Focus The ASML way
摩尔定律已经走到尽头。按照目前的速度,每两年增加一倍晶体管的数量根本无法持续。ASML 研究总监 Jos Benschop 表示,发展受限于经济因素而非物理因素 。
芯片行业正迅速接近一个临界点,即进一步缩小尺寸所需的投资变得太大而无法收回——这是真正的极限。
这家芯片制造公司可能是在全球化时代成长起来的,但那个时代早已过去。世界的断层线清晰可见。
对于ASML来说,所有客户都是平等的。只是,世界不再是那样运转的了。
张忠谋表示,“全球化几乎已死,自由贸易也是如此。”除了政治动机之外,他认为在全球传播和复制芯片生产毫无意义。
“在这个行业,只有一种商业策略是可行的:专注于第一名。你必须想要获得金牌。如果你在开始之前就决定满足于获得铜牌,那么你最终可能会排在第六位。然后你就完蛋了。”
为了限制风险, ASML 坚持要求其供应商从费尔德霍芬获得最多 40% 的收入。
“我们在这里什么都不 生产 ,”马丁·范登布林克 (Martin van den Brink) 说道。这有点夸张,但他的观点很明确: ASML 只组装光刻机,而众多供应商负责提供零件。这种模式对于保持一切正常运转至关重要。它使 ASML 在成立后的头几十年里拥有了非凡的恢复能力。
没有哪个受人尊敬的CEO会签下一项需要 20 年时间的项目,而且没有任何成功或中期利润的承诺。这不是打赌,这是胡说八道。这也是日本竞争对手退出竞争的原因:不是因为他们的工程师能力较差,而是因为尼康和佳能根本不准备继续在EUV上投入如此多的资金。
如果没有高质量的蚀刻机、测量设备和用于施加晶圆薄层的设备,就无法生产出好的芯片。而所有这一切,都需要应用材料、泛林集团和KLA这样的供应商——它们都是价值数十亿美元的企业。
ASML 的项目负责人理查德乔治 (Richard George)以最快的速度出售了他的股份。
官僚主义。在飞利浦,做一件新事情需要大量咨询和政治策略,这种经营方式完全不适合推动芯片行业快速创新的时代。速度就是一切——而飞利浦根本无法跟上。
博伦向温宁克传授了优秀领导的诀窍。让生活更轻松的关键是授权,让自己身边的人比你做得更好。
一位来自德勤的年轻会计师一直在协助ASML准备IPO 。他的名字叫 Peter Wennink,多年后,他成为了ASML的掌舵人。
特许会计师的生活中,晚上是用来享用美食和与客户进行高谈阔论的。彼得很容易就适应了这种生活,爱好享乐的他很快就享受到了新获得的自由。他一生都喜欢美食和美酒,学会了烹饪,厨艺精湛。
格罗特飞奔到供应商面前质问:“过滤器在哪儿?大家都在等你!”但俄罗斯人对他们造成的问题完全不知所措。“每次我们把东西运到德国,我们都需要贿赂海关官员。所以,我们把过滤器留着,等到有五十个过滤器时,我们只需要贿赂一次。”
你可以在纸上设计出完美的光刻机,但在实践中,最终结果总是会偏离这一点。即使怀着世界上最好的意愿,你唯一能确定的是,任何计划都会失败。
马丁·范登布林克 (Martin van den Brink):“重要的不是如何预防错误,而是如何有效地管理错误。”
艺术在于在时间、规格和成本之间找到良好的平衡,弗里茨·范豪特 (Frits van Hout) 将其称为“三位一体”。
2006 年,曾为苹果电脑供应芯片的英特尔被问及是否能为 iPhone 供应处理器。英特尔拒绝了:移动芯片的利润空间对于这样的公司来说太小了。
“所有亚洲芯片制造商都注重成本,但没有一家像韩国人那样努力——他们工作非常努力。”
一旦系统出现问题,三星的负责员工就会留在现场,直到机器恢复运行。“在问题解决之前,他们甚至不会想回家。如果你问他们,他们可能会笑笑。”
当 ASML 建立自己的服务机构时,它主要雇佣韩国工人,因为他们习惯于严格的等级制度和每周 50 小时或更长时间的长时间工作。
硅谷是半导体产业的发源地,但该地区最后一家大型芯片工厂于2009年关闭。
中芯国际等中国科技公司经常与台湾员工接触。他们在中国可以轻松赚到目前工资的三到五倍,但享受的自由却远少于民主的台湾。
在习近平领导下的中国,经济逻辑很少会凌驾于政治利益之上。
中国官员向他保证,中国将在知识产权方面表现良好,甚至希望相应地调整其法律体系。温尼克觉得这是一个不靠谱的承诺。
台湾不想被拖向中国,特别是在目睹习近平用严格的安全法摧毁香港的民主运动之后。
没有来自中国的贸易,台湾就无法正常运转。2022 年,中国贸易占台湾国民生产总值的 40% 以上,是台湾与美国贸易额的三倍多。
