從敗走光刻機到集體造假,什麼才是日本半導體的隱疾?

2021-01-09 OFweek維科網

1984年,一部名為《1984》的廣告片震撼世界,蘋果公司通過這部廣告片為第一代Mac造足了勢,個人電腦從此與人們的生活變得密不可分。在大洋彼岸的另一邊,日本半導體做的如火如荼,承包了藍色星球上80%的DRAM產量,本土幾乎每家大公司大財閥都進入了半導體業,半導體的騰飛,帶動了整個產業鏈的崛起,光刻機就是其中之一。

(蘋果1984廣告片)

此前光刻機屬於小眾「玩具」,從事這個行業的更是寥寥無幾,日本的尼康和佳能是最早進入這一領域的玩家。這一年,尼康代表著日本光刻機的最高水平,開始了碾壓美國競爭對手,尼康在矽谷成立尼康精機,猶如一把尖刀刺入美國高科技行業的心臟,尼康的美國對手PerkinElmer(鉑金埃爾默)受到衝擊,市場份額從超過30%跌到不足5%,直到最後完全放棄半導體設備業務,另一家競爭對手GCA的大客戶IBM、AMD、TI和Intel等,排著隊跑向尼康,從與GCA平分秋色,再到佔山為王,成為絕對的巔峰,尼康只用了不到五年。

與此同時,遠在荷蘭的一家名不見經傳的的小公司ASML卻身世坎坷。當時的飛利浦經濟很糟糕,想將不賺錢的業務賣出去,光刻業務是其中之一,令飛利浦頭疼的是找了一圈也無人願意接手這燙手山芋。最後有家荷蘭小公司叫ASM International的老闆Arthur Del Prado聽說有這麼回事,主動提出與飛利浦五五開設立合資公司,ASML這才算正式有了著落。

草創時期的ASML有著許多創業公司都經歷過的辛酸,員工只有31人,工作場所是飛利浦大廈外邊的簡易房,更為悽慘的是,在成立的第一年只賣出去了一臺機器,這種小角色的困苦對於ASML是往後十幾年的常態。韋尼克(Peter Wennink)回憶公司初創時的境況,還忍不住說「窮困」,一句話:既沒錢,又受對手壓制。

山巔上的日本半導體

推動日本半導體產業鏈大爆發的兩大引擎,一個是DRAM,另一個是面板業務。80年代的日本在DRAM上不僅擁有最先進的技術,還擁有最大的市場份額,面板業務也是如此。

日本廠商作為TFT-LCD產業的最早進入者,在很長一段時間內扮演著領導者的角色,1988年,夏普推出全球首臺14英寸液晶顯示器,伴隨著TFT-LCD的工業在日本的建立,日本發展出一大批平板顯示的上下遊企業,日本的平板製造供應鏈體系要強於其他任何國家,包括幾乎所有必要設備和材料的供應鏈上的每一個環節,都至少有一家企業參與。

比如:

(1)日本旭硝子和電氣硝子為液晶平板提供玻璃基板;(2)尼康和佳能提供掃描式光刻機和步進式光刻機;(3)NEC-安內華製造幹法刻蝕設備;(4)日本電工製造彩色濾光片和偏光片;(5)大日本印刷和日本凸版印刷株式會社提供先進的平板印刷設備;(6)日本真空技術株式會社提供透明導體的ITO導電膜;(7)佳能提供鏡像投影系統等等;

即使在日本企業不是很強的地方,比如液晶化學品,化學氣相沉設備(CVD)、液晶驅動晶片和高性能玻璃等,外國企業也把他們的半導體業務設在日本或者和日本企業結成聯盟,以管理他們的半導體業務,日本儼然已經成為新工業的溫床。

關鍵一役

從80年代起,20世紀的後20年都是日本半導體的天下,日本的光刻機牢牢佔據光刻市場的天王山,在各項數據統計中ASML只能被歸為other,尼康代表了當時最高的光刻技術。然而,這一最高光刻技術卻卡在一個關鍵環節長達20年,也是這一關鍵環節讓尼康與ASML來了個大翻轉。

