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这台比印钞更赚钱的设备,卡住了中国芯片产业命门

时间:2019-04-17 阅读:
ASML窃密事件对中国来说犹如镜鉴。一方面,ASML的快速回应体现对中国市场的重视,也反映了中国的市场地位已经不容忽视,随着ASML与中国企业合作的拓展和深入,也许未来我国芯片生产会出现质的飞跃。

一条荷兰金融报纸Financieele Dagblad的报道将荷兰半导体设备巨头ASML再次推上了风口浪尖,一度引发震怒,就连外交部都出面回复。7oJednc

报道称,其美国子公司研发部门的高级中国员工从ASML窃取了企业机密,并最终泄露给了中国公司XTAL,造成了数亿美元损失。该事件被认为是“荷兰公司有史以来最大规模的间谍案”。7oJednc

ASML是全球半导体产业上游最重要的公司之一,它垄断的半导体生产设备光刻机,关乎到世界上几百家公司的生死。7oJednc

这家半导体超级霸主,对这则窃密新闻迅速做出了反应。7oJednc

ASML分别在其官网和微信公众号上贴出官方声明:“ASML并不认同‘中国间谍’说”,“ASML并不是‘国家阴谋’的受害者”。7oJednc

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此事暂时告一段落,但ASML和中国的风波纠葛却从很久之前就开始。和中国企业打专利官司、不把高端光刻机设备卖给中国、禁止雇佣中国员工……7oJednc

尽管ASML每一次都站出来辟谣,但这一次次事件的背后,仍然可以看到,在面对芯片半导体核心技术、核心设备的时候,各技术强国的谨小慎微姿态,包括与ASML相关的台前台后多个国家,也包括美国。7oJednc

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这家出厂的设备运转起来比印钞机还赚钱的ASML有着怎样的背景和不为人知的故事,值得我们深入的扒一扒。7oJednc

一、隐形的半导体霸主,独步全球光刻机江湖

在说ASML的全球地位有多显赫之前,我们先说说芯片是怎样造出来的。7oJednc

芯片制造的过程有点像盖房子,首先你要有设计图,明确哪一部分负责做什么、怎么设计才能达到更好的效果,这个方面最基础的设计逻辑就是ARM等公司垄断的知识产权(IP)。7oJednc

有了设计图,还需要工人一点点加砖砌瓦,这个过程就需要处理材料的生产设备,其中最为核心也最难造的设备之一叫光刻机。7oJednc

简单地说,光刻技术就是把图像投影到感光底片上,用光作为自己的“刀”,在平面上刻出繁复的图案。7oJednc

遵循着摩尔定律,芯片越做越小,光刻机投影的那把刻刀也必须越来越小,毕竟,让几百纳米粗细的刀去刻出几纳米的线条,基本上是不可能的事。7oJednc

但线条也不是越细越好,线条过细,投影会变模糊,所以线条粗细还不能低于光波长的一半。当前世界上最顶尖的极紫外(EUV)光刻机用13.5nm的极紫外光源,来刻10nm以下的线条。7oJednc

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光刻机的光源有:激光,紫外光、深紫外光、极紫外光。现在最先进技术是极紫外光。7oJednc

无论是极紫外光源还是镜头、机械部件都极端精密,一台光刻机的装配大约需要50000个零件左右,几乎每个组件都具有较高的技术垄断性。7oJednc

目前在全球范围,荷兰ASML公司正是垄断全球光刻机市场的霸主,占据了超过80%的份额,更是世界上迄今为止最高端的光刻机——EUV光刻机的唯一生产商,1台EUV光刻机的售价就超过了1亿美元。7oJednc

相比之下,我国国内第一大光刻机制造商上海微电子的光刻机目前可实现90nm量产的水平,正在筹备跨过65nm的台阶。7oJednc

也就是说,无论是台积电、三星还是英特尔,想要造出7nm和10nm芯片,就必须砸下天文数字买ASML的设备。7oJednc

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顶级光刻机的产量非常低,从2013年到2017年EUV出货量不到30台。根据ASML公开的2018年EUV光刻机设备订单,台积电预定了10台、三星预定了6台、英特尔预定3台、格芯1台、中芯国际1台。另外,ASML 2019年将计划出货30台EUV光刻机。7oJednc