上海微电子装备有限公司成立于 2002 年,其试图抄袭 ASML 的光刻技术并不掩饰。早年,中国人甚至公开订购了 Veldhoven 的一台PAS 5500 型光刻机,试图解开该机器的秘密。但这并没有促进中国技术的发展,因为ASML的设备太复杂了,无法简单抄袭。
有时,您可能会在中国工厂生产线上看到SMEE系统。然而,这些机器很可能是为了展示,或者是为了给政府官员留下深刻印象。
事实证明,完全摆脱中国零部件供应商及其庞大的电子工厂是不可能的。
内部法规的反复无常导致中国经济环境恶化。习近平主席经常亲自干预商业领域,对企业家实施意想不到且不明确的新法规。
中国房地产市场崩溃,失业率上升,外国对华投资急剧下降。
2022 年的年报讲述了这个故事。当年早些时候,一名前中国员工从费尔德霍芬偷走了商业机密。尽管 ASML 没有公开证实这一点,但这些数据确实被一名后来为华为工作的人窃取了。
ASML 也曾因内部数据盗窃而惨痛教训。2014 年,硅谷分部的一批中国员工带着优化软件跳槽。
如今,绝大多数芯片都是使用一家公司的机器制造的: ASML 。
四十年前,这家荷兰企业只有四十名员工、一台实验设备和一个毫无希望的商业计划。他们不知道自己的发明会在一个如今每年价值超过 6000 亿美元的行业中发挥关键作用。
该公司在 16 个不同国家的 60 多个地点拥有 42,500 名员工,这是一个全球性企业,只有一个目标:保持光刻机市场的绝对主导地位。
ASML 不仅负责 90% 以上的供应,还垄断了最尖端的技术。
最轻微的偏差就足以毁掉整条芯片生产线。数十万美元可能变成一块毫无价值的硅,这一切都发生在眨眼之间
你口袋里的手机售价几百美元,但处理能力却比 美国宇航局 首次登月时使用的所有计算机加起来还要强。
2013 年,苹果最快的笔记本电脑的中央处理器上有超过 10 亿个晶体管。到 2023 年底,这个数字将达到 920 亿。
尽管尼康和佳能等竞争对手尽了最大努力,但没有人能够跟上荷兰小镇费尔德霍芬( ASML的所在地)的技术进步 。
随着世界继续数字化——为了实现能源转型、减少污染的行业、改善医疗保健或制造更强大的武器——对芯片的需求正在激增。
由于疫情,美国、中国和欧盟等国际超级大国 现在 敏锐地意识到,它们的繁荣和安全有多么依赖芯片。它们消失的那一刻,你就会注意到。
每辆新车都有一百多个处理器和数千个独立芯片,单是电子产品就占到每辆车生产成本的 40%。
台积电 让全世界都感到担忧。愤怒的政客们希望他们的汽车行业能够正常运转:德国总理默克尔曾致电要求更快地向德国汽车行业交付芯片,而 美国 总统乔·拜登则要求 台积电 优先为美国汽车工厂生产芯片。而台积电则向 ASML施压 ,要求其帮助扩大工厂产能,而且要迅速。
美国人认为中国生产的每一块芯片都可能用于军事目的。
这家芯片制造公司可能是在全球化时代成长起来的,但那个时代早已过去。世界的断层线清晰可见。
彼得不是工程师,但他领导着一家高科技公司,他善于与人打交道。他设法掌控 ASML 不墨守成规的高科技文化,并维系着至关重要的供应商网络。他是每个网络的中心人物。
“这种事不应该再发生了。我们发明了芯片。近几十年来,我们失去了优势。我们曾经生产了 40% 的芯片,现在只占 10%。我们要确保供应链在美国重新启动。”
70 年代初,飞利浦拥有 40 多万名员工,其中约 9 万名在荷兰工作。
官僚主义。在飞利浦,做一件新事情需要大量咨询和政治策略,这种经营方式完全不适合推动芯片行业快速创新的时代。速度就是一切——而飞利浦根本无法跟上。
马丁在技术上天赋异禀,而弗里茨虽然懂技术,但他更擅长与人打交道。他知道如何以正确的方式处理人际关系。
虽然斯密特很感激自己在这家荷兰电子公司学到的东西,以及他们“令人垂涎欲滴”的技术,但他总觉得飞利浦的管理层“非常政治化”。贾尔特无法接受这种局面——他想做点不同的事情。
在最初的几个月里,斯密特评估了公司情况,他发现,没有人相信这家公司有丝毫的成功机会,甚至连员工也不抱有希望。
但他也发现,行业标准机器已经达到了极限。现在需要现有技术的飞跃来生产分辨率更低的芯片。
唯一的问题是:能够生产这种芯片的光刻机必须能够投射接近一微米(千分之一毫米)宽度的线条。没有一家老牌光刻机制造商拥有这种技术——但飞利浦拥有。
备忘录上写得很清楚:大约有十家公司仍在竞争,市场已经足够拥挤。ASML 似乎 从一开始就是多余的。
鉴于已投入机器的大量投资,老牌厂商总是会首先捍卫其现有地位。如果 ASML能够推出配备更精确的对准系统、电动机和精密镜头的机器, 他们就能震惊市场并树立一个任何公司都无法达到的标准,否则就太迟了。ASML 掌握的技术飞跃将为他们创造所需的机会。
