集微網(wǎng)報(bào)道，在光刻機(jī)領(lǐng)域，ASML是當(dāng)今毋庸置疑的霸主。

從1984年由飛利浦和ASM合資成立的一家小公司，到將昔日光刻機(jī)大國美國和日本拉下神壇的商業(yè)巨頭，ASML只用了短短二十年的時間。據(jù)彭博數(shù)據(jù)顯示，在45nm以下高端光刻機(jī)設(shè)備市場，ASML占據(jù)市場份額高達(dá)80%以上，在極紫外光（EUV）領(lǐng)域，ASM是獨(dú)家生產(chǎn)者，實(shí)現(xiàn)了全球獨(dú)家壟斷。

輝煌鼎盛如斯，照此勢頭發(fā)展，ASML的未來基本上可以“躺贏”了。然而這僅僅是理論，商業(yè)戰(zhàn)場上從來就不存在“躺贏”的贏家。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)波詭云譎的當(dāng)下，已將光刻機(jī)做到極致的ASML自然也隱藏著某些隱憂。

獨(dú)特商業(yè)模式下的“內(nèi)傷”

全球光刻機(jī)領(lǐng)域，主要有 ASML、尼康、佳能這三個主要生產(chǎn)商， ASML無論是產(chǎn)品、技術(shù)，還是市場占有率都是穩(wěn)居第一。雖然在干式光刻機(jī)和深紫外光刻方面（DUV）還有尼康和佳能兩個公司，但是其競爭力已經(jīng)很弱。而在極紫光刻機(jī)（EUV）方面，兩個公司都還在研發(fā)階段，離成功尚且遙遠(yuǎn)，而ASML 是全球唯一能夠生產(chǎn) EUV 光刻機(jī)設(shè)備的廠家，掌握了獨(dú)家壟斷權(quán)，市場占有率達(dá) 100%。

來源：SEMI前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

在集微網(wǎng)對InsingerGilissen高級分析師Jos Versteeg的訪談中，他談到：“EUV方面，尼康和佳能都還在研發(fā)階段，但我覺得他們不會成功。ASML研發(fā)了20多年才做出EUV，這涉及到非常復(fù)雜的問題，我甚至不認(rèn)為還有第二個公司能做出來。因此ASML是市場上唯一的EUV供應(yīng)商，而且未來多年都將保持這一地位。這使得他們在半導(dǎo)體市場中擁有絕對優(yōu)勢，成為至關(guān)重要的一員?！?/p>

在打遍天下無敵手的情況下，無疑，ASML最大的競爭對手就剩下自己。Jos Versteeg提到：“ASML的競爭壓力源于他們的商業(yè)模式。”

為何這么說？我們得先了解ASML的獨(dú)特經(jīng)營模式。ASML的經(jīng)營模式在于拉投資商投資，然后優(yōu)先供貨投資商。簡單理解就是，ASML研制高端光刻機(jī)需要很多錢，一年甚至高達(dá)十幾億、幾十億歐元的投入。在ASML沒錢的情況下，急需要找投資商，誰投資的多，將來研制成功了，就優(yōu)先供應(yīng)給誰。

這種模式讓ASML有足夠的資金去支撐高額的技術(shù)研發(fā)，然而，在技術(shù)壁壘造就市場護(hù)城河的同時或許也設(shè)置了自己的利潤“天花板”。Jos Versteeg認(rèn)為，這種模式之下，EUV和DUV的價格并不是競爭元素，ASML沒辦法把價格降下來，因?yàn)橹圃斐杀局苯优c機(jī)器的產(chǎn)能成正比。如果想有更大的利潤空間，ASML唯一能做的就是提高效率。正是這種內(nèi)部驅(qū)動力使得ASML更高效地提高光刻機(jī)生產(chǎn)力，這是另一種來自價格的刺激。也正因如此，與大多數(shù)市場競爭不同，ASML無法隨意提高價格以創(chuàng)造更大的利潤空間，因?yàn)槿魞r格過高，則芯片制造成本提升，難以盈利。對ASML來說，外有來自各大半導(dǎo)體廠商的壓力，內(nèi)有價格提升的驅(qū)動力來提高機(jī)器產(chǎn)能。

他同時指出，當(dāng)然半導(dǎo)體廠商還是希望ASML有競爭者的，英特爾曾盡力把尼康留在市場，但后來發(fā)現(xiàn)兩個光刻機(jī)供應(yīng)商其實(shí)并不理想，因?yàn)檫@意味著兩套設(shè)備需要各自的維護(hù)系統(tǒng)和維護(hù)人員。所以最終只有ASML留在了光刻機(jī)市場。

摩爾定律失效問題

除了內(nèi)部原因外，另一個隱憂則是面臨著摩爾定律失效的問題。一直以來，半導(dǎo)體器件的發(fā)展趨勢都沿續(xù)摩爾定律的規(guī)則：集成電路中可容納的晶體管數(shù)量每經(jīng)過18～24個月總數(shù)增長一倍。然而，隨著芯片制程越來越接近工藝極限和物理極限，摩爾定律能否持續(xù)生效也開始受到質(zhì)疑。