其中,国内晶圆代工大厂中芯国际几乎耗尽2017年的全部利润(约1.264亿美元),也要花1.2亿美元(折合人民币7.6亿)的天价从ASML手里订购走一台EUV光刻机,这也是迄今为止中国买到的第一台暨唯一一台EUV光刻机。7oJednc

当然,不是说订完货就能拿到。首先订货得排队,交货期将近两年,交货后生产线调试约需一年,加到一起,从下订单到量产要至少三年。按照订购周期,中芯国际的EUV光刻机预计今年上半年到中国。7oJednc

这台设备被寄予了厚望,希望中芯国际能借此突破10nm以下制程容易的瓶颈,助力我国高端芯片自主制造,突破芯片产能限制问题。7oJednc

二、传奇飞升史:三星、英特尔、台积电三大金主

你可能没听说过ASML,但你一定知道飞利浦。7oJednc

ASML创立于1984年,总部位于荷兰费尔德霍芬,是从飞利浦半导体部门独立出来的,当时它的名字还是ASM Lithography Holding N.V.,直到2001年才改成现在的名字。7oJednc

ASML的产品类型非常专一,就是造光刻机。但刚刚起步的ASML,由于缺乏充足的研发资金等原因,在技术方面较其他日美同类企业相对落后。7oJednc

这时,ASML的老东家飞利浦雪中送炭,再加上轻资产策略,终于在1995年成功上市。7oJednc

通过投资和并购来填补技术空白,在半导体领域是一项非常常规的操作,ASML也不例外,在上市后走上了买买买的道路。7oJednc

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其中最为重要的一起并购案当属以19.5亿欧元全资收购美国光学技术供应商Cymer,这起并购案为高端EUV光刻机的成功量产奠定了重要基石。7oJednc

另外,在2016年,ASML以10亿欧元的价格获得它的光学模组供应商蔡司24.9%的股权,同时承诺在未来6年向卡尔蔡司半导体提供总额7.6亿欧元的资金支持,协助后者开展提升数值孔径的研发工作。7oJednc

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因为ASML在研发EUV光刻机方面的技术实力,2012年,ASML提出客户共同投资计划(CCIP),英特尔、台积电、三星这举足轻重的半导体巨头宣布联合投资ASML,并分别获得ASML15%、5%、3%的股权。7oJednc

既有了技术的积累,又有了充沛的资金,接下来,ASML就开始安安心心搞研发了。EUV光刻机也开始出现阶梯式进展。 7oJednc

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在现有EUV之外,ASML已和IMEC比利时微电子中心达成了新的合作协议,共同研发新一代EUV光刻机,将NA数值孔径从0.33提高到0.5,以进一步提升光刻工艺的微缩水平,为未来的5nm、3nm制程工艺芯片铺路。7oJednc

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▲2018财年ASML设备营收、用途、区域、数量占比情况(来源:ASML)7oJednc

不过当EUV光刻机产生质的突破,三巨头又不约而同的选择抛售股票。7oJednc

根据公开资料,截至2015年末,台积电已售罄其持股;截至2016年末,三星也已出售过半的持股,英特尔仍持有约15%的股份;截至2017年末,英特尔的持股比例已降至5%。7oJednc

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就在ASML凭借EUV光刻工艺商业化发展的如日中天之时,它的竞争对手们却一个个选择退场。曾经和ASML激烈竞争的日本企业尼康和佳能,在高端光刻机市场的优势日渐式微,渐渐开始选择低价或差异化策略生存。7oJednc

尼康在2016年末启动的重整计划对光刻机部门的目标就是保持盈亏平衡,据报道尼康光刻机的成品率及效率均偏低,因此售价也仅为ASML对应机型的一半而已。7oJednc

佳能则不再追求光源与制程的提升,转而针对应用领域进行差异化优化,比如5510iX与6300ESW的单次曝光面积更大,5550iZ2的生产效率更高;佳能甚至选择在2017年把目光聚焦在低端光刻机市场。7oJednc