就像飞机一样,光刻机也是小批量生产的,旨在以最少的故障和最佳的利用率投入使用多年。这需要不断的维护。营销也需要与工程部门携手合作,因为他们确切地知道如何让客户从他们提供的机器中获取最大的价值。
对于 ASML来说 ,现在的关键是贴近客户,并将尽可能多的生产外包给供应商。
ASML 培育了一种自由文化,保证工程师有空间自己想出解决技术问题的方法。
ASML 决定成为一家美国式的公司,并组建一个全面、随时待命的服务部门。承诺拥有一支强大的维修队伍,让工厂里的机器保持运转至关重要;毕竟,每闲置一秒都是金钱的损失。
项目经理(负责实际实现机器的人)发现自己基本上掌握着主导权。他们被告知不必担心钱的问题:无论成本如何,重要的是按时完成机器。
市政当局很快就同意了这家高科技公司的建设,希望它能为该地区带来更多就业机会。
SML立刻想要在最高水平上比赛,与当时的重量级选手美国GCA和日本尼康一较高下。
“在这个行业,只有一种商业策略是可行的:专注于第一名。你必须想要获得金牌。如果你在开始之前就决定满足于获得铜牌,那么你最终可能会排在第六位。然后你就完蛋了。”
工作人员拿着“借来的”通行证,半夜潜入芯片工厂安装电机。这个狡猾的计划成功了。
ASML开始将目光瞄准市场高端以下的芯片公司。这些制造商具备竞争实力,但希望找到以较低成本扩大生产的方法。
为了展示对这台新生机器的信心,飞利浦下了订单。
ASML还是靠着一系列偶然的机会生存了下来。首先是时机;1985 年,芯片行业陷入低迷,老牌芯片机器制造商受到重创。然而,这家年轻的公司没有什么可失去的,继续生产。
与飞利浦的合作也拯救了他们。在芯片市场最严重的衰退时期,这家电子集团的财力使ASML得以维持运营,订购了新的光刻系统,甚至打开了台湾新客户的大门。他们还得到了另一个参与者——荷兰政府的帮助。
NEC、日立和东芝等公司能够取得领先地位的很大一部分原因在于日本政府对其研究项目的投资规模。
张忠谋是提高成品率(即晶圆上无缺陷芯片的比例)的专家。台湾政府注意到了张忠谋,并任命他为建立国家芯片产业的带头人,并承诺承担所有成本。
“我们支持他们,他们支持我们”,这是阿斯麦人的口头禅。这句话成为了主宰芯片市场的秘诀。
台积电奠定了技术基础,而早期ASML也多亏了台湾的订单才得以维持。弗里茨·范豪特说:“如果没有他们,我们肯定会破产。”
台积电是一家晶圆代工厂,专注于生产其他科技公司的设计,而不是自己的设计。这种模式被证明是成功的。随着整个芯片生产过程变得越来越复杂和昂贵,越来越多的芯片制造商将晶圆制造过程外包。
大多数芯片制造商放弃了自己的工厂,成为了“无晶圆厂”。
三十年过去了,英特尔已经跟不上台积电的步伐。正如乔·拜登后来在国情咨文中所说,美国已经失去了优势。
ASML的每个组件都有一个 12 位代码,该代码基于飞利浦数十年来在自家工厂使用的 12nc 系统。
ASML所有部件的代码仍然以“4022”开头。
在早期, ASML对供应商只有两个要求:工作质量要好,速度要快。
PAS 5500 大获成功,但交货速度缓慢。蔡司无法满足镜头需求,
ASML勉强凑够了一笔贷款来拯救其最大供应商。
目前的日本供应商尼康的标准有所下降,尼康交付的设备镜头存在缺陷,而且拒绝跟进韩国人的投诉。这让三星非常愤怒。
光刻技术本质上是一台印刷机,这些机器打印的不是书籍、纸张或美元钞票,而是半导体。有了这些,你可以赚到数十亿美元。
在ASML ,炫耀财富被认为是不礼貌的。
ASML 的项目负责人理查德乔治 (Richard George)以最快的速度出售了他的股份。
ASML组织的首席运营官 Joop van Kessel或许是最后悔的人。他故意拒绝了期权计划,后来和妻子一起计算,他损失了大约 1000 万欧元。
一位来自德勤的年轻会计师一直在协助ASML准备IPO 。他的名字叫 Peter Wennink,多年后,他成为了ASML的掌舵人,并与美国总统乔·拜登握手。
世界是分裂的;有些人比其他人更重要,这是个简单的事实
特许会计师的生活中,晚上是用来享用美食和与客户进行高谈阔论的。彼得很容易就适应了这种生活,爱好享乐的他很快就享受到了新获得的自由。他一生都喜欢美食和美酒,学会了烹饪,厨艺精湛。
博伦向温宁克传授了优秀领导的诀窍。让生活更轻松的关键是授权,让自己身边的人比你做得更好。
每年生产 200 多台光刻机(2000 年,这一数字激增至 368 台),设计师、工厂、采购部门和客户服务部门之间需要不断紧密协调。
ASML的项目负责人对控制成本几乎毫不关心。他们全心全意地专注于尽快制造扫描仪并将其发送给制造商。
邓恩的首要任务是让技术人才回归现实,让他们了解财务责任的现实。