關(guān)于這個問題，Jos Versteeg以中國的一個古老故事做了生動形象的類比：一個農(nóng)民立了功，皇帝想賞賜他一點(diǎn)東西。農(nóng)民拿出一個棋盤，讓皇帝在每個格子里放米粒，第一格放一粒，第二格放二粒，第三格放四粒，以此類推，皇帝本來覺得這沒什么，但是真要把這個棋盤放滿，最后發(fā)現(xiàn)這是個天文數(shù)字，據(jù)說放到棋盤一半的時候，賞賜的糧食數(shù)量就已經(jīng)差不多要50億粒了。

Jos Versteeg認(rèn)為，半導(dǎo)體的發(fā)展目前就處在下半階段。從20世紀(jì)60年代集成電路初級發(fā)展開始，按照摩爾定律，晶體管數(shù)量每年翻倍，從廣義上看，50億到100億個晶體管，摩爾定律上半程還不是很困難，但是到了下半段，每隔差不多兩年要從100億到200億個晶體管，再從200億升級到400億就很難了。就連ASML的CEO也說我們正進(jìn)入“棋盤的下半階段”，技術(shù)上越來越難，所以出現(xiàn)了摩爾定律延遲發(fā)生的現(xiàn)象。

事實(shí)上，芯片業(yè)界已經(jīng)接受了晶體管尺寸接近下限的現(xiàn)實(shí)，并已經(jīng)為摩爾定律的終結(jié)做了準(zhǔn)備。2020年美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會成員包括英特爾、AMD和格芯發(fā)表了一份報(bào)告。這份報(bào)告宣稱，到2021年，硅晶體管尺寸的縮小將不再是一件經(jīng)濟(jì)可行的事情。取而代之的是，芯片將以另一種方式發(fā)生變化。

在眾多替代材料中，當(dāng)前碳納米管材料最被看好。碳納米管相對于硅材料具有成本更低、功耗更小、效率更高的優(yōu)勢。最為關(guān)鍵的是，應(yīng)用碳基芯片之中，原先的芯片制造程序也將大為不同。

值得一提的是，我國的碳納米材料研發(fā)起步較早，研究也處于領(lǐng)先地位。2020年5月，我國北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在制備碳納米管方面取得了世界先進(jìn)性成果，有望把芯片制程推進(jìn)3nm以下。同年8月份，北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在碳納米半導(dǎo)體材料方面的最新進(jìn)展又被學(xué)術(shù)期刊《自然·電子學(xué)》收錄。此項(xiàng)研究成果意味著我國碳基半導(dǎo)體研究成功突破抗輻照這一世界性難題，為研制抗輻照的碳基芯片打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

如果中國可以率先實(shí)現(xiàn)碳基芯片量產(chǎn)商用，那么中國將會在新一代材料革命中占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢。在當(dāng)前摩爾定律或?qū)⑹?、中國無法造出EUV光刻機(jī)的歷史節(jié)點(diǎn)上，這項(xiàng)研究尤有意義。如果中國碳基芯片能夠取代美國硅芯片，是不是意味著有繞過EUV光刻機(jī)，研發(fā)其他的設(shè)備來制造生產(chǎn)光刻機(jī)的可能？退一步講，即使還需要光刻機(jī)，同性能的硅基芯片，對光刻機(jī)的精度要求沒有這么高，甚至對光刻機(jī)的工藝要求也不一樣，那ASML的市場壟斷是否會被打破，以中國的科技發(fā)展，是否完全可以實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)國產(chǎn)化？這些都是未知但值得探討的問題。假若真如此，ASML一家獨(dú)大的市場格局也必將改變。

美國掣肘下，如何做好中國生意？

“ASML需要中國，但中國更需要ASML?！睂τ贏SML和中國的關(guān)系，Jos Versteeg一語道破。

話雖如此，中國市場對ASML來說仍占據(jù)了其業(yè)績的非常重要一部分，可不是可以隨手舍棄的“蒼蠅肉”。根據(jù)ASML 2020年第三季度的財(cái)報(bào)，來自中國大陸的營收占比為21%。ASML預(yù)計(jì)，2020年來自中國大陸客戶的銷售額將增長到10億歐元以上。以2020年為例，ASML 在第二季度總共賣出了 61 臺光刻機(jī)（包括新設(shè)備和二手設(shè)備），在第三季度賣出了 60 臺——這其中，有超過 24 臺是賣給了中國大陸。

