蘇霍姆林斯基

我們先從微處理芯片開始說起：英特爾與微處理芯片

集成電路最原始的開端——肖克利半導體實驗室與仙童半導體

1947年，美國貝爾實驗室的科學家肖克利(William Shockely)與另外兩位科學家巴丁、布萊坦發明了晶體管。晶體管的發明讓這三位仁兄，獲得了諾比爾獎，也直接創造了第一臺計算機。

（左起：巴丁、肖克利、布拉頓）

首個晶體管

1955年，被世人稱之為“晶體管之父”的肖克利離開了貝爾實驗室，回鄉創業，開設了自己的實驗室：肖克利半導體實驗室股份有限公司。這個實驗室就是聖克拉拉，就是如今的硅谷。這公司就是pH值測定法的發明人貝克曼出資50萬美元，幫助肖克利建立的。

如今的硅谷所在地

1956年，肖克利廣發英雄帖，招聘天下志士，大量的青年才俊科學家，慕名過來投奔。肖克利選了其中8位作為實驗室的研究院。但是受限於肖克利本身管理能力的缺乏，可以簡單說：技術人才的偏執以及年少成名的獨斷。8位科學家在肖克利實驗室幹了1年就全部集體離職了。這八位當中就有英特爾的創始人：麻省理工學院物理學博士羅伯特·諾伊斯(N. Noyce)和加州理工學院物理化學博士戈登·摩爾(Gordon Moore)。

（從左到右，分別是：摩爾、羅伯茨、克萊納、諾伊斯、格里尼克、布蘭克、赫爾尼、拉斯特。）

【一定要看清楚了，這兩位科學家是物理與化學方面的高端人才，後面我們會在光刻機的發展中談到光學，物理學，化學方面的東西】

1957年，7位青年才俊成立了，全球最初代的半導體公司，仙童半導體。只有諾伊斯一隻還堅定的沒有拋棄肖克利。在7位離職人員的動員下諾伊斯最終還是決定加入他們，併成立全球半導體行業黃埔軍校——仙童半導體。

1966年，經歷了近10年的發展，仙童半導體發展成為全球第二大半導體企業，第一是德州儀器。

轉折發生在1968年，諾伊斯和負責仙童半導體的摩爾離職創業，一同離職的還有安迪·格魯夫，他們創立一家新的半導體行業巨頭——英特爾。

從存儲向微處理的業務轉變——英特爾發展的半個世紀

機器人觀察

哎，前面的回答讓人無語，回答之前就不能做一點功課？誰說歐洲的芯片不行！大家的眼睛別隻盯著英特爾、三星和臺積電啊，現在全球芯片產業最強的，除了美國，往下數就是歐洲了，再往下才是韓國，歐洲芯片產業最大優勢在移動芯片設計，這方面是打遍全球無敵手。

英國的芯片企業特點很明顯，由於優勢在於芯片設計，因此主要商業模式是IP核授權，大白話說就是“賣芯片圖紙”的。代表公司有ARM和幻想科技集團（Imagination Technologies Group）。

芯片產業鏈上，最重要的兩個環節是設計和製造，設計主要是燒腦，製造主要是燒錢。英國人靠腦子掙錢，ARM是全球最大的IP核授權公司，相當熱門。

ARM之大，不是大在營業額，而是大在產業鏈的影響力。在移動芯片領域，ARM佔據絕對壟斷優勢，蘋果的A系列芯片性能強大，但也購買了ARM的指令集授權，高通、聯發科靠芯片設計吃飯，SoC芯片中的CPU內核也是ARM的，華為麒麟芯片，CPU內核也是購自ARM公版CPU，鯤鵬處理器內核也是來自ARM。

ARM的行業地位可見一斑。

三星比較倔強，想自成一家，獵戶座芯片CPU內核中的大核（小核還是ARM的）採用自研的貓鼬（Mongoose）內核，但燒了170億美元，花了4年時間，最後不得不放棄，因為效能不理想。三星放棄CPU內核自研，等於自動退出和ARM的競爭。

在移動芯片的CPU內核領域，基本上是ARM獨步天下。《華爾街日報》認為，截止2018年，ARM架構芯片佔據了90%的移動芯片市場份額，其地位，連英特爾都難以撼動，在手機和平板電腦，基本就是ARM自己在玩。