2001 年 10 月 16 日星期二,即纽约双子塔遇袭事件发生一个月后, ASML宣布进入紧急状态。新闻稿直奔主题:“由于半导体行业持续的危机, ASML Holding NV 宣布将裁减 23% 的全球员工,共计 2000 人。”
尼康正策划着突然袭击。这家日本制造商眼睁睁地看着自己的市场份额不断缩水,却眼睁睁地看着精工、爱普生和索尼等日本芯片制造商对ASML的设备采取行动。同胞选择外国技术是一种耻辱,很少有人能轻易承受。
截至 2023 年, ASML已注册了 16,000 多项专利。其中许多专利是与供应商合作开发的,随着时间的推移,这些供应商需要向ASML提供越来越复杂的部件。
蔡司是这些共同发明者中最重要的一位。前首席执行官Hermann Gerlinger 将这一联盟称为“机器和光学的终极融合, ASML向我们透露他们的所有秘密,而我们反过来与他们分享一切。”
2004 年,光学元件的价值约占光刻机价值的四分之一。
德国人则认为,他们承担风险,而ASML 则获得回报。
ASML同意预先支付镜头价值的三分之一,这意味着蔡司在采购材料时承担的风险更小。
越接近工作现场,你就越觉得蔡司和ASML是一家公司。项目团队由布拉班德人和德国人组成,每天有数十名ASML员工在奥伯科亨工作。他们一起着手打造一台高度复杂机器的核心,这个过程培养了双方之间的联系。
格罗特飞奔到供应商面前质问:“过滤器在哪儿?大家都在等你!”但俄罗斯人对他们造成的问题完全不知所措。“每次我们把东西运到德国,我们都需要贿赂海关官员。所以,我们把过滤器留着,等到有五十个过滤器时,我们只需要贿赂一次。”
你可以在纸上设计出完美的光刻机,但在实践中,最终结果总是会偏离这一点。即使怀着世界上最好的意愿,你唯一能确定的是,任何计划都会失败。
马丁·范登布林克 (Martin van den Brink):“重要的不是如何预防错误,而是如何有效地管理错误。”
系统设计被分为几个部分,并分配不同的团队并行完成这些任务。
一切都关乎大批量和小细节,因此为了提供满足客户需求的合适设备, ASML必须深入了解客户。
设计新机器的首要任务是系统架构师,他们与芯片制造商协商,确定扫描仪必须满足哪些要求以及可能的成本。
然后,开发和工程部门的工程师们开始实际执行这些设计。
艺术在于在时间、规格和成本之间找到良好的平衡,弗里茨·范豪特 (Frits van Hout) 将其称为“三位一体”。
如果技术要求太高,您就有可能制造出一台无人能负担得起的机器,或者实施一个过于复杂的生产流程,导致您根本无法按时制造出机器。
ASML并不将机器设计为完全可预测的静态实体,相反,整个过程被视为培育一个生命体,不断适应技术挫折,并根据不断变化的环境调整你的创造。这不是选择登山路线中的一条,而是唯一的方法。
架构师还负责“错误预算”,它代表了所有不同组件的可接受错误幅度。这些幅度就像一块馅饼一样被分割,每个团队分得一块。您分配到的那部分就是您可以偏离的幅度,不能再多了。
所有组件的门槛都设置得特别高,以便留下更多的馅饼,供之后在需要的地方自由分配。这就是“过度指定”的艺术。
作为监督新机器整个生命周期(从绘图台到工厂)的人,项目经理可以说承担着最大的责任。
产品开发经理 (或 PDM’er) 成为一系列项目的执行者,他们肩负着一项棘手的任务:平衡众多预算,同时促进团队之间的合作。这是一项艰巨的责任。
ASML开发机器感觉怎么样?就像开发毒品一样,太容易上瘾了,”D&E 前负责人 Markus Matthes 说道。“我们工作速度非常快,甚至在开始设计时还没有准备好规格。这真是太刺激了。”
要想在芯片厂工作,膀胱必须很强壮。换衣服上个厕所要花很长时间,几乎不值得。“尽量不要吃太多或喝太多,”加维建议道。
iPhone 的推出标志着移动技术革命的开始,它将不可逆转地改变人们的日常生活。当谷歌追随苹果的脚步发布移动操作系统 Android 时,手机巩固了其作为数百万人生活中最重要的计算机的地位。
2006 年,曾为苹果电脑供应芯片的英特尔被问及是否能为 iPhone 供应处理器。英特尔拒绝了:移动芯片的利润空间对于这样的公司来说太小了。
苹果决定设计自己的芯片。正如乔布斯所言,没有自己的专用硬件,就不会有好的软件。
你的指甲以每秒一纳米(百万分之一毫米)的速度生长。无论你看到了什么(或没看到什么),台积电都需要利用这些来开展工作。
早在 2000 年之前,半导体行业就意识到,如果想要每两年将晶体管数量翻一番,就需要为光刻机提供新的光源。
