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台積電不能沒有它!艾司摩爾崛起的秘密

作者:智股網   |   2021 / 03 / 19

文章來源:智股網價值知識   |   圖片來源:網路

美國去年對華為提出禁令,川普政府一聲令下,除了美企斷貨外,日本、韓國、台灣的半導體廠商也必須遵從。其中有兩大原因,一是大陸沒有獨立的晶片設計和製造能力,其次是美國技術在全球晶片業的地位無可取代。

 

例如,華為麒麟9000晶片為最先進5奈米製程,主要是台積電代工,這項先進製程只有荷商艾司摩爾極紫外光(EUV)微影設備能因應所需,不過艾司摩爾有美國資金和技術背景,因此,所有用到EUV設備的廠商,都受美國禁令限制。

 

艾司摩爾(ASML)是全球半導體製造商提供微影設備及相關服務的廠商,包括台積電、英特爾爾、三星等半導體大廠都是ASML的客戶;ASML的極紫外光(EUV)設備更是半導體先進製程的關鍵機台,在全球有八成市占率,一台機器動輒就要30億元以上。

 

 

若不是去年華為遭遇晶片危機,很多非科技領域的投資人可能還是第一次聽說光刻設備機和ASML。

 

今天帶大家來看看這家佔據全球十多年半導體先進製程設備的公司。

 

 

 

艾司摩爾的發展歷史

 

上個世紀80年代,ASML還只是飛利浦旗下的一家合資的小公司。一直到2004年以前,ASML依然在業界裡還無足輕重,那時的光刻設備機大廠是日本的Nikon、Canon等,誰也沒有把ASML放在眼裡。

 

光刻設備機其主要包含特殊的光和玻璃,類似投影儀或者照相機,以光為刀,將電晶體和設計好的電路圖投射到矽晶片上。

 

儘管聽起來簡單,但光刻設備機的重要性在於,這可是整個晶片製造產業先進工藝的核心指標!設備是製造晶片的“武器”,沒有了光刻設備機設備,先進製造就無從談起。

 

 

1965年,英特爾創始人之一的摩爾提出了摩爾定律(積體電路可容納的電晶體數目,約每隔兩年便會增加一倍),從而讓更多企業關注到晶片精度這個問題。

 

實際上,ASML的一部分前身是ASM,一家荷蘭的從事半導體設備製造的科技公司;而另一部分前身是飛利浦。

 

當時,飛利浦品牌家喻戶曉,該公司專注於投入電路技術研發,並沒有自造光刻設備機想法。但一次內部定期討論中,飛利浦材料部與前沿技術研發實驗室這兩個部門,就掩膜技術先進性是否能生產晶片而爭吵起來,爭吵的結果是達成約定——合作製造一台光刻設備機。

 

不過,高層內部並不看好這一設備的商業化前景,因此光刻設備機研發停滯不前。

 

由於飛利浦資金狀況非常糟糕,一直以來靠政府和銀行補貼續命。1980年前後,該公司遇到經營危機,飛利浦希望放棄非核心業務,目標是把光刻設備機業務賣給領先的美國公司,或是賣給崛起中的日本光刻設備機公司。

 

而ASM的創始人普拉多一直希望尋找機會和飛利浦合作。當飛利浦的技術董事喬治·克魯伊夫在看報紙的時候,讀到了ASM的成功故事,對其十分感興趣。

 

經過漫長的談判,1984年光刻設備機業務從飛利浦中獨立,建立合資公司ASML。

 

成立之初,全球光刻設備機企業其實是屈指可數,ASML在這個行業是墊底的,當時的霸主是美國的GCA和日本的Nikon。從上世紀八十年代成立,到本世紀初,ASML都是一個無名小卒。

 

 

 

是什麼讓ASML崛起而橫掃全球呢?

 

這裡不得不說,ASML遇到了兩個“貴人”,而這兩個貴人改變了ASML的發展軌跡。

 

第一個貴人,就是護國神山台積電。在2004年之前,光刻設備機主要以光為介質,偏偏這個時候,台積電的研發副總林本堅認為,如果以液體來做介質,會比光做介質要好得多。

 

但當時Nikon、Canon已經是光刻設備機產業的龍頭了,改用全新的工藝,那就是要先革自己的命,前期投入的研發、設備都要推倒重來,那怎麼可能呢?