除CPU內核IP外，ARM還售賣GPU、DSP等IP核，總之華為、聯發科，下一步包括三星，都是買了ARM全家桶的（CPU、GPU）。

有人會說，ARM不是被軟銀的孫正義買了嗎，妥妥的日本公司，和英國有什麼關係？ARM被日本買了股權不假，但公司的經營管理由英國人打理，總部仍在英國，公司決策由英國人說了算，日本沒有決定權。好比當初東芝公司買了西屋核電，日本人連董事會都進不去，西屋核電仍然是美國公司，虧錢了東芝還得背鍋，這就是國際政治經濟學。

說過熱門的ARM，下面我接著說冷門的。

英國的幻想科技集團（Imagination Technologies Group）也是芯片行業內很有影響力的IP供應商，除CPU產品線的MIPS和通信及無線連接產品線Ensigma外，主打產品是Power VR圖形處理器單元，主要客戶是蘋果、英特爾、三星和聯發科。

在移動芯片圖形處理器設計領域，幻想科技集團是可以和高通、ARM三分天下的公司。不過，2017年傳出被中資公司收購的消息，然後就沒有下文了。但收購之後對公司的控制力，估計和軟銀收購ARM差不多。

在芯片設計領域，韓國還沒有完全自主的內核設計（包括我國），和歐洲完全不能比，你還說人家不強大？

德國：芯片產業鏈較為完善，既有英飛凌、Dialog這樣的大型公司，也有XFAB這樣的小型企業

英飛凌科技前身是西門子公司半導體部門，後獨立成一家公司，在全球擁有35600名員工，2018年營業收入92億美元。

Dialog是混合信號領域的設計公司，產品主要包括高度集成的白哦準電路和定製混合信號處理集成電路（俗稱芯片），擁有的技術包括電源管理系統節能技術、音頻技術、智能藍牙技術、快速充電的AC/DC（交流直流電）轉化技術，以及多點觸控技術等。

XFAB是一家小型的晶圓代工廠，主要進行混合信號集成電路製造，產品主要是汽車電子，給奧迪、寶馬等德國汽車企業配套。

德國的芯片產業特點是，產業鏈比較完善，介入了設計、製造、封裝和測試，上下游打通，但除英飛凌、Dialog等少數公司外，大部分公司規模較小，而且主要是汽車配套，畢竟德國是歐洲最大經濟體，汽車製造又舉足輕重，所以德國的芯片企業為汽車配套就可以混得不錯。

總之，整個歐洲既有光刻機這種尖端半導體設備，也有芯片設計、製造方面的代表性企業，所以歐洲的芯片產業其實並不弱，產業鏈完善超過韓國，強壯程度僅次於美國。

魔鐵的世界

首先來講光刻機技術不僅僅是歐洲獨有的，光刻機需要幾萬個零件需要全球供應零部件，核心部件當然是歐洲和美國共同完成的，只不過荷蘭ASML最終完成了整合，並且幾乎達到了壟斷的層面國內的芯片公司一直想從ASML拿到最先進的光刻機設備，但一直以各種理由被拒絕，主要還是美國從中作梗，不要覺得現在世界已經很和平了，歐美很多國家對國內採用禁運的方式，倒是這些年在被封鎖的厲害的核心技術點上，中國往往突破的最厲害，一旦突破了就會下幅度拉低售價，抑制國內相關領域的發展，所謂的外交講求的是用實力說話，沒有國家實力的支撐外交層面永遠是被動挨打的局面。

說到歐洲的芯片技術在幾乎都起源於傳統的科技巨頭，但是歐洲的芯片公司明顯在後期的拼勁以及整體格局規劃上落後於美國，甚至亞洲的日韓等企業，中國的芯片產業也是最近幾年在中低端領域開始慢慢發力，但是距離成熟的產業鏈還是有很長的距離，但明眼人都會明白中國擁有自己芯片產業鏈只是時間問題，無論是美國還是歐洲從骨子裡也明白，現在只是盡最大可能拖延中國前進的道路，現在國內芯片產業無論是私營企業還是國家隊都在全力以赴的研究，彌補之前在基礎領域的缺失。

歐洲的芯片產業本身起步非常早像早期的NXP，諾基亞也都是有自己的芯片技術，但是歐洲的整體的科技進步步伐就像其自身的生活節奏一樣安逸，歐洲在全球範圍內科技影響力也是在逐年下降，無論是企業還是國家渴望進步的動力不是很強，之所以歐洲的國家聯合起來就是抱團取暖的意思，很多科技領域的技術中心從之前的歐美，已經轉移到了中美，這已經不可逆轉的大趨勢，從歐洲企業和美國企業在中國的工作強度就可以看出態勢，美國的企業在國內工作的強度依然非常強大，歐洲的科技企業在國內的數量整體也是在下降，這些都是證明歐洲在世界的話語權以及中心比例都在下降。