光刻機的解析度決定了IC的最小線寬,想要提高光刻機的成像解析度,通常採用縮短曝光光源波長和增大投影物鏡數值孔徑兩種方法。在光源的改進方面,光刻機經歷了第一代是436nm g-line;第二代是365nm i-line;第三代是248nm KrF;第四代193nm ArF,但誰也沒想到瓶頸出現了,始終無法將光刻光源193nm波長縮短到157nm。

當時為了突破193nm方案,包括英特爾,英飛凌等各方勢力都在各個方向尋求突破,尼康押注技術難度更高的157nm F2,英特爾攜一眾美國企業押注13.5nm EUV LLC,此時ASML依然是個小配角,不過,它通過一個特殊的途徑搭上了英特爾陣營的列車。

ASML以16億美金收購了只有10億市值的矽谷集團(SVG),當時的SVG可謂是奄奄一息,年營業額只有2.7億美元,光刻製程還不如ASML,市場一片不看好這次收購。他們沒看到的是ASML只是想買一張船票,一張登上英特爾陣營的船票,一張足以威脅到尼康的船票,SVG擁有最成熟的157nm光學技術,並且當時是英特爾的供應商,收購SVG之後,ASML就可以擁有等同於尼康的技術,順勢加入英特爾的陣營。

福無雙至今日至,ASML加入英特爾陣營之後,又迎來一件改變命運的喜事,193nm方案被臺積電的研發副總林本堅以一種相當巧妙的方式突破了,林本堅找遍了各大企業,卻都無人看好,包括尼康,尼康始終沉浸在自己的世界。林本堅來到ASML後一拍即合,後來又與英特爾和臺積電組成最強陣營。尼康也宣布自己的157nm產品以及EPL產品樣機完成,然而,林本堅的方案屬於小改進大效果,產品成熟度非常高,所以幾乎沒有人去訂尼康的新品。尼康被迫隨後也宣布去做浸入式光刻機,但是為時已晚,ASML已經佔據先行優勢,又拿下英特爾這家最大的客戶,英特爾在新製程中停止採購尼康的光刻機給了尼康致命一擊。

