何況波長還略落後於對手,等到1年後,尼康完成對浸潤微影的追趕,也無法再追上艾司摩爾的步伐。

以曝光機技術而言,90奈米、45奈米、22奈米分別是1個門檻,90奈米升級到65奈米不難,但65奈米要到45奈米可難了,乾式曝光會在45奈米這個門檻面臨極限。所以,當時只要誰能突破這個極限,誰就是贏家,而我們現在都知道這個贏家是誰。

責任編輯: 李冬琪  來源:自由財經 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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