雖然大趨勢是這樣但歐洲自從工業革命積累到現在的技術優勢以及資金都足夠還能讓歐洲國家受用一段時間，在美國全力打壓華為之前華為在歐洲市場已經得到充分的認可，無論是手機還是通訊設備在歐洲都非常受到歡迎，而且華為公司在歐洲設立了很多技術研發中心和研究院，直接和很多高校合作拿到很多前沿的理論知識，然後利用自己強大的商業化能力轉換成市場產品，而且包括英國在內的歐洲國家對於華為的技術能力以及執行力都讚不絕口，並且覺得和華為合作是一種雙贏的效果，美國發現這種勢頭不對開始了全面的實體清單，從實際效果上還是非常明顯，雖然華為公司產值也是在提升但是飛速的發展勢頭已經被遏制，而且生產增長主要是國內民眾對於華為公司的力挺所致。

未來芯片的設計和製造在國內必然會引起足夠的重視，這是都是容易被卡脖子的事情，中國有個優良的傳統越是封鎖的厲害，越是突破的厲害，這些年已經無數次證明了這種規律，中國人的自力更生能力以及勤奮程度在全球範圍內也是數得上號的，所以中國在未來在芯片設計以及製造工藝上都會掌握，但是需要很長的一段時間，希望能幫打你。

大學生編程指南

光刻機歐洲可以製造，而歐洲芯片做不起來的原因：我覺得是市場競爭、技術角逐下產生的。人們電子信息方面的爆炸式增長使得對芯片的要求也越加嚴苛，這就導致了能製造出目前芯片的光刻機成本和難度係數越來越大，准入門檻越來越高。

請看下面的詳細分析：

60-70年代，光刻機的原理其實像幻燈機一樣簡單，就是把光通過帶電路圖的掩膜（Mask，也叫光罩）投影到塗有光敏膠的晶圓上。

早期60年代的光刻，掩膜板是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而那時晶圓也只有2.54釐米大小。光刻在那時並不是搞科技，半導體公司通常自己設計、生產、封裝，比如Intel開始就是買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的設備。

60年代末，日本的尼康和佳能開始進入這個領域，畢竟當時的光刻不必照相機複雜。

70年代初，光刻機技術更多的是集中在如何保證是個甚至是更多個掩膜板精準的套刻在一起。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊臺並領先了幾年，Cobilt公司做出了自動生產線，但接觸式臺後來被接近式臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染了。

1973年，拿到美國軍方投資的Perlin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠非常好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。

1978年，GCA推出真正現代意義的自動化步進式光刻機（Stepper），分辨率比投影式高5倍達到1微米。這個很怪的名字Stepper來自於照相術語Step and Repeat，這臺機器通俗點說，是把透過掩膜的大約1平方釐米的一束光照在晶圓上，曝光完一塊挪個位置再刻下一塊。由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間處於主導地位。

80年代，是光刻機群雄爭霸的年代

光刻機是個小市場，一年賣幾十臺就算是大廠了。因為半導體產商就那麼多，一臺機器又能用好多年。這導致你的機器落後一點，就沒有人願意買了。技術領先是奪取市場的關鍵，贏家通吃。

80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先一點，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，極大提高了產能。兩家一起擠壓了其他廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻機。Perkin Elmer的市場份額從80年代超過3成快遞跌到84年不到5%。

80年代是日本半導體最風光的時候，本土幾乎每家大公司大財閥都進入了半導體產業。這給尼康和佳能雙雄帶來了巨大的後盾，並開始反攻美國市場。

由於GCA的晶片組來自蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。1982年，尼康在硅谷設立了尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接著一個的大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等等。

到了1984年，尼康已經和GCA平起平坐了，各佔三成市場。UItratech佔約一成，Eaton、Perkin Elmer、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。

為什麼我們要特別的看待1984年呢？

ASML被廣為傳播：ASML是飛利浦分離出來的，雖然不能說不對，但是和大家想象的樣子還是有些不同的。

飛利浦在實驗室裡研發出Stepper的原型，但不夠成熟。因為光刻市場太小，飛利浦也不能確認它是否有商業價值，去美國和Perkin Elmer、GCA、Cobilt、IBM等談了一圈沒人願意合作。

