中国芯片产业的出路。

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摘要:芯片行业成为热门话题。其中荷兰的ASML公司成为焦点,它是世界上唯一一家可以制造5纳米和7纳米掩模对准器的公司。

原王煜全环球峰口


因为最近美国对华为的打压,芯片行业成为热门话题。其中荷兰的ASML公司成为焦点,它是世界上唯一一家可以制造5纳米和7纳米掩模对准器的公司。

关于ASML反击的故事已经在我的朋友圈里放映了,其中一些人称之为封神之路。基本上,它们都是关于ASML如何努力工作的。TSMC的林本坚发明了浸没式光刻,以及它是如何到处碰壁的。最后被ASML采纳,这也成就了ASML的霸主地位。


不幸的是,这个故事是片面的,极具误导性!最近刚对芯片行业的历史做了一些研究,就给大家讲讲。

|先讲故事的错误。


即使不了解芯片行业的历史,也应该能看到ASML反击文章中的逻辑矛盾:文章首先说21世纪初,ASML在林本坚的帮助下,选择了正确的路线,超越了日本尼康。因为是在2004年按照林本健的想法制作了沉浸式掩膜版对准器,然后尼康为什么赶不上,是因为在20世纪末(1997年),英特尔把阿斯麦纳入了EUV光刻联盟,但是尼康没有机会参与,所以被甩在了后面。

看到矛盾了吗?尼康在1997年注定落后,渗透不渗透都无所谓。


因此,为了突出林本剑,写了一个全行业紧密合作共克时艰的故事,作为赵子龙单骑的救世主。行业内似乎只有几个小问题。等中国突破了,芯片问题就解决了。甚至美国人也没有这项技术...

现在,如果你想知道真相,我给你讲一段不那么愉快但更真实的历史。


你以为只有一家公司能造出UUV光刻机,美国受制于人芯片行业?


相反,只有三家复杂的芯片设计软件,两家美国公司和一家德国公司,合计占据了70%以上的市场份额。设计芯片需要使用别人的知识产权,叫做IP Core,x86 CPU的主流IP Core,由英特尔和AMD两家美国公司持有,没有人会给他们。
简化计算架构的IP核掌握在ARM手中。ARM虽然主要靠授权谋生,但和ASML一样,控制权也在美国人手里,他们说不卖就卖不出去。
说白了,人们花了几十年的时间,从各个公司单独对抗芯片行业,到更高效的垂直分工、相互合作的模式。之所以只有一个ASML,既是一定的历史机遇,也是人们布局的结果。它的主要控制点都在美国手中,这样的控制点不止一个。ASML没有控制权,所以尽管它是独家的,也没有办法要价过高。
事实上,真实的历史事实是,美国并不是没有研发出光刻机技术,而是认为在芯片领域,制造业相对来说并不重要!当然这是一个误判,后面我会讲到,但是机会还是留在自己的阵营。就像ARM的崛起一样,ASML的崛起其实是一个小伙伴,在马拉松的第一个阵营里和他一起跑了很久。因为一个弯道,他不小心冲到了前面的故事。

|这一切在20世纪80年代发生了变化,美国意识到自己在芯片领域被日本赶超,于是在1987年,政府率先成立了名为Sematech的芯片研发联盟,并得到了美国国防部高级研究计划局(DARPA)的大力支持。


因为聚集了美国最优秀的企业,每个企业不仅出钱,还要求每个公司派出最优秀的R&D人员到sematch参加联合R&D当施乐集团副总裁威廉·史宾赛成为sematch的第三任董事长。
Sematech的研发奠定了今天芯片产业的基础,也是美国芯片产业赶超日本的关键之一。
Sematech的研发成果突出,但也存在两个小问题:一是大企业联盟没有给小企业带来发挥;二是服务大企业主流R&D需求,对非主流技术方向关注不够。

当时制造并不是芯片行业的核心问题,虽然之前美国的技术领先,但在光刻机领域被佳能和尼康超越后,美国企业也可以接受这两家日本企业作为供应商,因此没有加强光刻机技术领域研发的紧迫性。尽管有美国国防部的要求,Sematech仍然将光刻技术排除在自己的研发计划之外。