相關焦點

  • 日本尼康加入中國光刻機研發,ASML光刻機開始急了!
    現在說起世界上最主流的科技領域是什麼,大家肯定異口同聲的說出半導體,顯然半導體是現在研發的重點,而且現代科技也離不開半導體產業,幾乎所有的科技產品科技裡面都需要使用到晶片的存在,而半導體行業裡面現在大家主要研發的還是晶片,畢竟這個東西在半導體行業裡面是非常重要的存在,因此晶片行業的發展也是受到世界各國的重點關注目標
  • 光刻機之戰
    因此,光刻那時並不是高科技,半導體公司通常自己設計工裝和工具,比如英特爾開始是買16毫米攝像機鏡頭拆了用。只有GCA, K&S和Kasper等很少幾家公司有做過一點點相關設備。60年代末,日本的尼康和佳能開始進入這個領域,畢竟當時的光刻不比照相機複雜。70年代初,光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。
  • 光刻機三巨頭,除了ASML還有兩家日本企業!
    那麼ASML為何這麼牛,幾乎是光刻機的代名詞,因為其為半導體生產商提供光刻機及相關服務,拳頭產品TWINSCAN系列是目前世界上精度最高,生產效率最高,應用最為廣泛的高端光刻機型。目前全球絕大多數半導體生產廠商,都向ASML採購TWINSCAN機型,比如英特爾、三星(Samsung)、海力士(Hynix)、臺積電(TSMC)、中芯國際(SMIC)等。
  • 日本光學技術全球第一,為啥造出頂尖光刻機的偏偏是荷蘭ASML?
    日本光學技術全球第一,為啥造出頂尖光刻機的偏偏是荷蘭ASML? 華為的事情相信大家都知道了,因為臺積電不再為華為代工晶片產品,所以華為手機可能面臨沒有晶片可用的局面。眾多網友痛定思痛,一致支持我們國內大力研發光刻機產品,用於組建我們的晶片生產線。光刻機是什麼呢?
  • 買不到荷蘭ASML的光刻機,為什麼我們造不出?日本就是前車之鑑
    臺積電之所以掌握著最先進的製程工藝,一定程度上因為它擁有來自荷蘭ASML最新的光刻機。而國內的中芯國際早在2018年的時候就已經向荷蘭ASML公司排隊預定了最新的光刻機,價值1.2億美元。不過由於種種原因,這臺光刻機至今還未順利交付。買不到荷蘭ASML的光刻機,為什麼我們不自己造?日本就是前車之鑑。
  • 國內光刻機領域跨出「一大步」,日本美國始料未及
    其實國內半導體行業發展如此緩慢的一個原因便是國內無法突破高端光刻機的瓶頸,而光刻機對於半導體行業來說至關重要,華為擁有世界上先進的晶片設計公司海思半導體,如果沒有光刻機,那麼對華為來說一切都只是「PPT」上的美好願景!
  • 日本光學技術世界第一,為何偏偏是荷蘭,造出全球頂尖的光刻機?
    簡單來說,就是光刻機通過光源曝光,將設計完成的集成電路圖,複印到矽片之上,從而形成圖像。 光源自然是光刻機的關鍵之一,光源的波長對光刻機的工藝能力起到了決定性的作用。
  • 光刻機的工作原理的原理是什麼?怎麼刻晶片?
    光刻機是在半導體領域必不可少的設備,無論生產製造什麼樣的晶片,都脫離不了光刻機, 如果說航空發動機代表了人類科技領域發展的頂級水平,那麼光刻機則是半導體工業界最為耀眼的明珠,其具有技術難度最高、單臺成本最大、決定集成密度等特點。今天我們就來了解一下光刻機。
  • 佳能發售半導體光刻機「FPA-8000iW」:可應對大型方形基板且解像力...
    佳能1將在2020年7月上旬發售半導體光刻機的新產品——面向後道工序的i線2步進式光刻機「FPA-8000iW」。該產品具備對應尺寸最大到515×510mm大型方形基板的能力以及1.0微米3的高解像力。
  • ASML是如何逆襲成為光刻機巨頭的?日本巨頭衰敗,中國的機會來了
    在我國當下「惡補」的半導體技術空缺中,光刻機可以說是重中之重。眾所周知,例如智慧型手機、電腦、汽車當代科技產物,如果沒有晶片的話,就只是一堆毫無用處的擺件。晶片對於這些智能電子產品的重要性,正如光刻機對晶片的重要性。
  • 700臺光刻機到手,中日要聯手「對抗」美國了!
    表面看上去好像是華為吃了大虧,實際上美國的損失比華為還要嚴重,因為這項禁令美國已經有幾千位人民失去了工作,還有上百家中小型半導體美企面臨倒閉,甚至不少大公司都宣布破產,畢竟美國半導體行業本身競爭就比較激烈,現在又失去中方這個龐大的市場,倉庫積壓的貨源已經壓倒了眾多美企。然而華為依舊在國內混的風生水起,而且華為之前還訂購了一大批晶片沒有使用,這批晶片足夠華為再撐一段時間。
