ASML的下一步
2024-06-19 11:33:37 EETOP原文鏈接：https://www.asianometry.com/p/whats-next-for-asml
最近我剛從歐洲的IMEC ITF World 2024會議上回來，度過了美妙的兩周旅程，收獲了許多視頻創意，未來幾周我會陸續分享。這次旅程有很多亮點——雖然很遺憾沒能組織見面會，因為實在太累了——但最精彩的部分無疑是參觀ASML。
最近我有幸參觀了位于荷蘭小村莊費爾德霍芬的ASML總部。這次經歷非常棒，我了解了很多關于公司的歷史和文化。
而且我非常榮幸地見到了價值3億美元的高數值孔徑（High-NA）EUV設備，我稱之為“野獸”。下面的內容我分享一些關于參觀ASML的隨想。
埃因霍溫
我住在埃因霍溫，這里距離費爾德霍芬很近。這個小鎮相當不錯，雖然節奏緩慢。順便提一句，此次旅程的所有費用都是我自費，包括交通和住宿，ASML并未贊助。
埃因霍溫一直以飛利浦的故鄉而聞名，飛利浦曾經是一個龐大的消費電子技術巨頭。飛利浦首先開發了光刻機技術，后來與ASM International共同創立了ASML。他們也是臺積電的基石外資投資者，最初持有28%的股份，后來增加到36%。
然而，飛利浦后來賣掉了所有這些股份。截至目前，這兩家公司合計市值已達1萬億美元。如今能夠持有這些股份真是不錯，但生活就是如此。上世紀90年代中期，投資經理們迫使飛利浦賣掉這些股份，以“釋放”股東價值。
費爾德霍芬的ASML
過去五年里，ASML幾乎在各個方面都迅速發展。例如，股票價格瘋狂上漲，令幾乎所有曾在公司工作的人都感到驚訝。公司在公眾意識中獲得了巨大的新關注，其中許多人誤以為公司的產品像意大利面機一樣直接制造芯片，實際上并非如此。
目前，公司在歐洲、亞洲和美國擁有超過42,000名員工，其中一半以上在荷蘭總部工作。過去五年中，公司新增了約20,000名員工，這種增長實在驚人。
如此快速的增長帶來了問題，例如員工安置。公司現有的園區夾在兩條高速公路之間，發展空間受限。一側是無法開發的自然保護區，另一側是費爾德霍芬村的住宅區。我認為公司不應該通過工業建筑包圍居民區來激怒他們。
公司希望擴建工廠，以增加EUV和DUV設備的產能，特別是EUV設備。此外，還有關于水和電供應充足性的擔憂。交通方面，大多數人不得不開車，因為費爾德霍芬是個村莊，道路無法承受大量交通量。公司正在與當地政府協商解決這些問題。
爭論
這些協商引起了一些爭議。媒體報道了公司可能“離開”荷蘭的新聞，提到政府為“留住”公司提供的25億美元激勵計劃“貝多芬項目”。名字聽起來很戲劇化，但無助于核心問題。我認為政府應為居民和企業提供基礎設施。
政府內部也因此引發了辯論，一些荷蘭人認為“那就走吧！”實際上，一些原本在荷蘭設有雙總部的公司如殼牌和聯合利華已經搬到了英國。
但根據我所見所聞，我不認為離開荷蘭是一個選項。費爾德霍芬自從飛利浦分拆后一直是ASML的家。公司的供應商基礎和人才都在這里。ASML不會像甲骨文（Oracle）那樣強迫他們搬遷。他們想留在這里，但如果沒有擴展空間，他們也愿意在別處擴展。
幸運的是，這似乎不必要了。4月份，公司簽署了一份土地協議，計劃在埃因霍溫機場北部建第二個園區，靠近現有園區。
企業文化
接下來談談企業文化。臺積電和ASML就像兄弟，他們有共同的企業背景。臺積電依靠ASML的光刻機擊敗了當時占主導地位的日本半導體制造商。三十年來，他們一起成長。