但是当时美国也有公司发展光刻机技术,也有一定的技术优势,但是在日本企业的竞争下,他们活得很辛苦。1990年,硅谷集团收购了著名仪器设备公司铂埃尔默的光刻机业务,成立了SVGL。美国工业一直非常开放。1993年,SVGL还提出与佳能分享自己的技术,共同开发极紫外光刻技术,但遭到美国政府拒绝。
那就该英特尔上场了。1997年,制造难度逐渐加大。由于Sematech不重视制造,英特尔决定率先成立新的联盟EUV有限责任公司,主要是从美国能源部下属的研究机构获取极紫外光刻技术。

记得我之前提到国防部想让Sematech做,但是被拒绝了?国防部没有,但是能源部有自己的研发,在一些技术上有领先地位。但是,他们知道他们的技术最终会交给企业,这样他们才能真正使用它。因此,在英特尔承诺三年2.5亿美元的巨额政府投资担保后,它交出了这项技术。


英特尔也是满脑子的。拿到技术后,不是自己做的。相反,它把行业的小伙伴聚集在一起,甚至把竞争对手AMD也带了进来。SVGL自然也在其中,到1999年,来自荷兰的ASML也加入了进来。英特尔还想授权尼康和佳能,将它们拉入联盟,但遭到了美国政府的拒绝。


ASML能够生存的另一个重要原因是它得到了欧盟的大力支持。虽然靠近美国,但欧洲也想培养自己的核心竞争力。相反,虽然政府想支持,但没有行业的呵护,美国的SVGL会活得更辛苦。
2000年,在获得美国政府批准后,ASML收购了SVGL,后者在极紫外光刻方面变得更加强大。然而,作为并购的条件,ASML承诺在SVGL的美国工厂生产EUV光刻机。

所以,你看,ASML的成功是长期坚持、自身位置优势、产业联盟合作效益、欧美政府支持、技术路线选择上的一点运气综合作用的结果。此外,它们只是产业合作的一部分,产业合作是排他性的,但不是特权。


事实上,直到2000年,光刻机才变得越来越重要,但它不仅是英特尔领导的极紫外联盟的一个阵营,也是极紫外的一条技术路线。虽然不能与英特尔合作,但佳能一直在研发自己的极紫外光刻技术。

此外,没有英特尔联盟的极紫外光刻技术,尼康和IBM组成了另一个联盟,专门从事电子投影光刻(EPL)。当时这两项技术并没有相互竞争。极紫外联盟预计在2005年才生产产品,甚至比IBM和尼康联盟预计在2004年生产产品还要晚。


到了2004年,林本坚发明的浸没式光刻技术提前上市,可以说是极紫外光刻联盟锁定胜局的最后一步,但没有之前的努力,极紫外光刻联盟也不会有最后的胜利。

就ASML而言,自2000年收购SVGL以来,其市场份额已经是世界第一(36%,尼康34%,佳能17%)。到2002年,ASML的市场份额进一步增加到45%。凭借浸没式光刻技术,到2011年,ASML的市场份额已经达到70%,这已经是一个巨大的成功。


当然,光刻技术的进步不仅仅是其自身的技术发展,还涉及到大量的配套技术,比如光刻胶的突破。这就是为什么英特尔没有自己做,而是把所有人都带进来。你看,20年前,英特尔正在用长板和长板实践积木创新的想法。
这也是日本企业最终落后的原因:日本是两个企业,挑战美国的整个产业。看来日本企业在合作上还是太封闭了,应该多向美国企业学习。
在这一点上,你可以理解芯片行业是一个复杂的行业,光刻技术只是其中的一部分。大家的深度合作导致了各自优势的不断提升,而整个芯片行业也实现了飞跃。

你一定听说过摩尔定律,但你只认为它是一个必然的定律。事实上,摩尔定律的持久性和有效性,是一大批精英企业多年精诚合作、协同研发的结果,是R&D人员用汗水堆砌出来的。如果研发合作有一天停止,摩尔定律就失效了!

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