马丁·范登布林克 (Martin van den Brink) 在 2023 年指出:“光源一直是个问题。事实上,它仍然是个问题。”
ASML认为,波长在 10 到 100 纳米之间的EUV光刻技术利润最高。制造商不想要一百台每小时生产一块晶圆的机器。他们想要一台可以生产数百块晶圆的机器。
铁幕落下,美国人的紧迫感也随之消失,政府对半导体技术研究的预算也逐渐缩减。
ASML于 1998 年与蔡司合作,成立了EUV Euclides 联盟。不久之后,飞利浦、 TNO和德国弗劳恩霍夫研究所也加入了进来。
ASML几乎垄断了EUV 技术。
EUV光在工业环境中极难产生和维持,现在也是如此。这种不可见的射线几乎被所有材料吸收,甚至空气也是如此,这意味着光刻机需要用镜子代替透镜,并且只能在真空中操作。
ASML对EUV机器所需建造的洁净室提出了超高要求。一立方米洁净室空气中只能容忍十个 100 到 200 纳米大小的灰尘颗粒——比医院手术室的空气洁净一千多倍。
没有哪个受人尊敬的CEO会签下一项需要 20 年时间的项目,而且没有任何成功或中期利润的承诺。这不是打赌,这是胡说八道。这也是日本竞争对手退出竞争的原因:不是因为他们的工程师能力较差,而是因为尼康和佳能根本不准备继续在EUV上投入如此多的资金。
随着全球信贷危机全面爆发,芯片制造商没有资金投资新技术。世界市场关闭,费尔德霍芬陷入困境。
ASML继续投资,股东继续获得股息。
这家芯片机器制造商从政府那里获得了 1500 万欧元的失业基金,同时向投资者支付了 8300 万欧元。
ASML反驳说,支付股息有助于防止稳定股东离开。
通过在危机时期继续投资研究,而日本竞争对手仍然保持谨慎, ASML正在建立领先地位。
该公司决定专注于与少数几家能够负担得起新技术投资的大型芯片工厂合作。
台积电的技术领导力给苹果留下了深刻印象,苹果放弃了三星,从 2013 年 1 月起,台积电接管了苹果移动设备的供应。
2012 年 7 月初, ASML宣布了一项重大交易:该公司的三大客户获得了一定股份,以释放研究资金。英特尔向ASML投资 33 亿欧元,换取 15% 的股份。台积电和三星紧随其后,获得了较小的股份。
EUV设计师们接受了一项不那么神圣的培训——压力预防课程。管理层知道最大的风险是人们工作太辛苦,在机器启动和运行之前就筋疲力尽。范豪特试图说服技术人员,告诉他们不要“像傻瓜一样”工作。
“压力本身不是发生在我们身上的事情,而是我们如何应对发生在我们身上的事情。”
前往三星位于华城的内存芯片工厂时,很难想象韩国曾经非常贫穷。饱受日本殖民统治之苦,又饱受朝鲜战争之苦,一度比朝鲜还要穷。
如今,韩国经济的 20% 依赖于一家公司的收入。因此,他们有了一个绰号:三星共和国。
李健熙认为,韩国最大的企业集团需要迅速适应新市场,他最喜欢的口号是:“改变一切,除了你的妻子和孩子。”
阿斯麦等芯片设备制造商在三星附近设有分支机构,以便他们能够迅速响应需求。
芯片部门是三星电子最赚钱的部门。但内存芯片的需求波动很大。
与先进的计算处理器相比,计算机内存芯片的利润率较低,这就是为什么韩国人如此专注于效率和高产量。
凭借不懈努力和军事化纪律,三星和SK海力士(原现代集团的一部分)征服了芯片世界。他们对供应商的要求也非常严格。用一位ASML员工的话来说,在韩国工作意味着“努力、更努力、再努力” 。
韩国人专注于最大限度地利用他们的光刻机,不能容忍挫折。
芯片工厂的生存完全是靠意志力:“所有亚洲芯片制造商都注重成本,但没有一家像韩国人那样努力——他们工作非常努力。”
例如,一旦系统出现问题,三星的负责员工就会留在现场,直到机器恢复运行。“在问题解决之前,他们甚至不会想回家。如果你问他们,他们可能会笑笑。”
当 ASML 建立自己的服务机构时,它主要雇佣韩国工人,因为他们习惯于严格的等级制度和每周 50 小时或更长时间的长时间工作。
即使在学校,也要承受巨大的压力,要求自己表现出最好的水平。据 Sunny Stalnaker 称,这只是亚洲文化的一部分:“新加坡、韩国、香港、台湾或日本:在所有这些国家,孩子们都会熬夜学习。”
芯片制造商对这些技术代数或“节点”的描述需要谨慎对待。实际上,芯片上最小电路和连接的物理尺寸比广告宣传的要大五到十倍。
每个处理器都由数十层构成:如果将芯片切成两半,您会发现各种不同的光刻技术堆叠在一起,就像树干上的年轮一样。只有少数几个包含最关键电路的层使用EUV曝光。对于其他层的图案,则由传统机器完成工作。
2022 年,台积电供应了全球一半以上的芯片和 90% 的最先进处理器。