在去年11月，ASML全球副總裁、中國區(qū)總裁沈波在第三屆中國國際進(jìn)口博覽會現(xiàn)場接受澎湃新聞專訪時曾提到：“自30年前進(jìn)入中國市場以來，ASML已提供了全面的技術(shù)和能力來滿足中國客戶的需求。目前我們在中國一共為客戶提供了700多臺裝機(jī)。在遵守法律法規(guī)的同時，ASML全力支持客戶和中國集成電路行業(yè)的發(fā)展?！?/p>

ASML在中國許多城市已經(jīng)設(shè)立了分公司，2020年5月又與無錫簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，擴(kuò)建升級基地。很顯然，ASML自身是很看好并希望繼續(xù)發(fā)展中國市場的。在科工力量對《光刻巨人：ASML的崛起之路》作者、荷蘭Techwatch媒體公司CEO、荷蘭高科技學(xué)院董事總經(jīng)理瑞尼·雷吉梅克（Rene Raaijmakers）的采訪中，他也認(rèn)為，“在不久的將來，如果計(jì)算系統(tǒng)銷售的數(shù)量，我認(rèn)為中國將成為ASML最大的客戶。而當(dāng)ASML開始向中國銷售EUV光刻機(jī)時，中國未來肯定會成為ASML最大的市場。因此，ASML會持續(xù)關(guān)注和投入中國市場?！?/p>

然而，ASML要打開中國市場卻身不由己，有著來自美國的限制。

2018 年 4 月，中芯國際向 ASML 訂購了一臺 EUV 光刻機(jī)，價值 1.2 億美元，預(yù)計(jì) 2019 年年初交貨。在荷蘭政府已經(jīng)向 ASML 發(fā)放了出口許可證的前提下，由于美國政府的阻攔，至今未能成功交貨。

對此，Jos Versteeg在訪談中也提到，實(shí)際上，荷蘭政府是想給ASML發(fā)出口許可的，ASML顯然也想把機(jī)器賣出去。但是同樣在《瓦森納安排》上的美國阻止了荷蘭，威脅了荷蘭，也就是說如果ASML把EUV賣給中國，就很可能拿不到某些專利許可。“所以其實(shí)是美國妨礙了中國進(jìn)口EUV的進(jìn)程。如果荷蘭不必考慮美國的立場和威脅，其實(shí)是非常希望向中國出口EUV光刻機(jī)的?！彼俅螐?qiáng)調(diào)。

類似的回答我們也能從瑞尼·雷吉梅克口中聽到：“荷蘭政府不會自行采取行動。沒有美國政府的同意，它不會做任何事情。這也是因?yàn)锳SML屬于‘半個美國公司，半個歐洲公司’。”

之所以說ASML屬于“半個美國公司，半個歐洲公司”，這有著由來已久的歷史因素。在ASML三十多年的發(fā)展過程中有兩件事極為重要，除了技術(shù)方向押對了“浸潤式方案”之外，第二件事就是加入EUV LLC。

EUV LLC成立于1997年，是一個聯(lián)合研究項(xiàng)目，整個項(xiàng)目由英特爾公司和美國能源部牽頭，參與研究的單位也都赫赫有名：通信巨頭摩托羅拉、芯片巨頭AMD、勞倫斯-利弗莫爾”國家實(shí)驗(yàn)室、“勞倫斯伯克利”實(shí)驗(yàn)室和桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室。

EUV光刻機(jī)幾乎集成了人類精密制造的技術(shù)極限，想要一己之力自主突破這項(xiàng)技術(shù)，等同于癡人說夢，拿到EUV LLC入場券的ASML，能夠享受 EUV LLC 的研究成果大大加快了其 EUV 的研發(fā)速度。與此同時，為了產(chǎn)能和技術(shù)，ASML在收購美國光刻機(jī)廠商SVG時不得不接受在收購協(xié)議上附加的苛刻條件例如保證至少50%以上的零部件從美國采購、定期接受美國的安全審查等，這也是為什么美國擁有光刻機(jī)出口的話語權(quán)的原因。

另外，為解決資金困境，2012年ASML提出“客戶聯(lián)合投資計(jì)劃”，客戶入股可以保證最先拿到最新設(shè)備。目前ASML的前三大股東資本國際集團(tuán)（MSCI）、貝萊德和英特爾均來自美國。因此，也有人說ASML是“半個美國公司”。

所以ASML想要出口EUV給中國還要看美國的臉色也算“情有可原”了。然而，考慮到更長遠(yuǎn)的未來，中美關(guān)系還是個未知數(shù)，ASML如何才能去“美國化”，把握更大的主動權(quán)？在美國的掣肘下，如何做好中國生意？這都是ASML要面臨的問題。

結(jié)語：對于正“如日中天”的ASML來說，現(xiàn)在說它的隱憂未免會讓人覺得過于杞人憂天。然而，歷史的車輪滾滾向前，正如二十年前它能以一介無名之輩將當(dāng)時的巨頭尼康和佳能打趴下，二十年后，它是否能保證自己不被新“物種”打敗？這個問題恐怕連ASML自己也不敢打包票。

責(zé)任編輯：xj