我能感覺到他們的文化契合度。兩家公司都秉持“完成任務”和“無借口”的文化，非常技術導向。在討論問題時，他們幾乎總是關注科學和技術。他們喜歡極客和建設者。在ASML，人們必須準備好爭論并支持自己的觀點，因為同事們會挑戰他們。“挑戰”是他們的核心價值之一。
也許這與荷蘭人直率的態度有關。因此，最近的大規模招聘浪潮對他們提出了巨大的挑戰：如何將這些新人才融入ASML獨特的文化？
這讓我想起了谷歌和Meta等美國科技巨頭在疫情期間的大規模招聘。這些新員工的加入不可避免地導致標準的松動。
目前形勢很好，但如同著名劇集所說，“凜冬將至”。早期，ASML在步進光刻機市場上掙扎，虧損數百萬美元，僅靠政府補貼才得以生存。即便后來，行業頻繁的周期性低迷也導致裁員。
公司的奮斗精神體現在其建筑設計上。辦公室設計成可以分隔出租的形式，以防必要時租出去。
隨著老一代領導人的退休——如自公司成立起就一直在職的首席技術官Martin van den Brink——我想人們會關心如何保持使公司成功的因素。
飛利浦這家ASML的老母公司命運就是一個警示，如果人們自滿并失去原有文化，后果會怎樣。飛利浦仍然在埃因霍溫存在，名字隨處可見。ASML的零件編號系統就來自飛利浦。當我參觀ASML時，飛利浦正在進行快閃店，銷售燈具和咖啡機。
但今天的飛利浦只是昔日輝煌的空殼，被繁文縟節和過度發明拖垮。
如果你想了解更多關于ASML的歷史和崛起，我推薦Marc Hijink的 "Focus"一書，內容詳盡且切中要點。
競爭對手
ASML在EUV領域擁有壟斷地位，這種情況不會改變。該技術耗資數十億美元，競爭者起步晚了20年。買家數量有限，無法收回研發投資。
但ASML每年出貨的大部分是標準的DUV TWINSCAN設備。這些DUV設備是行業的主力軍，幾乎為所有集成電路進行圖案化，除了其最深、最密集的部分。
DUV設備確實面臨來自日本尼康和佳能的激烈競爭。這些公司歷史上是市場領導者，現在仍然是強大的競爭對手。當然，中國的光刻機制造商如中微公司也在努力追趕，他們雖遠遠落后，但動力十足。
因此，ASML非常注重生產力和降低擁有成本。這就是TWINSCAN雙掃描的理念。ASML的目標不是制造最漂亮或最便宜的機器，而是為客戶提供最佳價值——最精確和最高效的機器。即便是一臺價值十億美元的機器，只要能夠每小時準確處理足夠多的晶圓，晶圓廠也會覺得值得。
機器制造
我對他們在潔凈室中組裝光刻機的過程感到好奇，但實際上并不應該感到驚訝。潔凈室工廠讓我想起了一個非常明亮、非常干凈的家得寶商店。工人們穿著藍色或白色的防護服來回走動，有時還帶著設備。
順便說一句，盡管ASML的產品是實體設備，但似乎只有少數員工在工廠車間工作。大多數員工在辦公室工作，涉及銷售、軟件等。
在幾條走廊下，有這些中等大小、光線充足的房間。每個房間里都有一臺正在組裝的EUV或DUV系統，就像醫院病房里的病人一樣。機器根據客戶要求的模塊進行組裝，然后進行測試。客戶審核數據和模擬測試，并確認通過。
之后，機器在八到十天內被拆解成模塊。ASML再將這些部分小心翼翼地運輸到客戶的工廠。客戶收到機器部件后，另一團隊會在更長時間內仔細組裝，再進行最終規格檢查，如果一切正常，機器就交付給客戶。
在我參觀期間，ASML正在組裝一些高數值孔徑（High-NA）EUV機器。因此，我首先看到了這些模塊。容易辨認的模塊有激光器、光源、照明光學、掩模臺、投影光學和晶圓臺。
