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每台售价2亿美元 阿斯麦的EUV为什么别人不能制造光刻机?
(2024年12月21日更新)

3月24日,在荷兰南部靠近比利时边境的维尔德霍温镇,位于世界上唯一一个可以组装的城市EUV(极紫外)光刻机厂。

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世界上最大的芯片制造商都需要这种设备。在处理器芯片的生产过程中,EUV光刻机是最昂贵的。世界上只有阿斯麦(ASML)能制造出EUV光刻机。

弗莱彻学院助理教授克里斯·米勒(Chris Miller)阿斯麦正在制造EUV光刻机具有市场垄断地位。EUV光刻机是最先进的光刻设备,我们今天使用的每一个先进的处理器芯片都需要它。他们生产的每台机器都是历史上最复杂的设备之一。

EUV是极紫外线的缩写。阿斯麦生产的EUV光刻机可以在微芯片上产生大量波长极短的光,以打印小而复杂的图案。熔融锡以极快的速度爆炸,产生极紫外线,然后通过蔡司最平坦的镜子反射回来。一小部分EUV根据芯片设计蚀刻图案,光粒照射到硅片表面。

由于全球芯片短缺,从游戏机到汽车等产品的订单积压,整个芯片制造业都在阿斯麦EUV对光刻技术的需求急剧上升。自2018年底以来,阿斯麦股价飙升超过340%,这使得阿斯麦的市值超过了英特尔等顶级客户。

阿斯麦首席执行官彼得·温宁克(Peter Wennink)自38年前公司成立以来,该公司一直在降低芯片制造价格,并将在未来几十年继续这样做。

温宁克说:世界需要更多的芯片。所以我们需要制造更多的机器,顺便说一句,只要我们能降低单个晶体管的制造成本,这些机器的平均销售价格就会继续上涨。

尽管如此,温宁克表示,全球芯片短缺对阿斯麦来说也是一个挑战。

我们从供应商那里收到了很多信息,他们说,‘我们可能会推迟向您交付模块,因为我们无法获得芯片。’我们说,‘如果我们得不到芯片,我们就不能生产更多芯片的机器。

温宁克说,这对阿斯麦来说态化问题。

机器2亿美元

据温宁克介绍,在过去的十年里,阿斯麦总共售出了约140套EUV目前,每个系统的成本高达2亿美元。新一代高值孔径(High NA)光刻机的价格将超过3亿美元。

市场研究公司Semico Research芯片制造业分析师乔安妮·伊托(Joanne Itow)阿斯麦EUV光刻机太贵了,大多数公司都买不起。她说:这一定把许多制造商赶出了市场。由于成本高,芯片制造商格芯决定几年前停止生产更先进的芯片。

如今,阿斯麦只向五家芯片制造商出售这台机器。2021年,台积电、三星和英特尔占阿斯麦业务的近84%。台积电表示,它率先于2019年大规模交付EUV光刻机制造的芯片。自此,台积电一直处于领先地位,芯片制造技术至少领先于三星和英特尔。

阿斯麦在市场上占据主导地位的时间相对较短。十年前,英特尔、三星和台积电对阿斯麦进行了重大投资EUV光刻机起着决定性的作用。

1999年加入阿斯麦的温宁克回忆说:我们当时没有钱。。所以我们出去寻找合作伙伴,这实际上是我们建立公司的基础。因此,我们被迫成为系统架构师和系统集成商。

时间可以追溯到1984年,阿斯麦是飞利浦子公司。阿斯麦在荷兰埃因霍温飞利浦办公楼旁边的一所小房子里推出了第一台蚀刻芯片的光刻机。这台机器是在20世纪50年代在美国实验室发明的。

阿斯麦的EUV克里斯多夫夫·富凯(Christophe Fouquet)第一台光刻机看起来像一台投影仪。简单地说,机器上有一个光罩来保存你想要投影的图案,然后用一个光学系统将图像投射到晶圆上。

到1988年,阿斯麦在美国有5个办事处,84名员工在荷兰维尔德霍温设立了新的办事处,最终成为阿斯麦的总部。

准备研究整个行业EUV在光刻机的早期阶段,没有一家美国公司愿意冒险,只有阿斯麦做到了。阿斯麦是一家荷兰公司,但它也是一家严重依赖美国零部件的荷兰公司,尤其是它。

全球供应链

EUV光刻机由来自世界各地近800家供应商的多个模块和数十万个部件组成。每个模块都在全球60家阿斯麦工厂生产,然后运往维尔德霍温组装。每台组装好的机器经过测试后拆卸并运往芯片制造商。运输一套EUV光刻机需要20辆卡车或三架满载波音747飞机。

在EUV在光刻机出现之前,芯片制造商可以从阿斯麦、尼康和佳能购买DUV光刻机(深紫外)。尽管日本尼康仍然是阿斯麦DUV光刻机市场的主要竞争对手,但想买EUV光刻机只能找阿斯麦。专家表示,其他公司可能需要几十年的时间才能赶上,一方面是因为阿斯麦拥有独家技术,另一方面是因为它与数百家供应商达成了复杂的独家合作协议。

我们来找一些客户Anaren代理温宁克说:这是独一无二的,一些供应商对我们来说也是独一无二的。。有人说,这种近乎共生的关系比婚姻更糟糕,因为你不能离婚。

阿斯麦收购部分供应商的一种方式是避免供应链风险。例如,该公司于2012年收购了圣地亚哥的光源制造商Cymer,光学模块公司仍在2020年收购Berliner Glas。尽管今年1月Berliner Glas德国柏林的工厂发生了火灾,但温宁克表示,这起事故不会对今年的交付设备产生重大影响。

阿斯麦预计2022年公司销售额将增长20%;到20世纪20年代末,公司年收入将增长11%。

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