ASML机器被广泛认为是制造最先进芯片所必需

一家荷兰公司出售的大型机器已成为决策者的关键杠杆——这也从侧面说明任何国家在半导体技术方面建立完全自给自足的供应链的希望是多么不切实际。

该机器由位于维尔德霍芬的ASML Holding制造。

它的系统使用一种不同的光来定义芯片上的超小型电路，将更多的性能封装到小片芯片中。该工具历时数十年开发并于 2017 年投入量产，单机成本超过 1.5 亿美元，将其运送给客户需要 40 个集装箱、20 辆卡车和三架波音 747。

这个复杂的机器被广泛认为是制造最先进芯片所必需的，这种能力具有地缘政治影响。

乔治城大学安全与新兴技术中心的研究分析师威尔亨特表示，如果没有该系统，制造商就无法生产领先的芯片，“然而它只能由荷兰公司 ASML 制造”。中国至少要十年才能建造自己的类似设备，威尔亨特补充说。

ASML 的机器已经有效地变成了芯片供应链中的一个瓶颈，而芯片充当了计算机和其他数字设备的大脑。该工具在三大洲的开发和生产——使用来自日本、美国和德国的专业知识和零件——这也提醒人们该供应链的全球化程度，为任何想要在半导体领域取得领先地位的国家提供现实检验本身。

不止中国，美国国会也正在讨论支出超过 500 亿美元以减少对外国芯片制造商依赖的计划。联邦政府的许多部门，尤其是五角大楼，一直担心美国对中国台湾领先芯片制造商的依赖。

波士顿咨询集团和半导体行业协会今年春天的一项研究估计，建立一个自给自足的芯片供应链至少需要 1 万亿美元，而且芯片和用它们制造的产品的价格会大幅上涨。

哈佛商学院研究供应链的管理学教授施威利说，这个目标对任何人来说都是“完全不现实的”。ASML 的技术“是您进行全球贸易的一个很好的例子。”

这种情况凸显了 ASML 所扮演的关键角色，这家曾经默默无闻的公司现在市值超过 2850 亿美元。Evercore ISI 的分析师 CJ Muse 说，它是“你从未听说过的最重要的公司”。

该公司前身由电子巨头飞利浦和另一家工具制造商 Advanced Semiconductor Materials International 于 1984 年创建，并在之后成为一家独立公司。ASML是迄今为止最大的 芯片制造设备供应商，该设备涉及一种称为光刻的工艺。

制造商使用光刻技术将芯片电路的图案反复投影到硅片上。可以添加到单个芯片中的微型晶体管和其他组件越多，它就变得越强大，可以存储的数据就越多。小型化的步伐被称为摩尔定律——以芯片巨头英特尔的创始人之一命名的定律。

1997 年，ASML 开始研究向使用极紫外或 EUV 光的设备转变。这种光具有超小的波长，可以创建比传统光刻术更小的电路。该公司后来决定制造基于该技术的机器，自 1990 年代后期以来，这项工作已耗资 80 亿美元。

为了更快研发进度，开发过程也迅速走向全球。ASML 现在使用来自德国的镜头和在圣地亚哥开发的硬件组装先进的机器，这些硬件通过用激光喷射锡滴来产生光。而这些关键的化学品和组件来自日本。

ASML 首席执行官彼得·温宁克 (Peter Wennink) 表示，公司早期资金短缺让他们不得不整合了专业供应商的发明，创建了他所谓的快速创新的“协作知识网络”。

“我们被迫不做别人做得更好的事情，”他说。

ASML 建立在其他国际合作的基础上。1980 年代初，美国、日本和欧洲的研究人员开始考虑光源的根本转变。这个概念被一个财团采纳，该财团包括英特尔和另外两家美国芯片制造商，以及能源部实验室。

ASML 总裁兼首席技术官 Martin van den Brink 表示，经过一年多的谈判，ASML 于 1999 年加入。该公司的其他合作伙伴包括比利时的 Imec 研究中心和另一个美国财团 Sematech。ASML 后来吸引了英特尔、三星电子和台积电的巨额投资，以帮助其发展。

由于极紫外光的特性，这种发展变得更加棘手。光刻机通常通过透镜将光聚焦以在硅片上投射电路图案。但是小的 EUV 波长会被玻璃吸收，因此镜头将无法工作。镜子，另一种常见的直射光工具，也有同样的问题。这意味着新的光刻技术需要带有复杂涂层的反射镜，这些反射镜结合起来才能更好地反射小波长。

因此，ASML 求助于拥有 175 年历史的德国光学公司和长期合作伙伴蔡司集团。它的贡献包括一个两吨重的投影系统来处理极紫外光，其中有六个特殊形状的镜子，这些镜子在使用离子束去除缺陷的复杂机器人过程中经过数月的打磨、抛光和涂层处理。

Martin van den Brink先生说，产生足够的光线来快速投影图像也导致了延迟。但是，ASML 于 2013 年收购的圣地亚哥公司 Cymer 最终改进了一个系统，该系统将来自高功率激光器的脉冲引导到每秒 50,000 次的锡液滴上——一次是将它们压平，第二次是将它们汽化——以创造强光。

新系统还需要重新设计的称为光掩模的组件，它们在投影电路设计中就像模板一样，以及沉积在硅片上的新化学物质，当暴露在光线下时会产生这些图像。日本公司现在供应大部分这些产品。

自 2017 年 ASML 推出商用 EUV 设备以来，客户已经购买了大约 100 个。买家包括三星和台积电，这是其他公司设计的最大的服务生产芯片。台积电使用该工具制造 Apple 为其最新款 iPhone 设计的处理器。英特尔和 IBM 表示 EUV 对他们的计划至关重要。

“这绝对是人类制造的最复杂的机器，”IBM 高级副总裁 Darío Gil 说。

荷兰对向中国出口此类机器的计划自 2019 年一直延迟，但对 ASML 的财务影响不大，因为它有来自其他国家的订单积压。但该公司约 15% 的销售额来自在中国销售旧系统。

“我希望常识会占上风，”Martin van den Brink先生说。