我们都知道，芯片制造离不开光刻机，高端芯片制造离不开EUV（极紫外）光刻机。

近日，光刻机巨头ASML在接受采访时表示，公司正在有序推进新的技术道路“High-NA EUV 技术”，明年将正式向客户托付产品，但ASML并没有透露客户的名字。

ASML是如何成为光刻机巨头的？

ASML是全球最大的光刻机制造商，总部位于荷兰埃因霍温，主要向全球芯片制造企业提供抢先的综合性关键设备。

2021年，全球光刻机市场份额为1076亿，ASML一家就抵达了854亿，占比79%。中端市场（DUV光刻机）出货103台，占领93.6%的市场份额，高端的EUV光刻机直接垄断（100%）。

换句话说，你运用的手机、电脑、蓝牙耳机、汽车等设备的芯片，基本都运用了ASML的光刻机，没有ASML就造不出高端芯片。

ASML今天风光无限，但你能想象这家公司一路走来有多么艰难吗？

成立之初就一定了它的艰难之路

1984年，德尔·普拉多与飞利浦公司开端谈判，决议收购它的光刻机子公司。

当时，这家子公司年收入3700万美圆，但研发费用抵达了5000多万美圆，更要命的是它的技术在光刻机范畴简直不值一提。

谈判开端，飞利浦忽然认识到光刻机团队的价值，请求竭尽全力保住这个团队。而德尔·普拉多的战略中，恰恰短少光刻机，因而也执意要收购这个团队。

谈判一度堕入了胶着，面对财大气粗的飞利浦，最终德尔·普拉多退让了。飞利浦拿到了ASML一半的股权，而ASML取得了访问飞利浦实验室的权限。

原本是皆大欢欣的事，但是飞利浦请求新成立的ASML支付20台步进光刻机零件和资料费用，招致ASML堕入了财务危机，致使于“这家新公司买杯咖啡都会破产”。

行业危机却意外让ASML活了下来

ASML刚成立，就遇到了行业危机，市场连续3年衰退，但ASML却奇迹般的活了下来。

行业危机致使镜头厂商蔡司降低了产能，光刻机巨头GCA、尼康等也堕入了衰退。ASML同样也很惨。

ASML当时岂但走错了技术道路，而且装配车间基本满足不了大的订单，公司士气低落，毫无斗志。

为了挽救ASML，德尔·普拉多吃住都在公司，他的顽强、无畏、睿智令人信服。

几年过后，ASML从一个士气低落、被丢弃的团队，逐步变成一个自给自足的开发团队，物流和大范围消费系统也趋于成熟，销售和营销也已成为一股重要力气。

错失IBM大单

1990年，ASML的财务状况变得十分糟糕，它急需一个订单缓解这种糟糕的状况。于是ASML付出了大量的人力、物力、财力取得了与IBM签约的机遇。

合理ASML畅想着与IBM如何协作时，意外发作了。

海湾战争爆发了，出于保险思索很多跨国公司遏止高管乘坐飞机，这其中就有IBM。

一场与之无关的战争，却差点让这个明日之星直接破产，这去哪里说理去啊。

胜利押宝浸润式光刻机

上世纪90年代，光刻机市场的老大是日本尼康，巅峰时期的尼康市场份额抵达了50%，佳能、ASML等都是小弟。

1999年的尼康共出卖了6000台光刻机，包含分辨率436nm、365nm、250nm、193nm四个型号。市场份额抵达了50%。

随后，尼康开端进军157nm工艺，但是尼康先后破费了几十亿美圆，大量的人力、物力依然没有结果。此时，呈现了一个人名叫“林本坚”。

林本坚当时就职于台积电，他一语就道破了其中的关键，他说：“不就是把光变细吗？经过水折射一下不就细了吗？为什么一定要在空气里传播？”

为了压服尼康、佳能等大厂，他写了多篇论文，表示采用水折射的措施能够得到132nm的光线，比157nm更具优势，而且成本更低、难度低、节约资金。后续继续打磨，低于100nm也是能够做到的。

但是，尼康过于自豪，不愿意招认自己破费了大量的财力、人力、物力没有做到的事情，往常只需一滴水就能够完成，这不是打脸吗？于是，尼康、佳能都拒绝了这个计划。

尼康以至还做了最大的错事，“请求台积电雪藏林本坚”，直接招致林本坚跑去荷兰去见ASML高管。

ASML高管听完讲演后，觉得可行，于是决议试一试。万一胜利了，就不用受尼康的压制了，业绩也会大幅上升。

就这样ASML成为了第一个吃螃蟹的人，它和台积电合力完成了浸润式光刻机。

2003年，ASML推出了首台浸润式光刻机，第二年又推出了改进版，波长为132nm。而尼康不只慢了一年，而且波长为157nm。

随后，依托浸润式的技术优势，ASML一举拿下了65nm、45nm、32nm工艺制程，将摩尔定律向前推进了三代，ASML也超越了尼康成为了最先进的光刻机制造公司。

芯片制造的终极武器“EUV光刻机”