有家荷蘭小公司叫ASM International的老闆Arthur Del Prado聽說了有這麼回事，就主動要求合作。但這家代理出身的公司只有半導體前後的經驗，對光刻其實不太懂，等於算半個天使投資加半個分銷商。

飛利浦猶豫了一年時間，最後勉強同意了設立50%：50%的合資公司。1984年4月1日ASML成立的時候，只有31名員工，在飛利浦大廈外面的木板簡易房裡工作。

▲ASML最早成立時的建議平房，後面的玻璃大廈是飛利浦。

ASML在頭一年只賣出1臺Stepper，第二年賣出4臺。第一代產品不夠成熟，但是背靠飛利浦大樹的各種資源和容忍讓它生存了下來。

ASML在1985年和蔡司（Zeiss）合作改進光學系統，終於在1986年推出了非常棒的第二代產品PAS-2500，並第一次賣到了美國當時的創業公司Cypress，就是今天的Nor Flash巨頭。

有意思的是，1986年半導體市場大滑坡（光三星半導體就虧損了3億美元），導致美國一幫光刻機產商都碰到了嚴重的財務問題。ASML還小，所以損失不大，還可以按既有計劃開發新產品。同期，GCA和Perkin Elmer的新產品開發都停滯了下來。

1988年GCA資金嚴重匱乏被Genernal Signal收購，有過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家UItratech最終被MBO收購，但是規模也不大了。1990年，Perkin Elmer光刻部也支撐不下去被賣給了SVG。

1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到80年代末地位完全被日本雙雄取代。這時ASML還只有大約10%的市場佔有率。

光刻機的波長競爭

忽略掉美國被邊緣化的 SVG、Ultratech 等公司，90 年代一直到現在的格局，一直是 ASML 和尼康的競爭，佳能在旁邊看熱鬧。

半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。摩爾定律其實應該被叫做摩爾預言，這個預言中間還改過一次。戈登摩爾博士 1965 年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而 1975 年他自己改成每兩年翻倍。

有人說，這是人類歷史上最偉大的 " 自我實現的預言 "，因為英特爾就是照著這個預言一路狂奔數十年，直到光刻技術被卡在 193nm 上十多年變成網友說的 " 牙膏廠 "。

為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸 ( CD ) 降低 30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1* ( λ/NA ) ，我們能做的就是降低波長 λ，提高鏡頭的數值孔徑 NA，降低綜合因素 k1。

搞更短的波長是最直接的手段。90 年代前半期，光刻開始使用波長 365nm i-line，後半期開始使用 248nm 的 KrF 激光。激光的可用波長就那麼幾個，00 年代光刻開始使用 193nm 波長的 DUV 激光，這就是著名的 ArF 準分子激光，包括近視眼手術在內的多種應用都應用這種激光，相關激光發生器和光學鏡片等都比較成熟。

但誰也沒想到，光刻光源被卡在 193nm 無法進步長達 20 年。直到今天，我們用的所有手機電腦主芯片仍舊是 193nm 光源光刻出來的。

90 年代末，科學家和產業界提出了各種超越 193nm 的方案，其中包括 157nm F2 激光，電子束投射 ( EPL ) ，離子投射 ( IPL ) 、EUV ( 13.5nm ) 和 X 光，並形成了以下幾大陣營：

157nm F2：每家都研究，但 SVG 和尼康離產品化最近。

157nm 光會被現有 193nm 機器用的鏡片吸收，光刻膠也要重新研製，所以改造難度極大，而對 193nm 的波長進步只有不到 25%，研發投入產出比太低。ASML 收購 SVG 後獲取了反射技術，2003 年終於出品了 157nm 機器，但錯過時間窗口完敗於低成本的浸入式 193nm。

13.5nm EUV LLC：英特爾，AMD，摩托羅拉和美國能源部。ASML、英飛凌和 Micron 後來加入。

關於 EUV，我放到後面在說吧。

1nm 接近式 X 光：日本陣營 ( ASET, Mitsubishi, NEC, Toshiba, NTT ) 和 IBM

這算是個浪漫陣營吧，大家就沒想過產業化的事

0.004nm EBDW 或 EPL: 朗訊 Bell 實驗室，IBM，尼康。ASML 和應用材料被邀請加入後又率先退出。

這是尼康和 ASML 對決的選擇，尼康試圖直接跨越到未來技術擊敗 ASML，但可惜這個決戰應該發生在 2020 年而不是 2005 年，尼康沒有選錯技術但是選錯了時間。尼康最重要的技術盟友 IBM 在 2001 年也分心加入了 EUV 聯盟。