 

台積電只好找上ASML合作,反正ASML在產業地位也是墊底,不如賭一把。後來,大家都知道了,ASML的浸潤式光刻設備機要比以前的光刻設備機在良品率、精度上都更好。當然,台積電在技術、人才、資金方面持續加碼,也促進了ASML在市場上所向披靡。

 

 

第二個貴人是英特爾。英特爾為了推動摩爾定律在未來幾十年繼續有效,聯合政府、企業建立了晶片業最為頂級的EUV LLC前沿技術組織,研究、推動EUV這項技術發展。當然,ASML在這一組織成員名單其中,但Nikon、Canon卻排除在外。

 

這一組織像是一個投資承諾,確定晶片生產商需要EUV光刻設備機,請更多廠商參與、幫助開發這項技術。對於ASML來說,這是一個重要的資訊來源。它實際上是推進EUV光刻設備機向前發展的綠燈,並且讓客戶對這項技術投入能夠做出很大的回報承諾。

 

由於有台積電、英特爾爾這兩個貴人的支持,經過十年的研發過程,2015年,ASML終於將EUV光刻工藝處於可量產的狀態。

 

隨後的5年時間裡,Nikon失去了50%以上的光刻設備機市占率。現今已獨霸全球市佔8成。

 

 

 

ASML的產品

 

作為積體電路製造中最精密複雜、難度最高、價格最昂貴的設備,光刻設備機所需零部件多達數萬個,對誤差和穩定性的要求極高,如此多的零部件和核心技術,如果由一家公司壟斷難以相信。

 

ASML從成立開始就沒有做垂直整合。它的策略是把控核心技術的同時,依靠全球產業鏈分工合作的方式,採取模組化外包協同聯合開發策略。該策略使ASML 得以集世界光刻頂級技術之大成。

 

零部件模組化外包策略在降低了ASML的研發風險和資金成本的同時,也構建了以ASML 為核心的產業鏈。

 

ASML的核心產品是DUV和EUV。DUV是深紫外線(Deep Ultraviolet Lithography),EUV是極深紫外線(Extreme Ultraviolet Lithography),兩者雖然在中文裡只差一個字,但性能卻相差甚遠。

 

從製程範圍來看,DUV基本上只能做到25nm,Intel只能做到了10nm,但是卻無法達到10nm以下。只有EUV能滿足10nm以下的晶圓製造,並且還可以向5nm、3nm、2nm繼續延伸。

 

價格上相差也很大。EUV的價格是每台1-3億美金,DUV的價格為每台2000萬-5000萬美金不等。

 

大家也許覺得ASML的成功,很大程度上帶有賭的運氣。但是,除了運氣之外,更主要的還是企業內部本身的核心競爭優勢能力。

 

 

 

所以,接下來我們和大家說一說ASML的核心競爭優勢能力

(我們用護城河檢視第三道關卡來說明)

 

ASML第一個競爭優勢能力就是追求極致的技術創新。

 

其實ASML成立之初,就立下成為光刻設備機行業技術第一的企業。據稱,在ASML初創期,其管理人就在內部會議上說:“不管是第二名,還是第三名,是不可能贏,也不可能成為行業的佼佼者。這個行業的競爭太過殘酷,所以,如果不在第一名,還不如關掉公司。”

 

ASML的努力並沒有馬上帶來行業地位的提升,想要扳倒行業的巨頭,談何容易。但是,只要有技術創新的追求,機會來了,才能牢牢抓住。如果沒有這種創新意識,當新的工藝擺在面前,ASML也不一定敢冒著風險選擇與產業龍頭不一樣的路線。

 

此外,ASML的研發費用占到了其營業總收入的15%以上,在EUV系統技術上擁有壟斷性地位。

 

ASML第二個競爭優勢能力,是他們善於傾聽客戶意見。

台積電當初力推浸潤式光刻設備機技術,其實當時Nikon、佳能、英特爾對外界的態度十分傲慢,加上日本、IBM等企業無視浸潤式技術,讓台積電不得不選擇ASML。

 

ASML並沒有像競爭對手那樣傲慢和無視,更多希望傾聽客戶意見,將技術不斷升級,以此得到客戶的青睞。

 

ASML首席執行官是一個集思廣益的人,每兩週就會飛到客戶那裡,傾聽客戶意見,然後回到公司開會探討,與客戶以及他們自己的團隊進行深入的溝通。

 

第三個核心競爭力,是公司發展策略目標聚焦,絕不貪大求全。

ASML並不追求行業的垂直整合,而是採取全球產業鏈分工合作,而自己則掌握核心的技術和工藝。ASML的光刻設備機有90%的零件是全球採購的,不是ASML生產的。

 

全球產業鏈分工,也使得研發成本得到分攤,ASML可以集中研發資源,進一步在核心技術上深挖與競爭對手的護城河。

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