在芯片制造过程中,掩模对准设备起着关键作用。据悉,光刻机是芯片制造中最关键、最核心的部件,占芯片生产总成本的30%。此外,掩模对准器的光刻精度也影响芯片制造工艺水平。
虽然美国、日本、韩国和中国都有能够生产掩模对准器的企业,但大多数芯片制造商需要从荷兰购买ASML设备。
打败日本面具对准器
在掩模对准器的帮助下,荷兰ASML公司多年来一直在半导体设备制造商名单中排名第二,仅次于美国应用材料公司。
值得一提的是,荷兰ASML成立时,在口罩对准器市场没有话语权。20世纪80年代,口罩对齐器行业由日本制造商主导,而ASML只有30名左右的员工,甚至连公司都建在垃圾桶旁边。
最重要的是,无论是技术积累还是客户积累,荷兰ASML都不是日本公司的对手,市场也没有希望。
想必ASML在成立之初,并没有想到ASML只用了20年就完成了对日企的反击。并在接下来的20年里,稳稳地守住世界的宝座。
ASML统治着世界
事实上,ASML的快速发展与M&A政策的实施有很大关系。掩模对准器的本质是投影仪和相机的结合。该装置以光为刀,将投影在硅片上的电路图雕刻出来,最终得到集成电路芯片。
当时日本厂商能够主导掩模对准器市场,很大程度上得益于日本先进的相机技术,光学产业的优势向半导体产业扩散,帮助日本厂商建立了领先地位。
荷兰的ASML虽然技术储备不多,但通过收购MaskTools和Silicon Valley Group,填补了光学技术、扫描和成像能力的不足,成功登上了主流厂商的台面。
真正帮助ASML主宰世界的是一个选择。上世纪末,掩模对准器中光源的波长停留在193纳米。谁能率先突破,谁就能主导口罩对准器市场。
当时,以尼康为首的日本厂商选择了保守的153nm F2激光器,而荷兰ASML则押注于更激进的EUV技术。两种不同的选择也给两家厂商带来了不同的结果。
做出巨大贡献的TSMC工程师
值得一提的是,EUV技术的优势并没有帮助ASML在当时确立领先地位。TSMC工程师林本健为ASML成为全球霸主做出了巨大贡献。
如前所述,ASML反击日系和光刻机厂商的关键是ASML率先突破193nm,ASML的解决方案来自林本坚。
当时的掩模对准器厂商都采用了传统的干法光刻方案,而林本坚提出了浸没式光刻方案。与干法光刻方案相比,浸没式光刻方案加入水可以实现更多的折射,光源直接穿越157nm到132nm。从那以后,ASML在技术上领先日本制造商超过一代。
最重要的是,ASML允许客户在获得技术优势后排队。为了获得设备交付的优先权,许多铸造厂在ASML投资。
比如TSMC、英特尔、三星等知名巨头,其实都是ASML的股东。
这也导致大客户涌入ASML公司阵营,当资源集中在指定厂商时,第一名和下一名的差距越来越大。
目前,ASML仍然是唯一有能力生产EUV口罩对准器的厂商,根据最新官方消息,ASML已经完成了1nmEUV口罩对准器的设计。可见,ASML与竞争对手的差距已经超过一代人。
短期来看,ASML在口罩对准器市场的地位不会被其他厂商取代,但可能会越来越大。这也是中国芯片厂商必须面对和克服的难题,国内厂商要想打破困境,可能只有等到下一个林本坚出现。
文/京审/资阳校正/邱智