鉴于建设一家先进芯片工厂的成本高昂,芯片设计者更愿意从台积电等专业“代工厂”租用产能。就连英特尔也将部分生产外包给台积电,而其自身的EUV生产并未满负荷运行。
在台积电,产量是神圣的:当你每年生产超过 1500 万片晶圆时,每一个百分点都很重要,每片晶圆上都装有数百个先进的处理器。
台湾每多一台机器,就意味着韩国的竞争对手就少一台。费尔德霍芬的生产能力有限,尤其是最新一代扫描仪的能力,芯片制造商很乐意利用这一短缺。
台积电的文化等级森严,但军事化程度不如韩国。
ASML约 40% 的收入来自台湾。
中芯国际等中国科技公司经常与台湾员工接触。他们在中国可以轻松赚到目前工资的三到五倍,但享受的自由却远少于民主的台湾。
台积电研究总监梁孟松,他先是向竞争对手三星泄露了敏感的公司机密,然后于 2017 年加入了中国竞争对手中芯国际。
台湾面临的威胁更大。中国共产党认为台湾是一个叛乱省份,只需一次军事行动就可以吞并或封锁世界上最先进的芯片工厂。
在习近平领导下的中国,经济逻辑很少会凌驾于政治利益之上。
2017 年, ASML报告称其从新的EUV机器中获得了超过 10 亿欧元的收入。与此同时, ASML在传统光刻系统的市场份额已攀升至 90%。
日本的EUV项目在2009 年停滞不前,这实际上让ASML垄断了这些机器。
你不会看到老派的ASML员工拿着佳能或尼康相机。他们宁愿买奥林巴斯或索尼——毕竟,日本确实生产了世界上最好的相机。
由于镜头制造需要大量的准备工作,蔡司需要尽早开始生产。这促使ASML于 2016 年入股蔡司。
条款很简单:蔡司只向ASML提供光学元件,而ASML独家使用蔡司的光学元件。他们完全共享知识产权
硅谷是半导体产业的发源地,但该地区最后一家大型芯片工厂于2009年关闭。
Brion 使用人工智能来了解光束、掩模和晶圆上的化学反应之间的相互作用。
软件也有缺点。最主要的缺点是:容易被复制。2014 年,六名 Brion 前员工窃取商业机密,通过电子邮件窃取了 200 万行软件代码、算法和手册等,并利用这些详细信息在硅谷创办了一家竞争对手公司。
ASML进入一个新的领域:地缘政治世界。在那里,中国的一切都被视为可疑的。
组装智能手机是一份单调的工作,所以每两个小时员工可以休息十分钟。
2017 年,欧洲专利局共收到华为 2398 份专利申请,比任何其他公司都多。这些申请的大量涌入都归因于一件事:华为正在为最新的移动网络技术 5G 做准备。
欧盟的供应商对中国技术印象深刻,因为中国技术比他们习惯的便宜得多。此外,斯诺登事件也给欧洲人留下了不好的印象。
2013 年,告密者爱德华·斯诺登透露,美国中央情报局正在大规模窃听,利用大型科技公司的后门以及入侵电话网络和互联网电缆。甚至欧洲政府领导人也遭到自己盟友的监视。
“中国制造 2025”计划中,政府已预留了超过 1000 亿美元的支持用于建设新的芯片工厂和收购外国芯片技术。
习近平战略的一部分——吸引西方公司的高科技专家,让他们为祖国服务。
如今,就像上世纪五六十年代美国和苏联的太空竞赛一样,中国和美国陷入了争夺技术主导地位的斗争。
随着5G的出现,美国再次被抛在后面。美国曾经是网络技术的先驱,但其电信供应商要么破产,要么被收购。
在研究中兴通讯的文件时,美国人发现了华为也对制裁规则视而不见的证据,正是这一线索导致了华为首席财务官孟晚舟于 2018 年底在加拿大被捕。
总统本人对自己在 2016 年大选中的胜利感到惊讶。
2020 年 12 月,中国最大的芯片制造商中芯国际因涉嫌生产用于军事目的的芯片而被列入实体名单。美国人制定了一套新的出口规则:先进处理器的工具不再允许流向中芯国际。
对于ASML来说,所有客户都是平等的。只是,世界不再是那样运转的了。
彼得·温尼克经常去中国,每年五六次。他知道,如果你在与中国客户交谈,你最终也会与中国政府交谈。
中国官员向他保证,中国将在知识产权方面表现良好,甚至希望相应地调整其法律体系。温尼克觉得这是一个不靠谱的承诺。
美国不想与中国发生真正的战争,因此试图通过其他所有手段保持对中国技术的控制。
高科技行业多年来一直是攻击目标。例如,2015 年初, ASML遭遇网络攻击,黑客通过其深圳子公司 Brion 的账户访问了ASML的网络。
黑客们建立了后门,获得了用户名和密码,然后开始通过日本的计算机地址将捕获的信息以 zip 文件的形式传输。安全专家确信,中国黑客组织知道他们在搜索什么:有关光刻机的文件。
到 2023 年底, ASML在美国游说的费用已从几乎为零增长到 140 万美元。相比之下,行业同行应用材料公司当年花费了 200 万美元来影响华盛顿的政策。
对于ASML来说,政治不再是一场杂耍。
