今日彭博社報道，美國正在推動荷蘭政府禁止ASML向中國大陸出售包括DUV光刻機在內的設備，試圖通過卡住芯片制造的“喉嚨”來擴大其遏制中國大陸崛起的行動。
目前ASML已經無法向中國大陸出售其最先進的極紫外（EUV）光刻系統，單臺售價高達1．6億歐元（1．64億美元），因為它無法獲得荷蘭政府的出口許可證。
如果荷蘭同意，這將大大擴大現在禁止進入中國大陸的芯片制造設備的范圍和類別，這可能對從中芯國際到華虹半導體等中國大陸芯片制造商造成嚴重的沖擊。
ASML CEO Peter Wennink今年早些時候曾表示，不希望禁止向中國大陸客戶銷售DUV光刻設備。截止發稿，ASML的美國存托憑證跌幅擴大到了8．3％，這是自2020年3月以來的最大盤中跌幅。
在半導體生產中，光刻機是核心設備，它不僅決定了芯片制造的工藝水平，而且是耗時最多、成本最高的一步，目前先進的7nm、5nm及接下來的3nm、2nm都需要EUV光刻機，一臺這樣的光刻機售價將近10億人民幣，但目前還是供不應求。
目前，荷蘭的ASML公司可以生產光刻機，他們的產能將決定全球先進工藝擴張的速度，所以代工龍頭臺積電、三星半年以來也在因為爭搶最先進光刻機打的不可開交。
不難看出，光刻機是如今半導體行業的命脈，那這個命脈為什么被ASML所掌控？
付出任何代價也要得到的光刻機
作為制造芯片最先進的設備，光刻機的先進程度直接決定了芯片的制程工藝。ASML發言人稱，更高的光刻分辨率將允許芯片縮小170％，同時密度增加2．9倍。未來比3nm更先進的工藝將極度依賴高NA EUV光刻機。
隨著芯片越來越精密，更高數值的孔徑意味著更小的光線入射角度，也意味著能夠用來制造尺寸更小、速度更快的芯片。三星、臺積電都希望通過獲得下一代EUV光刻機，從而在未來2nm技術競爭上占據優勢。
爭先恐后的巨頭
近日，韓國三星電子副會長李在镕又馬不停蹄奔赴歐洲，外媒報道，三星電子副董事長李在镕已結束與 ASML 公司的會談，并就韓國三星引進下一代高數值孔徑 High－NA EUV 光刻設備達成了協議。High－NA EUV 作為 ASML 公司的下一代光刻設備，與 EUV光刻設備相比，雕刻出的電路更為精細。而一臺High－NA EUV 光刻設備的價格估計為 5000 億韓元（約 25．85 億元人民幣），是現有 EUV 光刻設備價格的兩倍。盡管如此，三星也在試圖購進多至10臺機器，有韓國業內人士表示：如果三星采購 10 臺 High－NA EUV 光刻設備，將花費超過 5 萬億韓元（約 258．5 億元人民幣），因此政府可能會下場支持。
三星這么做，也是為了盡快追趕臺積電。6月17日臺積電舉行的技術論壇上，作為晶圓代工龍頭的臺積電首次披露，到2024年，臺積電將擁有ASML最先進的高數值孔徑極紫外high－NA EUV光刻機，用于生產納米片晶體管（GAAFET）架構的2nm（N2）芯片，預計在2025年量產。
盡管臺積電業務開發資深副總經理張曉強稱，臺積電2024年還不準備運用新的高數值孔徑EUV工具生產，引進的光刻機將主要用于與合作伙伴的研究，但臺積電此次成功引進最先進的光刻機，無疑將進一步鞏固自身在先進制程研發方面的領先地位。
老牌巨頭英特爾哪能落后，甚至這次領先于臺積電和三星。英特爾CEO基辛格為了能追趕臺積電、三星，不止是投資入股ASML公司，還提早花高價訂購EUV光刻機制造產能。英特爾說它將在 2025 年之前將這些機器投入生產，并且英特爾將是第一個收到該機器的公司。
光刻機市場獨占鰲頭
目前，全球光刻機市場的集中度極高，前三大廠商的市場份額占比達90％以上。從TOP3企業的競爭格局來看，2020年，荷蘭ASML公司占比62％，出貨量達到258臺，力壓尼康和佳能。
同時，從銷售額來看，由于當前僅有荷蘭ASML公司銷售高端光刻機EUV（售價最高），因此，ASML仍占據市場龍頭地位，市場份額達91％。
以絕對優勢成為光刻機霸主的ASML是怎么走到今天的呢？
逆風翻盤的行業霸主——ASML
光刻機的研發還起源于飛利浦研發主管Leo Tummers要求他手下的年輕工程師Frits Klostermann 制作一個芯片，當時的飛利浦沒有做新品所需要的微光刻技術，所以Klostermann決定自己做一臺新機器來完成這個任務。對于處于20世紀五六十年代的他們的來說，制作“光刻機”還是一個所謂“輕松”的任務，四處逛逛，任務是把一些晶體管、電阻、二極管和電容器等的元件連接整合到一小塊晶圓上，這就是我們之后說的“芯片”。
與此同時，美國正在向新興領域注入重金，其國防工業正在刺激其科學和工業領域同時將所有賭注都押在新技術上，芯片的的需求不斷增加也將芯片生產設備的發展速度推向了極致。這也刺激了Klostermann當時所在的飛利浦物理實驗室（簡稱Natlab）大力發展半導體。
Natlab的制造二極管和晶體管等半導體元件的技術都已成熟。Klostermann在探索集成電路的過程中得到了同事們的極大幫助，當Klostermann在公司購入現成的光刻機后還堅持自己開發自己的機器時，老板和同事依舊非常支持。