簡單來說，激光器在光源中產生EUV光，光在照明模塊中均勻分布，接著反射到掩模/掩板上，獲得芯片設計信息。然后光在投影模塊中被縮小，最終照射到晶圓上。
“野獸”
我非常榮幸地見到了“野獸”——一臺完全組裝的高數值孔徑EUV機器（High-NA EUV），型號為EXE:5000。“野獸”在ASML工廠內有自己的房間，大約兩層樓高，是一個由電線、管道、管子、閃爍的燈光和金屬框架組成的龐然大物。我見到它時第一句話就是：“這東西太瘋狂了！”
這還不是全部。驅動激光器，一臺德國公司Trumpf生產的大型二氧化碳激光器，放在附近的房間里。這些和其他次級設備占據了整整兩層樓。
金屬特別引人注目——閃亮的不銹鋼，看起來像是剛從數控銑床中取出來的。無論你在哪里看這東西，都能看到明亮的鋼材和粗糙、鋒利的邊緣。
在“野獸”的房間里，你會聽到泵一直在嗡嗡作響——像吸塵器一樣。我被告知你會習慣這種聲音。
“野獸”大到有自己的梯子和平臺，可以爬到頂部俯瞰各個模塊，比如光源。
舊的低數值孔徑EUV機器將光源放在機器底部——可以稱之為“腹部”。“野獸”將光源升高到“脊柱”末端，這樣可以減少一面鏡子，因為每面鏡子會減少30%的EUV光功率。我預計這個創新最終也會應用到低數值孔徑EUV機器上。
機器從低數值孔徑重新設計。現在知道EUV光收集鏡需要定期更換，設計師們重新調整了結構，使更換鏡子更容易。
晶圓臺與舊機器相同。但由于掩模場尺寸減半，掩模臺被設計成移動速度加倍，以彌補生產力的下降。它移動得如此快，你難以置信它同時還能做到納米級的精確。
機器的整個頂部可以升起并重新放置在自己身上。我喜歡這個小設計。這是通過潔凈室內的定制自動引導起重機完成的。是的，它需要一個起重機。
我不確定我參觀時“野獸”是否在運行。但比利時研究機構IMEC和ASML正合作開發高數值孔徑EUV生態系統，其中包括為潛在客戶提供試驗晶圓的試點生產線。
此外，我確實認為臺積電最終會購買這些機器。大多數分析師與我一致，甚至最初持懷疑態度的分析師也同意。臺積電喜歡這項技術，只是不喜歡價格。
如果僅此而已，我相信他們會彌合差距，把“野獸”帶到臺積電的晶圓廠。
超高數值孔徑
我們接下來會去哪？
EUV之后沒有更短的光波長了。你已經到了X射線，現在這種東西很難用鏡頭投影和操控。光學是ASML的一切，他們似乎不相信電子束直寫。
所以，接下來是超高數值孔徑EUV。但這是否意味著機器會變得更大？幾年后，我會站在更大的“野獸”面前嗎？
ASML的人知道這不可行，他們正在討論如何防止機器再次膨脹。我們拭目以待他們能想出什么絕妙的技巧。
ASML花了10年時間研發高數值孔徑EUV。如果ASML現在決定研發超高數值孔徑EUV，并且需要類似的發展周期，那么公司——以及整個行業——對其光刻技術的未來至少要到2040年才會有某種模糊的清晰度。
結論
目前ASML知道高數值孔徑EUV現在并不完全奏效，有許多問題。網絡上有不少懷疑聲音。然而，公司以前也面臨過類似的懷疑。TWINSCAN、193納米浸沒和EUV起初都不起作用。第一臺EUV機器需要23小時才能圖案化一片晶圓。今天最好的EUV機器每小時可以處理180片晶圓。
關鍵是要開始并與晶圓廠和整個半導體生態系統緊密合作，最終實現目標。如果有實現目標的路徑，那就足夠了。
對我來說，這正是我們都需要在生活中擁有的那種技術樂觀主義。