随着俄罗斯的侵略行为不断增加,中国似乎正在转变为一个极权主义国家。
2022 年 8 月,美国众议院议长南希·佩洛西访问了台湾。美国担心中国受到俄罗斯入侵乌克兰的启发,准备入侵台湾。
他们不想被拖向中国,特别是在目睹习近平用严格的安全法摧毁香港的民主运动之后。
没有来自中国的贸易,台湾就无法正常运转。2022 年,中国贸易占台湾国民生产总值的 40% 以上,是台湾与美国贸易额的三倍多。
如果没有高质量的蚀刻机、测量设备和用于施加晶圆薄层的设备,就无法生产出好的芯片。而所有这一切,都需要应用材料、泛林集团和KLA这样的供应商——它们都是价值数十亿美元的企业,尽管它们的市值已略低于ASML 。
时间不多了,拜登政府不再愿意等待干预。随着 2022 年 11 月中期选举临近,共和党反对派指责民主党对中国过于软弱。他们要求采取更严厉的措施。
为了最大限度地发挥其对中国的技术优势,美国在“小院子周围筑起了一道高高的篱笆”,用国家安全顾问杰克·沙利文的话来说。
ASML在中国芯片工厂中拥有超过 800 台光刻机。如果没有维护、维修和备件,最先进的版本将很快停止运行。
美国有能力迫使ASML停止合作,但他们不愿太快打出这张牌。
八百多台ASML机器中,有一半位于中国芯片制造商手中。大多数位于中芯国际,其余位于三星、 SK海力士和台积电的分公司。
中国芯片制造商更加谨慎,避免吹嘘自己的进步,因为担心被美国注意到。为了避免限制,一些工厂将现有的 14 纳米技术更名为“17”。
2001年, ASML从SVG手中夺走了美国仅存的光刻技术,这意味着中国无法从美国获得该领域的最新技术。
中国仍有一家与之竞争的光刻机制造商:上海微电子装备有限公司。该公司成立于 2002 年,其试图抄袭 ASML 的光刻技术并不掩饰。早年,中国人甚至公开订购了 Veldhoven 的一台PAS 5500 型光刻机,试图解开该机器的秘密。但这并没有促进中国技术的发展,因为ASML的设备太复杂了,无法简单抄袭。
中国人面临的挑战。尽管得到了政府的财政援助,但与ASML相比, SMEE仍然落后 15 年。
中国芯片工厂更愿意使用 ASML 和尼康的成熟技术,而不是冒险使用本土产品。
有时,您可能会在中国工厂生产线上看到SMEE系统。然而,这些机器很可能是为了展示,或者是为了给政府官员留下深刻印象,因为大部分芯片生产都是由外国制造的光刻系统完成的。
苹果开始在印度扩大业务。三星开始将其中国工厂迁往越南。各公司希望通过回流(或“友岸化”)来分散风险,并绕过美国对中国商品征收的进口关税。
事实证明,完全摆脱中国零部件供应商及其庞大的电子工厂是不可能的。世界上还有哪个地方可以让你只需按一下按钮就能调动五万名熟练工人来快速组装一些额外的手机?
内部法规的反复无常导致中国经济环境恶化。习近平主席经常亲自干预商业领域,对企业家实施意想不到且不明确的新法规。
中国房地产市场崩溃,失业率上升,外国对华投资急剧下降。
如果说西方有一件事做得和中国一样好,那就是向半导体行业提供大量补贴。
英特尔最终也加入了这一“无晶圆厂”潮流,帕特·基辛格上任后成立了一个名为英特尔代工服务的新业务部门,为其他公司生产芯片。
如果没有其他公司的订单,美国人就不会拥有足够大的规模来收回对最新技术的投资。
张忠谋表示,“全球化几乎已死,自由贸易也是如此。”除了政治动机之外,他认为在全球传播和复制芯片生产毫无意义。
“我们再也不能隐藏财富了。”马丁·范登布林克的声音中流露出遗憾。
唯一的出路就是向上,拖延不是一种选择。
能源转型和人工智能革命之后,对芯片的需求呈爆炸式增长
订单量上升的原因之一是中国政府的战略转变。迫于美国出口法规的压力,中国决定采用成熟的芯片技术,使用 DUV机器。随着汽车逐渐演变成车轮上的计算机,这些不太先进的芯片需求旺盛。
对于较小的供应商来说, ASML 是他们既渴望又害怕的客户。这个反复无常的买家对这些公司提出的要求令人生畏。
供应商只能使用来自 ASML 自己挑选的公司的产品。没有空间替代规定的成分——任何可能导致芯片工厂中断的东西都需要被消除。
ASML 不仅要求苛刻,而且难以预测。在增长时期,供应链的速度和产能永远不够。但一旦订单减少,一切都变得太多,供应商就会剩下大量资本密集型产品。在承担如此大的压力下维持运营绝非易事。较小的公司在为 ASML投资高价值生产方法时,也面临定价过高的风险 ,因为这些方法对其他客户来说可能过于昂贵。
为了限制风险, ASML 坚持要求其供应商从费尔德霍芬获得最多 40% 的收入。