0.00005nm IPL: 英飛凌、歐盟。ASML 和萊卡等公司也有參與。

離子光刻從波長來看是最浪漫的，然而光刻分辨率不光由波長決定，還要看 NA。人類現有科技可用離子光刻的光學系統 NA 是 0.00001，比 193nm 的 NA=0.5～1.5 剛好差 10 萬倍，優勢被抵消了。

以上所有努力，幾乎全部失敗了。

它們敗給了一個工程上最簡單的解決辦法，在晶圓光刻膠上方加 1mm 厚的水。水可以把 193nm 的光波長折射成 134nm。

浸入式光刻成功翻越了 157nm 大關，直接做到半週期 65nm。加上後來不斷改進的高 NA 鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式 193nm 光刻機一直做到今天的 7nm ( 蘋果 A12 和華為麒麟 980 ) 。

2002 年臺積電的林本堅博士在一次研討會上提出了浸入式 193nm 的方案，隨後 ASML 在一年的時間內就開發出樣機，充分證明了該方案的工程友好性。

隨後，臺積電也是第一家實現浸入式量產的公司，隨後終於追上之前製程技術遙遙領先的英特爾，林博士因此獲得了崇高的榮譽和各種獎項。

MIT 的林肯實驗室似乎不服氣，他們認為自己在 2001 年就提出了這個浸入式方案。ASML 似乎也沒有在任何書面說明自己開發是受林博士啟發。

其實油浸鏡頭改變折射率的方式由來已久，產業界爭論是誰的想法在先從來不重要，行勝於言。林博士的貢獻是臺積電和 ASML 通力合作把想法變成了現實。

日荷爭霸

在 ASML 推出浸入式 193nm 產品的前後腳，尼康也宣佈自己的 157nm 產品以及 EPL 產品樣機完成。然而，浸入式屬於小改進大效果，產品成熟度非常高，所以幾乎沒有人去訂尼康的新品。尼康被迫隨後也宣佈去做浸入式光刻機。

之前我們提到光刻領域是贏家通吃，新產品總是需要至少 1-3 年時間由前後多家廠商通力磨合。別人比你早量產就比你多了時間去改善問題和提高良率。

光刻機就像印鈔機，材料成本可以忽略不計，而時間就像金子一樣珍貴。

半導體廠商更願意去買成熟的 ASML 產品，不想去給尼康當白鼠。

這導致後面尼康的大潰敗。尼康在 2000 年還是老大，但到了 2009 年 ASML 已經市佔率近 7 成遙遙領先。尼康新產品的不成熟，也間接關聯了大量使用其設備的日本半導體廠商的集體衰敗。

佳能在光刻領域一直沒爭過老大。當年它的數碼相機稱霸世界利潤很好，對一年銷量只有百來臺的光刻機重視不夠。

佳能的思路是一款產品要賣很久，他們一看 193nm 尼康和 ASML 打得太厲害就直接撤了。直到現在佳能還在賣 350nm 和 248nm 的產品，給液晶面板以及模擬器件廠商供貨。

尼康在浸入式一戰敗下來就徹底沒有還手之力了，因為接下來 EUV 的開發需要投入巨資而且前景未卜，英特爾倒向 ASML 使得尼康失去了挑戰摩爾定律的勇氣。

EUV 光刻機

這個產品其實是 ASML 在沒有競爭對手的情況下研發的，而且做了十多年到今天也沒有量產。

那它背後的驅動力是什麼呢？

英特爾絕對是最堅定的支持者，因為它的使命之一就是讓摩爾定律走下去。

早在 1997 年，英特爾看到挑戰 193nm 的巨大難度，決心集合人類精英一起愚公移山，有點流浪地球的意思。他們說服了美國對高科技最開明的克林頓內閣，以公司形式發起了 EUV LLC 這樣的一個合作組織。

這個組織由英特爾和美國能源部牽頭，集合了當時還如日中天的摩托羅拉以及 AMD，以及享有盛譽的美國三大國家實驗室：勞倫斯利弗莫爾實驗室，勞倫斯伯克利實驗室和桑迪亞國家實驗室，投資兩億美元集合幾百位頂級科學家，從理論上驗證 EUV 可能存在的技術問題。

