来源: 半导体行业观察

芯片是什么？

一颗小小的硅片上布满了排列整齐的集成电路，阳光下，像一种五彩斑斓的昆虫。

但正是这种“昆虫”实实在在地控制着科技时代的纷纭万物：手机、电脑、家居电器、汽车机械、能救命的高科技医疗器械、飞机火箭，乃至无数军工产品，都离不开芯片。

举个例子，站在街头环顾一圈，能载客行驶的交通工具，人们兜里揣的、包里装的、耳朵上别着的智能小玩意，街头闪烁的广告屏、红绿灯……全仰仗芯片存储信息、发号施令。没有芯片，虽不至于回到原始社会，但足以打乱人类正常的生产生活。

可以这么说，“芯片”成就了现代社会登上科技之巅。

但自然，高处不胜寒。

这个夏天，“芯片之困”成了必须直面的问题。

芯片之难 难于光刻机

不过处在“芯片之困”的阴霾下，就意味着和芯片相关的事，我们都干不了吗？非也。

若干年来，依赖无数人才的奋力追赶，中国的芯片设计和制作工艺，发展得并不慢。芯片之难，实则难于芯片制造。巧妇难为无米之炊，造不出高级芯片，再顶尖的设计技术也无处施展。也正是此，让华为领先全球的麒麟系列芯片或成绝版，让华为消费者业务CEO余承东连呼遗憾。

而芯片制造，“光刻机”是绕不开的终极神器。可以说，没有光刻机就没有芯片，所谓的芯片之痛，真正的痛点就是光刻机。这个长久以来的隐于幕后的大boss最近热度颇高，中国科协近日发布的“10个工程技术难题”，光刻机技术名列其中。坊间更是传闻华为大力挖掘光刻机工程师，要自建光刻机。

光刻机，讲原理并不难。

通俗易懂地说，就是高级版“投影仪+照相机”：光刻机有光源，光源发光，然后通过一个带图形的光罩，给上附有光刻胶的硅片曝光，借助光刻胶感光后的性质变化，光罩上的图形就可以被印到硅片上，于是硅片就有了电子线路图般的作用。

但听起来简单，制造光刻机有多难？

有人形容光刻机“是集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物”。还有人赋予其一个极美的称呼，“半导体行业皇冠上的明珠”。皇冠上最大最中心的明珠，仅此一颗，也说明了光刻机在芯片制造中无可争议的地位。

因为精度之高，光刻之“刻”靠普通刀子自然实现不了，于是要以“光”为刀进行雕刻，目前的精度7nm，相当于把病毒大卸八块，把一根头发丝劈成几万份。

有资料显示，1台光刻机包含13个分系统，3万个机械件，200多个传感器。其中，光源产生极紫外光EUV的难度相当于在飓风中心，以每秒5万次的频率用乒乓球击中同一只苍蝇两次；冷却激光器，每秒需要能填满6个浴缸那么多的水；光刻机的分辨率，则相当于把48万个单词的《指环王》在同一张纸上印刷2625遍；每一步都难度颇大，但制作一颗芯片大概需要3000道工序，要想保证光刻机完美运转，每一步的成功率都要高于99.99%。

还有工程师说：“光刻机的一个小零件，工程师就需要调整高达十年之久，尺寸的调整就要高达百万次以上。”坊间传言，就算给出图纸，别人也造不出来一说正源于此。

随着工艺越发高精尖，依靠着独一无二的售后服务，光刻机设备商的话语权越发提升。

而目前，掌握全球领先光刻技术的正是荷兰 ASML公司。

在盛产风车、郁金香，风景如画的荷兰，静静卧着一头“猛兽”——凭一己之力就吞掉了光刻机全球市场份额近80%的ASML，精度在7nm 及以下的光刻机，只有他能生产。

名为“光刻机”，实则“印钞机”，每生产一台就可售1.2亿美元。

但每年生产力有限，只能生产20余台，物以稀“更贵”。每出厂一台，都被全球芯片制造商虎视眈眈，谁“抢”得到最新的光刻机，就意味着谁更有可能造出更高端芯片，掌握科技时代命脉。

但屹立科技之巅的ASML公司究竟是如何炼成的？

成立于1984年的ASML，在一个看起来连蛋糕渣都没有的尴尬时机入局，彼时光刻机领域老牌大佬GCA还宝刀未老，尼康佳能双雄又强势崛起，然而坐落于飞利浦大厦外垃圾桶旁，一排简易厂房的ASML 携47名员工入局，并许下壮志“只做第一”。

今天的成功让那时的决心显得分外慷慨勇敢，但可以想象的是，那时，大家都认为它疯了。

36年间，从几近破产的小公司到行业内当之无愧的一哥，这不是一个顺风顺水人人都爱他的杰克苏叙事史，也不全是一个苦心孤诣苦哈哈的逆袭之路。天才与智慧，偏执与勇敢，机遇与奋斗……ASML不缺故事。