而去年12月底,荷兰光刻机公司Mapper正式宣布破产,竞争对手ASML在光刻机领域的霸主地位显然更加巩固。坊间一度传出ASML有兴趣收购Mapper的消息。7oJednc

三、矛盾:技术封锁和开放

近年来,ASML对中国企业商业态度逐渐改善,从开始不卖一台到出售给中国企业第一台EUV光刻机,从深耕欧美领域到加强与中国产学界的合作,ASML要加大布局中国市场的意图更加明显。7oJednc

这对我国半导体产业的发展还是相当有益的,将加快我国企业生产高端7nm甚至5nm制程工艺的步伐。7oJednc

1、上游供应商来自全球

虽说ASML凭借技术壁垒成为全球最重要的光刻机厂商,咳嗽一声,全球半导体都要跟着抖三抖。7oJednc

但ASML并不是说就天下无敌了,其光刻机设备90%的零部件都依赖外购,不能做到独立生产光刻机核心部件。7oJednc

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其中,它的光源来自于2013年收购的美国企业Cymer,光学模组来自德国蔡司,计量设备来自美国是德科技,传送带则来自荷兰VDL集团,激光发生器也是由美国公司供应。据说ASML向蔡司采购成本足足占了光刻机设备成本的三成左右。7oJednc

这也意味着,如果美国政府要动ASML,光刻机老大的名号一夕之间灰飞烟灭并不是没有可能。7oJednc

2、最高端产品曾经对中国长期零销售

ASML的高端光刻机一年就那么一二十台,卖给谁对它来说没什么差别。7oJednc

在格芯、中芯国际交易之前,ASML的高端光刻机总是不卖给中国,于是坊间传闻ASML的高端光刻机对中国禁售,这种说法很快就被ASML公司的否认。7oJednc

不过还是有很多人猜测,禁售情况是源于《瓦森纳协定》的约束。7oJednc

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所谓《瓦森纳协定》,就是在二战结束后、美苏冷战期,美国联合英国、日本、荷兰等一共17个国家在1949年于巴黎成立了一个叫做巴黎统筹委员会(简称巴统)的组织。这个组织现在已经发展到42个成员国了。7oJednc

该组织的核心目的就是限制成员国向社会主义国家出口战略物资和高技术,列入禁运清单的有军事武器装备、尖端技术产品和稀有物资等三大类上万种产品。7oJednc

中国在1952年被列入管制的范畴。结果就是,我国一开展高技术国际合作,美国就可以从其安全战略角度出发,拿出其出口限制政策,掣肘我国高技术合作。7oJednc

单说半导体领域,从芯片设计、制造等多个环节,中国从国外获取最新技术的途径都会受限。7oJednc

不管传闻真假,至少现在,中国终于要迎来第一台EUV光刻机的落地了。7oJednc

3、加码中国市场,扩张本地公司

近年来,ASML开始加大对中国市场的投入与支持。7oJednc

根据ASML财报,大陆地区在其Q1营收占比20%,Q2占比19%,和美国基本持平相同,高于台湾地区,但与跟韩国地区35%的份额相比还有很大差距。7oJednc

中国占ASML业务比重越来越大。目前ASML在中国的客户有中芯国际、华虹半导体、长江存储、合肥长鑫、英特尔大连厂、SK海力士西安厂等。7oJednc

2017年6月,ASML宣布与中国上海的集成电路研究开发中心(ICRD)达成了合作协议,双方将在上海设立一个培训中心,用于ASML客户支持和展开技术培训。7oJednc

2018年上半年,ASML在中国新成立了4家分公司,分别位于合肥、成都、武汉、晋江。此前ASML在北京、上海、深圳、无锡、香港等地已经设立分公司,还直接进驻南京提供光刻机全方位服务。7oJednc

在科研合作方面,ASML与浙江大学、大连理工大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学等多所高校签定奖学金及科研合作协议,培养本地人才。7oJednc

除了上述提到的中芯国际订购的EUV光刻机,但由于EUV光刻机仍处于大规模推广初期,产量还非常少,中国企业也还没有完全具备相应的整体工艺能力,更多的中国企业买的还是ASML的DUV光刻机或者其他机型。7oJednc