  • 曾經日本光刻機霸主,卻遭荷蘭ASML反超,虧損16億要裁員2000人
    同樣受到影響的,還有尼康的半導體微顯影業務。據尼康公布的第二財季運營數據,該財季尼康虧損261億日元,折合人民幣16億元。尼康的相機、半導體設備兩大支柱性業務受損,令人為其擔憂。半導體設備是尼康第二大支柱,佔總收入38.8%。在80年代之時,尼康曾是全球第一的光刻機巨頭,佔據了業界超50%的市場。
  • 荷蘭光刻機巨頭ASML,曾打敗了日本尼康,為何最後卻要聽命於美國
    美國對華為的晶片禁令使得「光刻機」這個原本很冷門的詞語進入了大眾視野,光刻機是晶片製造當中的關鍵設備,我國之所以無法實現晶片製造自主化,就是受制於光刻機的問題。目前在光刻機領域,荷蘭ASML作為頂尖的EUV光刻機唯一的生產廠商,是當之無愧的行業霸主。
  • 光刻機龍頭阿斯麥:從荷蘭向中國出口DUV光刻機無需許可證
    摘要 【光刻機龍頭阿斯麥:從荷蘭向中國出口DUV光刻機無需許可證】「根據當前法規,ASML(阿斯麥)無需獲得美國出口許可證便可以繼續從荷蘭向中國客戶出貨DUV光刻系統;對於直接從美國發貨系統或零件到受法規影響的客戶,ASML需獲得許可證。」
  • 上海微電子何時能生產EUV光刻機?佔據國內光刻機80%市場份額
    1、光刻機是晶片生產關鍵設備,ASML的EUV光刻機可量產7nm晶片晶片的生產過程工非常複雜,從矽的採集、提純,到晶圓的切割、光刻八步,再到刻蝕、晶片測試,最後封裝,每一個步驟對技術的要求都及其嚴苛,而「光刻」是其中最關鍵的一個步驟,也是成本最高
  • 一臺EUV光刻機憑什麼能賣12億元?
    相應地,光刻機也變得越來越精密複雜。 在幾年前,可能很少有人知道什麼是光刻機,但現在,隨著晶片成為熱門話題,光刻機的話題也爆熱起來。其中,最引人注目的是光刻機天文數字般的價格。 EUV光刻技術的研發最早始於1996年之前,1999年EUV光刻技術被國際半導體技術發展路線圖(ITRS)確定為下一代光刻首選技術,之後,美國、歐洲、日本和韓國紛紛介入,期望在未來先進半導體製造中佔據制高點。
  • 中國光刻機比ASML早近20年,為何被ASML反超?原因很現實
    早在1965年的時候,中科院就研究出了65式接觸式光刻機;1980年,清華大學已經成功研製出了3微米工藝的光刻機!與此同時,荷蘭ASML這時候還有沒成立,到了1984年,ASML才成立!成立之後的ASML也不過是個玩泥巴的,並沒有馬上就開始製造光刻機等設備,而是一直在抱大腿,最終抱到了飛利浦的大腿,這家公司沒有什麼技術,到現在為止,在技術上的佔比一直不高,不過搞銷售是有一手!荷蘭ASML很年輕由此可見,國內的半導體設備的發展上,我們比荷蘭ASML要早很多!
  • 世界最頂級光刻機製造商——ASML
    中國最頂尖的晶片設計公司海思半導體從2004年開始,十幾年堅持數以億計的研發投,才有了今天海思半導體晶片全球排名第五的成績,可想而知晶片設計的難度,這裡大家是不是覺得晶片設計是最難的?目前晶片行業上最難的其實是晶片製造!想要製造晶片就必須要有光刻機設備,而先進光刻機目前放眼全球也只一家名叫ASML的荷蘭公司能生產。ASML是一家荷蘭公司。
  • 餘承東說得沒錯,全球半導體集體行動,美國也沒料到這結果
    全球半導體的行動自從2020年開始,全球晶片界發生了重大轉折,晶片市場供應鏈在美國的晶片規則下被打亂。很多晶片企業想要正常做生意,只能拿到許可。只要是使用到了美國的晶片技術,都要受限於規則。全球半導體集體行動,開始準備各自的布局首先是歐盟國家,歐盟為了打破美國在晶片上的封鎖,決定投資1450億歐元發展半導體技術,重點布局晶片相關的產業。共有17個歐洲國家籤署了聯合聲明,計劃在未來3年內,投入1450億歐元。
  • 荷蘭光刻機巨頭ASML無錫建廠,中國半導體安全了嗎?帶來哪些啟示
    最近,全球最先進的光刻機製造商,來自荷蘭的阿斯麥ASML與我們籤訂協議,在無錫設立工廠,服務中國市場。聽到這個大家都很興奮,因為光刻機是製造CPU等半導體的核心設備,美國對我們斷供半導體產品的風險一直都在,荷蘭這家廠商如果能在中國設廠,那可能會緩解我們在半導體領域被卡脖子的情況。