机缘巧合 巨头炼成

即使身负绝世之功，ASML却习惯低调。但因为经历太过传奇，不必传扬，江湖上也飘荡着他的传说。

源远流长的第一段是他与台积电鬼才林本坚的惺惺相惜。

上世纪90年代，整个半导体行业都陷入了一个共同的难题，光刻机光源波长被卡死在193nm。

光刻画不出更精致的线条，自然就造不出更精细的，性能更强的芯片。

面对难题，虽然实践成功率低、回报率也低，但老巨头尼康等厂商依然采用传统解题方法，强行将光源缩短到157nm波长。

另一边，一个年轻人提出了创新想法，为什么非要改变波长？时任台积电研发副经理的林本坚想出了浸没式光刻法：在镜头和光刻胶之间加一层水，经过水的折射，天堑一跃而过，光线波长可以由193nm变为132nm。

但当他拿着新型创意前往巨头大厂毛遂自荐时，得到的却全是拒绝。甚至尼康、佳能、IBM等所有巨头要联合起来封杀冷藏林本坚。原因可以想象，面对一堵门，有人扛来长枪短炮重型武器轰炸不止时，另一个人却建议，找找钥匙开门，虽然成功的路上，独辟蹊径往往意味着降维打击，但巨人转身慢，巨人怕成本。

而同样在光刻机难题中挣扎求存的ASML如同大海中的一叶小舟，体量较小，但却可以灵活转向，全力冲刺，同是满腔壮志无处可酬，ASML向林本坚伸出了手——选择浸润式技术，不仅意味着台积电的订单和深厚的友谊，还意味着一场豪赌，一条少有人走的创新之路。

命运总是嘉奖勇敢者。

2004年，ASML全力赶出了第一台浸润式光刻机样机，波长132nm，力压尼康的157nm。

2007年，在原有光源与镜头的条件下，ASML又显著提升蚀刻精度，继而拿到60%的光刻机市场份额，首次超过尼康。

如果传奇的第一篇章彰显了技术突破与创新魄力的重要，而接下来，ASML在EUV光刻上的赫赫战果，更说明合纵连横，合作共赢的战略意义。

ASML最先进的EUV光刻机，涉及上游5000多家供应商，3万多个零部件90%需要进口，想要浇灌出这株盛放在荷兰的技术之花，既需要德国的光学设备与超精密仪器，也需要美国的计量设备与光源……

对高科技密集的半导体行业来说，自己爬山不太现实，想要赢者通吃，就要伴随不断的并购与联盟。

收购全球领先的准分子激光器厂商Cymer，为光源技术提供保障；收购电子束检测设备厂商汉微科，为先进工艺提供了晶圆缺陷检测技术支持；收购德国卡尔蔡司子公司24.9%股份，布局微影镜头关键技术；收购竞争对手Mapper的知识产权资产顺便接受优质人才……

不仅如此，ASML还超越尼康，加入了EUV LLC联盟。

EUV LLC联盟的诞生也与光刻机光源波长193nm难题息息相关。

这是一家由英特尔攒局，美国能源部牵头，汇集了摩托罗拉、AMD、IBM，以及能源部下属劳伦斯利弗莫尔、桑迪亚和劳伦斯伯克利三大国家实验室的真正的高级玩家聚会。有多高级？其中三大国家实验室就堪称美国科技发展的幕后英雄，研究成果包括核武器、超级计算机、国家点火装置……覆盖物理、化学、制造业、半导体产业等各种前沿方向。

押注更激进的极紫外技术是EUV LLC联盟的目标，用仅有十几纳米的极紫外光，刻十纳米以下的芯片制程。

但EUV光刻机几乎集成了人类精密制造的技术极限，联盟必须从尼康和AMSL这两家当时发展最好的光刻机企业中，挑选一家进行吸纳，担忧吸取了精良技术的日本企业未来将压过美国，联盟最终选中了ASML。

由此，ASML获得了世界领先的半导体技术、材料学、光学以及精密制造等相关技术的优先使用资格。“单打独斗”行不通了，属于尼康的时代悄然过去，而汇集了资金、技术与人才，集制造业全体智慧精华于一身的，则被世界级先进的工业体系托举而出。

除了科技 还有故事

既是荷兰半导体产业创新突围的结果，也是全球科技高度分工的结果，为大众所熟知的ASML企业史往往从以上两段开始，但罗马并非一日建成。讲成功史只从后半段风光史讲起的不免让人“干着急”，只能仰视崇拜，但却没法借鉴学习。