英特爾還力邀 ASML 和尼康加入 EUV LLC，因為當時美國光刻已經不太行了。但此舉受到美國政府的阻撓，因為他們捨不得讓外國公司分享美國最前沿技術。

最終結果是尼康被排除在外，ASML 做了一堆對美國貢獻的許諾後被允許加入。另外一家例外的非美國公司是英飛凌，它被允許和 Micron 一起加入 EUV LLC。

我們回看當年各種跨越 193nm 的技術方案，很多公司是左右下注的，只有英特爾堅定地選了 EUV，而且讓它最終成為了現實。

看當年的一些回憶錄，說英特爾自己並未派出多少工程師，但是列了幾百項難題一直拿著小鞭子督促那些科學家不停地努力。

EUV 算是軟 X 光，穿透物體時散射吸收都非常厲害，這使得光刻機需要非常非常強的光源，這個難度是巨大的。連空氣都能吸收 EUV，所以機器內部還得做成真空的。

傳統光刻用的很多透鏡因為會吸收 X 光要換成反射鏡，據說 193nm 的最新光刻機裡鏡頭加起來就有一噸重，而這些技術都用不上了。

由於光刻精度是幾納米，EUV 對光的集中度要求極高，相當於拿個手電照到月球光斑不超過一枚硬幣。反射要求的鏡子要求長 30cm 起伏不到 0.3nm，這相當於是北京到上海做根鐵軌起伏不超過 1 毫米。

所以，EUV 不僅是頂級科學的研究，也是頂級精密製造的學問。

EUV 的小鏡子由德國蔡司生產，ASML 還因此特地購買了 Carl Zeiss SMT 公司 24.5% 的股份。

1997 年 -2003 年，6 年間 EUV LLC 的科學家發表了幾百篇論文，驗證了 EUV 光刻機的可行性。然後 EUV LLC 聯盟解散。

接下來留給 ASML 一個問題，是做還是不做呢？

好在 ASML 從來沒有猶豫過。2006 年它推出原型，2007 年建造了 10000 平米的超級無塵室，等著接待 2010 年誕生的第一臺研發用樣機：NXE3100。

2012 年，ASML 請英特爾、三星和臺積電入股自己，希望大家共同承擔這個人類的偉大工程，因為研發投入需要每年 10 億歐元。

2015 年，可量產的樣機發布。雖然售價高達 1.2 億美元一臺，但還是收到雪片一樣的訂單。排隊等交貨，都要等好幾年。

一臺 EUV 光刻機重達 180 噸，超過 10 萬個零件，需要 40 個集裝箱運輸，安裝調試都要超過一年時間。

明年，我們或許就能買到 EUV 加工出來的芯片做的手機了。

相信在未來，人類一定可以突破光學光刻機的極限，無論用電子離子還是最終放棄硅基。

需要強調的是，在半導體制造中，光刻只是其中的一個環節，另外還有無數先進科技用於前後道工藝。

正是因為他們不屈不撓的努力，才使得我們在這個一切由芯片驅動的偉大時代，享受著各種手機、電腦、家電、汽車飛機和互聯網帶給我們的精彩生活。

匯聚魔杖

感謝您的閱讀！

歐洲不生產芯片，可是芯片中的架構以及生產芯片的主要部分光刻機都是歐洲的產業。

確實，你好像發現現在有名的芯片都是美國市場的芯片，歐洲除了荷蘭光刻機，還真的沒有什麼知名的芯片。

ARM公司。這是一家半導體知識產權（IP）提供商，在全世界，有超過95%的智能手機和平板電腦都採用ARM架構。比如我們知道的蘋果，驍龍，甚至於麒麟處理器，都必須要購買使用ARM的架構，比如這一次的A77，華為就因為ARM的非授權，而沒有使用。

雖然，現在ARM被軟銀收購了，但是你也得知道，對於芯片來說，ARM確實是目前頂級的芯片技術授權公司。

我們在說荷蘭的光刻機，確實95%以上的高端光刻機都是ASML所把持，即使尼康和佳能表現也不差，可是在芯片製造中，光刻機是不容忽視的一環。

但是，你也別覺得ASML的技術就厲害，這種集合了世界先進技術的光刻機，光靠ASML是不了能成功的，所以它的成功是：

1. 讓所有購買它的公司，去持有它的股份，你只有有我的股份，我才能夠讓你優先購買。三星，臺積電，英特爾都現在或者曾經有過ASML的股份。
2. 來自於國際中先進技術的集合，比如最關鍵零件之一，德國蔡司的反射鏡等等。
3. ASML獲得政府和研究機構支持，荷蘭的大學、歐洲研究機構，都給ASML背書。
4. 前身為飛利浦，這種技術的優勢就讓ASML能夠發展迅速。