1966年，Klostermann獲批制造他研發出的光刻機。Klostermann也在這 臺光科技的基礎上和Natlab同事共同走上了不停地研發光刻機的道路。
盡管Klostermann的光刻機在飛利浦的芯片工廠中取得了成功，但是Natlab很難為其光刻機找到客戶，而且之后研發出的步進光刻機也是十分昂貴并且復雜，這些劣勢很難讓光刻機進入工廠工作。
飛利浦在光刻機上持否定意見。
從廢料堆中救出來的光刻機
救出步進光刻機的這個人，也是在1976年之后的幾十年里飛利浦的代表性人物——Wim Troost，他是在飛利浦管理團隊會議上唯一一個表示對光刻機有研究興趣的人。
創造奇跡的人就是不畏艱難、不顧虧損、堅持光刻技術研發的人，Wim Troost一次又一次地擺脫了技術、資金的困難，在20世紀70年代末，他帶領的S＆I有著7500萬美元的收入和很高的利潤，飛利浦說“希望用光刻技術征服世界”。
可悲的是，那個時候的世界，光刻機不受歡迎沒什么市場。而當下的經濟危機讓飛利浦不堪重負，決定拋棄非核心業務，也就是光刻機。
1983年，飛利浦在經歷了和3家公司談判失敗后，所有人都士氣低落。而ASM在納斯達克的成功上市，令飛利浦看到ASM這家公司。在飛利浦高層再一次明確必須放棄像光刻機這樣的非核心業務后，必須抓住最后一次機會來挽救光刻機團隊，阻止裁員的發生。
1984年，飛利浦和ASM成立合資企業ASML。
經濟危機打擊了當時的巨頭，但奇跡般地給了ASML喘息的時間，讓它有足夠的時間來重塑其研發和生產部門，因為當時剛剛起步的ASML，走錯了油壓技術路線、裝配廠也還根本無法生產真正的大訂單。那時如果芯片設備市場特別好，而ASML卻賣不出光刻機，那么ASML會立刻失敗。
逆風后還是逆風
“等你賣了20臺光刻機后，再回來找我談。”
時任ASML CEO斯密特在加州一場世界一流的芯片設備展上備受打擊，他到處宣揚飛利浦的光刻機項目起死回生了，但得到的反饋寥寥無幾。當時的光刻機巨頭是GCA和新崛起的日本尼康，裝機量是所有人關心的關鍵指標，GCA和尼康已經達到數百臺，而ASML還是零。
在加州的展會上，每個人都在談論摩爾定律，談論下一代機器——從大規模集成電路（LSI）到超大規模集成電路（VLSI）。
在未來幾年內，芯片線路將縮小到1／1000毫米以下，光刻機處理的將不再是4英寸的晶圓，而是6英寸的晶圓。
隨著這個轉變，超大規模集成電路需要新一代光刻機，這種機器要能夠將0．7微米的細節成像到晶圓上，并實現更緊密的微電子集成。然而還沒有人找到制造這種光刻機的方法。這又給了ASML一個機會。
徹底革新
ASML面臨抉擇，到底是逐步改善現有技術，還是投入新的技術開發？ASML里程碑式的光刻機PAS 5500，就是在這樣的抉擇中誕生的。
如果選擇逐步改善，目前基礎上的技術路徑很可能最終無法滿足市場的新需求；如果選擇是使用革命性的長沖程、短沖程發動機尋求突破，但研發會有風險。
ASML PAS 5500的首席架構師范登布林克沒有直接做出決定，他決定在這兩條路上分別試驗6－9個月，兩個團隊分別在自己的技術路徑上賽馬。最后，技術競賽證明舊H型晶圓臺，有足夠的潛力定位8英寸的晶圓，所以ASML選擇了這條保險的路線。長短沖程發動機被暫時雪藏，但也可作為更新換代的備選方案。
經歷了多年的苦心經營，ASML在步進掃描光刻機時代走到了巨頭行列，當時的市場形成了三家獨大的局面：ASML、尼康、佳能。其中ASML以絕對優勢成為光刻機領域龍頭，市場占有率一度達到91％。
不可復制的成功
有人會問，光刻機會盛極而衰嗎？就像當年日本產的磁帶錄像機，系統之精密連美國人都難望其項背，但半導體存儲器的出現立馬判了磁帶錄像機的死刑。如今的光刻機也到了技術臨界點，就像百米跑進9秒5，想提高0．1秒都要付出極大的代價。一旦出現新的技術、工藝，ASML會首當其沖被淘汰嗎？
這可能就要談到ASML的理念了，永遠是與時俱進的，在行業都崇尚“獨立完成所有”的時候，它就選擇只進行研發和組裝，并不什么都由自己制造。這就讓ASML成為了一個集大成者，也成為了全球化的受益者。ASML 90％的零部件來自于外購，再由最理解客戶需求和產業發展趨勢的ASML集成。ASML的背后是美國、日本、歐洲、中國臺灣、韓國的技術支撐，最終才能量產出極度復雜的EUV光刻機。所以即使是有了新的技術，也是整個行業的興衰迭代，而且就像從飛利浦分裂出來一樣，ASML有著極強的技術功底和適應能力，未來發展依舊可期。
回顧ASML的發展史，我們會看到無數個絕境，以及無數個絕境逢生，是很難，但辦法總比困難多，對所有半導體的研究來說是如此。
對于中國來說同樣如此，中國對于光刻機的研究同樣需要解決無數問題。半導體行業對資金的需求本來就大，光刻機產業也不是一場可以速戰速決的戰爭。摘下光刻機這個顆“明珠”，我們勢在必行。