在ASML成立三个十年中，第三个十年，他登上山顶，藐视群雄；第二个十年，他狂甩对手，垄断市场；而第一个十年，因何决定去开启传奇，以及如何艰难爬坡，九死一生中，才真正隐藏着奠定胜利的绝密基因。

为什么要做光刻机？没人能想到伟大或许诞生于一次打赌。

ASML脱胎于大名鼎鼎的飞利浦公司，一次，有人前往美国考察，回来时带来一颗“芯片”，面对这颗来自美国的芯片，飞利浦人感到遗憾——错失了与世界先进技术同步发展的机会，他们下定决心“要放下一切工作，集中精力投入集成电路的技术研发”。

但一开始，飞利浦只投入到电路技术研发，并没打算自造光刻机，毕竟购买其他公司的成品光刻机足够可行方便。

不过伴随着芯片的更新，其他公司的成品设备既不够精准，也过于耗费人力。因此，飞利浦的半导体和材料部 Elcoma 的技术经理定期与前沿技术研发实验室Natlab 的领导时常聚在一起聊天，讨论这些难题。

再一次，当Natlab的研究人员“吹嘘”他们的静压轴承和气动技术时，Elcoma掩模中心的主任“刻薄”接茬，技术这么强，也并不能用来制造那些生产芯片的机器啊？Natlab听到后，自然是一顿争吵，但争吵之后，两个部门更达成约定——合作制造一台光刻机。

1967 年，研究人员就在公司内部的展览中展示了6 镜头重复曝光光刻机的原型，这台光刻机吸引了若干围观群众，连飞利浦的时任董事会成员都被吸引而来。但还没来得及听完主讲人的介绍，下一个展台又吸引了董事的注意——一台带有自动平衡系统的新型洗衣机。

和用来制造电脑芯片的复杂尖端设备相比，一款流水线上可以批量生产上万台的普通洗衣机，对飞利浦高管来说更有吸引力。

在很长一段时间内，光刻机项目都被飞利浦内部认定——没发展没前途。“放弃吧，别再烧钱了”是项目组同事最常听到的话。

但又是什么样的人在为彼时看起来“一片晦暗”的光刻机付出青春、汗水与智慧？

听起来也颇有传奇色彩：工程师克洛斯特曼小时候是位失读症患者，阅读和数学对他来说都是难题，但长大后，失读症奇迹般地痊愈；光学工程师梅耶，这是位足够幸运的男青年，经历过第二次世界大战，两次从斯维辛集中营逃脱。第一次被送入集中营时，因为运气好躲过一劫，第二次被送入时，因为擅长机械而被派去修理火车车厢，这还不算完。第一次即将被送进毒气室时，被德国纳粹漏掉，第二次又被及时赶到的苏联红军搭救。差一点成为胶、化肥或鞋油，病重、像铅笔那么瘦的梅耶返回荷兰，开始了一生的光刻机事业……

除此之外，光刻机的系统架构师范希克是位热衷于留披头士发型，觉得向领导做季度总结写两个句子以上都浪费时间的富二代；研发了一种精确度最高的对准技术的工程师布休斯一度没上过大学，在卖酒的商店洗过瓶子算过账，从被聘为飞利浦的一名助理，脚踏实地做到了顶尖工程师……

正是这些人在暗夜中前行，撑着如烛火一般微弱的光刻机项目，直到在一个恰当的时机，飞利浦遇到业内的另一位传奇人物，荷兰半导体设备开创者德尔·普拉多，1984年，ASML成立。

那么，究竟经过哪些博弈，飞利浦才与传奇大佬德尔·普拉多奠定合作？

这位号称不“做”生意，本人就是生意，靠魅力、野心和无畏经营公司的人为了获得飞利浦的关注，除了登报求关注，还如何奇招频出？

这样注定不凡的企业，首任首席执行官又是何等人物？这个永远不按常理出牌的人是如何领导着“奇奇怪怪”的员工们，在企业还是一堆烂摊子时就许下“我们一定要做第一名，不然就别做了”的flag？

但如此有领导力的管理者，为何离职时只收到所有员工“80块钱”的离职红包？

除此之外，ASML创业的前十年，是彻彻底底烧钱的十年，动不动需要一个亿美金，到哪去找投资？

在极度缺钱时，如何坚定信心，继续烧钱技术创新？

如何鼓舞士气，给员工“画饼”，招兵买马选择合适的人才，寻找客户、盟友以及政府的支持？

有一些出奇制胜的“创意”：分拆式研发，因地制宜式工作，以及智慧营销为产品赋能……

甚至，还有一些可以称为机遇的时刻，芯片市场的衰退乃至崩溃，为何造就了ASML的黄金喘息时间？甚至，客户的工厂被烧了，导致对方需要重新下单，新销量成了ASML的及时雨。

这些独家历史，如今首次披露。

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