在DUV光刻机方面,长江存储和上海华虹半导体也分别订购了价值7000多万美元的ASML光刻机,分别用于存储芯片、晶圆代工等业务。7oJednc

长江存储花将近4.6亿元从ASML订购的NXT 1980Di是目前ASML最成熟的机台,已经在去年4月抵达武汉。7oJednc

看起来,ASML对中国越来越友好了,不过,这未必是件好事。7oJednc

对于国内买方来说,矛盾在于是高价买最国外先进的设备,打造自己优良口碑;还是冒风险以更低价格买国内不那么成熟的产品。7oJednc

对于国内设备生产商来说,矛盾在于是选择容易盈利的中低端业务,还是做投入时间长、回报遥遥无期、前景模糊的高端市场。7oJednc

卖几台给中国企业,有了使用高端产品的捷径,没有谁想浪费时间和精力去尝试一般的产品。7oJednc

而一台就不卖就会倒逼中国企业去自主研发,要是成功了,ASML的地位就会收到挑战。7oJednc

四、窃密疑云

去年8月,有人向微博大v爆料称,荷兰读研的中国留学生在找工作时,收到的回复表示ASML公司受到美国政府施压,禁止招收中国员工,所以不能把他的简历提交给ASML公司。7oJednc

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当然啦,这么影响感官的新闻一发生,ASML的回应速度非常及时,立刻公开态度:谣言,ASML招人的时候一般不会有国籍限制。7oJednc

仔细来看,ASML的回应还是给自己留了很大的余地。7oJednc

虽然没在普通岗位上将中国人拒之门外,但要想在美国开发高新技术,中国等约二十个国家的人需要先拿到美国的许可证,才能进入ASML的大门。7oJednc

当然,即便ASML没用任何美国公司的部件,美国也一样可以限制ASML,毕竟美国是《瓦森纳协定》的主导者,而荷兰是该协定的成员国。7oJednc

如果施压确有其事,倒也不让人意外。限制中国人进入关键岗位和购买设备数量的事在历史上屡见不鲜,比如21世纪初美国就曾搅黄中国从以色列、捷克买雷达设备的交易。7oJednc

这也意味着,天价买下的那台EUV光刻机一天不进入中国,中芯国际心里悬着的大石头就一天不能落地,谁知道美国会不会又介入中止这项交易呢?7oJednc

就拿最新的窃密事件来看,荷兰媒体说中国籍员工从荷兰半导体设备制造商ASML窃取商业秘密,给ASML造成数亿美元损失。7oJednc

ASML的回复也非常有意思,在强调不认可这一说法时,说自己“并不是“国家阴谋”的受害者”。7oJednc

这个报道提到的案件是2016年发生在美国的一桩公开诉讼案,中国公司XTAL Inc.的子公司被法院裁定,在2015年窃取和泄露ASML掩膜优化的软件信息而违反雇佣合同,并利用利用窃取的商业秘密制造竞品。7oJednc

ASML总裁兼CEO Peter Wennink还专门回应说:“这一事件绝不会影响ASML在中国的业务”。7oJednc

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该诉讼在去年11月判定ASML胜诉,判XTAL公司向ASML支付2.23亿美元的赔偿金,目前XTAL已破产。7oJednc

恰巧事件发生当天,有媒体直接问了外交部是否得知此事。7oJednc

对此,外交部发言人陆慷进行回复,简单的说,就是不了解具体情况、中荷在科技领域保持友好合作、中国政府高度重视知识产权保护。7oJednc

至于荷兰媒体为什么突然把这件旧事翻出来炒,答案就不得而知了。7oJednc

结语:核心技术仍是芯片产业命门

此次ASML窃密事件对中国来说犹如镜鉴。一方面,ASML的快速回应体现对中国市场的重视,也反映了中国的市场地位已经不容忽视,随着ASML与中国企业合作的拓展和深入,也许未来我国芯片生产会出现质的飞跃。7oJednc

另一方面,我们看到了创新的紧迫,没有掌控核心技术,随时都可能被其他国家斩断产业命门。如果不加紧研发,垒起核心技术的高墙,那么类似的中兴事件、福建晋华事件、华为事件还会屡屡上演。7oJednc

(来源:智东西)7oJednc

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