每当供应商出现问题时, ASML 就会派出增援部队来帮助解决问题。而且 ASML 会毫不犹豫地发号施令。例如,当一家荷兰供应商陷入产能问题时(欧洲没有必要的生产工具), ASML 立即确保设备从 美国空运 过来。
有时 ASML 会通过注资来帮助其供应商,就像它在蔡司需要高 NA支持时所做的那样 。最后的手段是收购2020 年, ASML要求 Berliner Glas 为下一代EUV 投资 7000 万欧元。德国人不感兴趣,所以 ASML 收购了该公司以加快进度。
“我们在这里什么都不 生产 ,”马丁·范登布林克 (Martin van den Brink) 说道。这有点夸张,但他的观点很明确: ASML 只组装光刻机,而众多供应商负责提供零件。这种模式对于保持一切正常运转至关重要。它使 ASML 在成立后的头几十年里拥有了非凡的恢复能力,而其垂直整合的日本竞争对手仍然只能自己制造大部分零部件。
机器最复杂的组件都是单一来源的——这些关键部件只有一个供应商——因此高度的信任至关重要。
在整个芯片行业,最可靠的关系是与一个值得信赖的合作伙伴建立的。弗里茨·范豪特 (Frits van Hout) 打了个比方:“想想如果你和别人有同样深厚的关系,你的配偶会有什么反应。”
美国员工不愿意将自己的问题直接摆到桌面上。
ASML 的硬件只讲述了一半的故事。如何将所有这些组件组合在一起——这才是真正的奇迹。如果没有 ASML 专家的专业知识,中国人根本无法复制这些机器。
ASML 难道不担心 中国 大陆员工窃取他们的技术知识,进行商业间谍活动吗? 这一次, 首席执行官 无法拒绝。
2022 年的年报讲述了这个故事。当年早些时候,一名前中国员工从费尔德霍芬偷走了商业机密。尽管 ASML 没有公开证实这一点,但这些数据确实被一名后来为华为工作的人窃取了。
仅在 2022 年,该公司就记录了 2,800 起网络事件,从勒索软件攻击到试图窃取知识产权。
ASML 的知识遍布大量不同的环节,既包括公司内部,也包括供应商网络。光刻机在各个方面都很复杂——从设计、生产到操作,这意味着没有单一的蓝图来交付一台功能齐全的机器。没有一个人知道这些机器是如何运作的。即使是拥有 40 年经验的光刻系统总司令 Martin van den Brink 也不知道。
大多数工程师只负责一个小部件,对这个部件了如指掌。正如 Frits van Hout 哲学地描述的那样:“知道应该怎么做的人不知道为什么要这么做。知道为什么要这么做的人不知道应该怎么做。”
我信任每个走进我办公室的人,”马丁说。“否则,我就无法完成我的工作。”
ASML 也曾因内部数据盗窃而惨痛教训。2014 年,硅谷分部的一批中国员工带着优化软件跳槽。
只有一种方法可以赢得技术竞赛——你 你必须比对手跑得更快。不要指望你的安全永远是无懈可击的,或者你的专利在中国永远会受到尊重—— 这 是天真的。
尽量多赚钱,把这些钱重新投入到研究中,保持领先一步。如果你想在竞争中获胜,你必须 必须“在创新上超越他们”。
中国被逼入绝境,无法制造先进芯片,它就越不敢不择手段地获取缺失的芯片。此外,中国政府似乎拨出了无限的预算来发展独立的国家芯片产业。当对手的财力如此雄厚时,很难取胜。
ASML 约有 1,500 名员工在中国工作,硅谷约有一半员工是中国人。
AIVD 的帮助,筛选想要从事博士后研究的中国候选人。“国防七子”的学生被全面禁止进入荷兰。这七所大学与中国军方有联系。
摩尔定律已经走到尽头。按照目前的速度,每两年增加一倍晶体管的数量根本无法持续。ASML 研究总监 Jos Benschop 表示,发展受限于经济因素而非物理因素 。 他估计,如果不加以阻碍,原子还需要 40 年才能不再能够在芯片的线条之间穿梭。
芯片行业正迅速接近一个临界点,即进一步缩小尺寸所需的投资变得太大而无法收回——这是真正的极限。
只有少数几家大型芯片制造商仍然能够负担得起最先进的芯片机器。
ASML 打造成了一家垄断企业,但范登布林克始终强调该公司对芯片制造商的依赖程度。“无论我们赚多少钱,我们都依赖于我们的客户。如果你忽视了这一点,事情就会出错。”
ASML有限的生产能力也是芯片制造商之间竞争的武器。
一些芯片制造商故意坚持使用 ASML的旧机器,因为这些系统仍有日本替代品。这给了他们一些讨价还价的筹码,如果他们对ASML 不满意,他们就有理由动用大棒。
在未来 10 到 15 年内, ASML 不仅会押注线性缩小尺寸,即增加每平方毫米的晶体管数量。此外,晶圆厂的改进将来自优化软件和计量检测,这些技术很快将通过 Mapper 的技术得到增强。
台积电 消耗了全岛 6% 以上的能源,在某些地区,它使用了所有可用水的 10% 进行冷却。