歐洲不是造不出芯片，只不過我們接觸的比較少，主要我們集中在了美國，韓國等國家芯片上而已，或者他們更突出一些，反而掩蓋了不出色的歐洲芯片。

LeoGo科技

半導體行業，其實分佈主要還是在美國。其中貝爾實驗室真的是功不可沒。光刻機而言，日本的尼康也是功不可沒。上世紀八九十年代的時候，無論前道邏輯電路，還是面板掃描光刻機，都是日本的尼康最牛逼。後來，克林頓時代，美日爭相發展，日本經濟衰退，荷蘭ASML藉機發展了起來。日本光學研究所，生存困難，只好逐步放棄了前道邏輯電路光刻機的研發，轉而做叫尼康的相機去了，後來乾脆改名兒叫尼康了。日本的光刻機之父，尼康的前社長有個自傳，說了這些，從80年代，跟美國大戰，爭相制定SEMI規範，獲得大勝，到90年代初，光刻機研發太吃資金，還賣不掉，不要不理解，那個時候，尼康機子先進是真的，賣不掉也是真的。結果逐步放棄，轉而把主要精力放在了相機上，後來乾脆，公司名字也是改成了終端消費者產品尼康相機的名字，尼康。自傳中說，很痛心。確實，現在，試看華為，手機那麼牛逼，消費者BG那麼牛逼，到底還能不能堅持原先的費力一時間還不討好的那些業務，就很難說了。2000年左右的時候，ASML好像出了一款爆款，其實也算不上，並不是提高了線寬什麼核心技術參數，而是大幅提升了設備的穩定性，大幅提升了設備的產率跟良品率。尼康放棄的前道邏輯電路光刻機之路，才真的被ASML續上，並且發揚光大了。世人由此才知道，光刻機很重要，很燒錢。陸續的，Intel，臺積電，三星才入股ASML，第一，可以第一時間可以購買最先進的設備，第二，也是為自己，為摩爾定律續命。

扯遠了。說白了，技術一開始的種子很小，但是得有基礎，黃金時間就是上世紀八九十年代，那個時候，介入進來，後來中間瓶頸期，挺過來的，今天都是頂尖級的大佬。你看歐洲，上世紀八九十年代經濟發展比起二十一世紀初的二十年，差得不是一星半點，美國一直雖慢但還是穩步前進。中國在狂飆，也就慢慢殺進來了。

若谷無聲

能生產光刻機並不代表能夠生產芯片。芯片產業鏈非常複雜，光刻機僅是其中一種關鍵設備而已。

芯片產業鏈包括三個環節，芯片設計（上游）、晶圓製造及加工（中游）、封測（下游）：

1、芯片設計：即半導體或集成電路（IC）設計。這裡用到一種關鍵的設計軟件EDA。EDA 領域的三大巨頭Synopsys、Cadence、Mentor，幾乎都可以提供芯片設計全流程工具。2018年全球前5大無晶圓廠IC設計公司（Fabless）有博通、高通、英偉達、聯發科、海思。

2、晶圓製造及加工：半導體的製造投資中75-80%的費用是設備投資，而設備投資中的70-80%又會用於晶圓製造環節的設備上。在這些設備當中，刻蝕設備20%、光刻設備30%、物理氣相沉積15%、化學氣相沉積10%、量測設備10%，其次是擴散設備5%、拋光設備5%、離子注入5%。晶圓表面上的電路設計圖案直接由光刻技術決定。光刻工藝決定著整個IC工藝的特徵尺寸，代表著工藝技術發展水平。荷蘭ASML佔據超過70%的高端光刻機市場，緊隨其後的是Nikon和Canon。光刻機研發成本巨大，Intel、臺積電、三星都主動出資入股ASML支持研發，並有技術人員駐廠；格羅方德、聯電及中芯國際等的光刻機主要也是來自ASML。國內光刻機廠商有上海微電子、中電科集團四十五研究所、合肥芯碩半導體等。國外刻蝕設備廠商主要有TEL、Tokyo Electron、AMAT、Lam等。國內企業中，中微半導體、北方華創等在刻蝕機方面也有突破。

3、封裝測試：晶圓中測測試機、分選機、探針臺。電學測試是用探針對生產加工好的硅片產品功能進行測試，驗證每個晶圓是否符合產品規格，檢測通過的晶圓即可進行包裝入庫。全球集成電路檢測設備市場主要由美國泰瑞達（Teradyne）和日本愛德萬（Advantest）佔據，國產廠商中，領先廠商包括上海睿勵、長川科技等。

芯片廠商有三種類型IDM、Fabless和Foundry：

1）IDM（Integrated Device Manufacture）模式：集芯片設計、芯片製造、芯片封裝和測試等多個產業鏈環節於一身；早期多數集成電路企業採用的模式；目前僅有極少數企業能夠維持。企業主要有：三星、德州儀器（TI）。

2)、Fabless（無工廠芯片供應商）模式：只負責芯片的電路設計與銷售；將生產、測試、封裝等環節外包。企業主要有：海思、聯發科（MTK）、博通（Broadcom）。

3）、Foundry（代工廠）模式：只負責製造、封裝或測試的其中一個環節；不負責芯片設計；可以同時為多家設計公司提供服務，但受制於公司間的競爭關係。企業主要有：SMIC、UMC、Global Foundry。

所以，歐洲廠家如果只生產出光刻機設備，實際上只是芯片複雜產業鏈中的一環而已，並不能獨立生產出芯片。能夠獨立生產芯片的公司被稱作IDM公司，只有三星和德州儀器等少數公司，但他們也需要光刻機、EDA等上下游產業支持。

打工男

網絡城市需要有高明的設計；

這是美國高科技公司的強項；它們分別是博通、高通、英偉達，排第4的是臺灣聯發科。

網絡城市必須由純半導體硅材料（晶元）打造。

硅的純度要達到99.999999999%。

製造晶元，這是日本信越和盛高、臺灣環球、德國世創、韓國LG的強項。

網絡城市的建造需要高精密度的工具，這就是要借用光刻機。

能製造光刻機的是荷蘭阿斯麥（ASML）公司，得益於近乎完美的德國機械工藝、世界頂級光學廠商德國蔡司鏡頭、美國提供的光源支撐，荷蘭ASML製造的光刻機壟斷了世界80%的市場份額。排在之後能打補丁的是日本尼康。

網絡城市修建需要一大批能工巧匠，這裡是芯片的代加工廠

這是臺積電和韓國三星公司的強項。

有了好的設計、好的材料、好的工具、好的技術隊伍施工，一座好的芯片城市就建城了！

在指甲蓋大小的面積上，這座“網絡城市”可以有上億個層層疊疊的建築體和密密麻麻的街道。
芯片由全球高科技產業鏈接力打造。歐洲的強項是提供能加工芯片的光刻機工具，這並不代表歐洲就能獨立做出高規格芯片。

諶人

一、光刻機和芯片是兩個不同領域，有光刻機並不代表一定能生產最高端的芯片

在芯片領域，至少可以分為設計、製造這兩個重點環節，光刻機是製造環節中最重要的設備之一，設計環節就和光刻機沒有關係。

所以要想芯片起來，一方面是設計方面上牛起來，另一方面是製造領域也要雄起，包括光刻機技術也要掌握。

而歐洲只是有先進的光刻機，難道就一定在設計、以及製造的其它環節都很厲害麼？明顯這邏輯就不對。

二、歐洲也只是整合光刻機而已，並不是擁有全部100%的技術

另外換一種說法，歐洲也並不是擁有光刻機的100%的技術，ASML也是偶然的一個機會崛起，在ASML崛起之前，像尼康、CANNO比ASML都更強。

後來臺積電提出了以水為介質的光刻機，ASML當時很小，所以押注在上面了，然後讓ASML崛起了，而尼康、CANNO等看到水為介質的光刻機是趨勢時，已經是一年多後了，錯過了最好的機會，讓ASML一家獨大，越來越強了。

但ASML也不是擁有全套技術，也只是全球整合技術，最終組裝出來而已。

三、芯片能夠做起來，技術是一部分，外部環境也是一個方面

最後說一說，就算歐洲生產芯片很厲害，也未必在芯片領域就非常厲害，intel、AMD之所以這麼強，其實是生態壟斷的結果，目前X86的架構一家獨大。

所以後來者如果要做芯片，不僅僅是技術強，還要在生態上能夠比得上wintel這個聯盟，這就難了，所以當美國的芯片、系統結合起來之後，其它國家要打敗美國芯片就非常非常難了。

互聯網亂侃秀

光刻機的核心技術並非都是歐洲的，主要來自於美日韓的頂尖技術，歐洲一直被美國臣服，美國佬不可能讓歐洲有芯片技術發展，一旦有相關公司，立馬被美國佬收購，美國人其實自己沒有什麼實力，幾乎都是靠世界範圍內的工程師和設計師頂著，誰叫人家是二戰戰勝國呢

關鍵字: 說來話長 歷程 微芯片科技