台积电、三星、英特尔互为竞争对手，但它们却做了同一件事，那就是投资ASML。

其中台积电投资8.38亿欧元，三星投资5.03亿欧元、英特尔投资41亿欧元。这些资金主要用于EUV光刻机的研发。

ASML称：EUV光刻机是持续摩尔定律的关键，假如造不出EUV光刻机，芯片迭代就此终结。

EUV光刻机制造有多难？有人说比造原子弹还要难，还有人形容是应战人类的极限。

EUV光刻机的难点主要是光源、镜片。

光源采用13.5nm的极紫外光，这种光取得极为不易，破坏性极高，却又极易容易被干扰。需求功率30KW，频率5万/次的激光束轰击下落的锡珠才干取得。

镜片由德国蔡司打造，请求平整度抵达皮米级别。什么意义呢？相当于手电照到月球光斑不超越一枚硬币大小，或者从北京到上海的铁轨起伏不超越1毫米。

最终，在台积电、三星、英特尔的助力下，ASML胜利的研发出了EUV光刻机，将芯片制程推进到了7nm、5nm、以至3nm。

此时，尼康、佳能再无力追逐ASML，高端光刻机范畴被ASML牢牢把控，ASML也成为了光刻机的代名词。

High-NA EUV光刻机

ASML最新计划就是打造High-NA EUV光刻机，也就是目前的EUV光刻机的升级版。

NA (NumericalAperture)是数值孔径，是光学镜片的主要技术参数，是判别透镜和聚光镜性能上下的重要标记。

计算公式为：NA = n * sin α

n：透镜与被检物体之间介质的折射率；α：透镜与被检物体孔径角的半数。

在光刻机中，NA的数值直接决议了设备的分辨率，分辨率越高，雕琢的电路图越精密。工艺制程也能够更先进。

因而，取得更高的NA值成为了光刻机范畴的必争之地。那么如何才干取得更高的NA值呢？

增大折射率

当透镜与被检物体孔径角（2α）固定时，增大介质的折射率n，就能够增大NA值。

当年林本坚提出用水改动光的折射率，进而制造出更先进的浸润式光刻机，道理就是如此。

不同的液体折射率也不相同，例如：水的折射率为1.33，玻璃的折射率为1.5，溴萘的折射率为1.66，因而参与不同的液体，NA值也会随着变更，n为溴苯时，NA值超越了1.4。

增大镜片的直径

经过公式，我们能够知道：增大孔径角2α，也能够增大NA数值。

孔径角是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所构成的角度。

孔径角越大,进入物镜的光通量就越大,它与物镜的有效直径成正比,与焦点的距离成反比。

因而增大物镜的直径也能够增大NA数值的，但镜片的直径越大，误差也就越大，打磨镜片的难度也越大。

据悉，EUV光刻机的NA数值为0.33，而High-NA EUV 光刻机的NA数值将抵达0.55，这样的进步足以让芯片制程突破3nm，抵达2nm、以至1nm。

因而，蔡司能否打磨出合格的镜片，就成为了High-NA EUV 光刻机研发胜利的关键。

High-NA 镜片的尺寸是之前的两倍，需求在20皮米范围内坚持平整。这需求在一个大到“能够容纳半个公司”的真空容器中中止考证，该容器位于蔡司公司。

没想到芯片展开到今天，想要继续更新迭代，居然要靠一家镜片公司。

ASML为何急于升级迭代EUV光刻机

据悉，EUV下一代设备为High-NA EUV，之后是Hyper-NA。数值孔径也由0.33到0.55再到0.75。

这对供给链是极大的考验，或许在技术上有可能，但在经济上毫无意义。由于届时成本需求转嫁到消费者身上，消费者基本无力承担。

试想一下，iPhone手机起售价抵达1万，以至2万块，又有多少人会置办呢？而产品卖不进来，就会倒逼手机厂商砍单，招致制造企业降低产量，最终影响到ASML。

ASML却执意耗巨资搞研发，这极有可能是感到了危机，这个危机也极有可能来自中国。

据悉，自从华为在芯片范畴遭受“特殊待遇”后，国内就加快了光刻机的研发速度。

上海微电子曾经量产90nm光刻机，90nm光刻机在经过三次曝光后，能够制造28nm芯片。但距离最先进的3nm还差4代。

假如能够再进一步研发出45nm光刻机，三次曝光后就能够制造7nm芯片，就能满足国内智能手机、笔记本、智能穿戴的需求，因而国内多个机构加快了零部件的研发速度。

例如：

清华大学朱煜教授带领的团队胜利研发出了双工作台光刻机，中国曾经成为全球第二个控制双工作台的国度；

中科院也加大了研发力度，旗下光电所研制出“超分辨光刻配备”，采用365nm波长的紫外光单次曝光就完成了22nm的分辨率，多次曝光后能够抵达7nm；

武汉光电所采用激光衍射，胜利刻出了9nm线宽的线段，完成了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的严重创新；

合肥芯硕半导体、无锡影速，也完成了200nm光刻机的量产，并且积极规划下一代制程；

中微公司带头破冰5nm刻蚀机，在全球刻蚀机产业中，中微公司的实力已位居一线，以至将5nm刻蚀机打入了台积电的供给链。

国产光刻机在不时地突破，取得严重突破或许指日可待。

之前，芯片制造对我们来说简直是天方夜谭，往常中芯国际曾经突破了14nm，而成熟的28nm工艺更是自主全产业链。

再看光刻机，ASML、台积电等都把它称之为工业皇冠上的明珠，科技的珠穆朗玛峰。以至直言：把图纸给中国，也造不出先进的光刻机。

先进光刻机触及数学、光学、流膂力学、高分子物理与化学、名义物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像辨认等众多学科。

零部件就超越10万个，线缆长达十几公里，其中不乏镜片、光源、光束矫正器、能量控制器、掩膜台等精密组件。

单单听起来就让人头皮发麻，但是认真想想，上海微电子注册资本1.7亿，加上后续资金投入，加起来也就20个亿，研发人员不外300人，就能取得如此成果。

假如我们加大研发，增加研发人员数量，那么EUV光刻机突破之日也不远了。

而ASML正是嗅到了危机，才加快High-NA EUV的研发，试图再度与我国拉开差距。

写到最后

阅历了几十年，无数次处于破产的边沿，最终成为该范畴的老大，这足以证明ASML有着极端灵活的嗅觉。

此次ASML迫不迭待的打造High-NA EUV，或许是国产光刻机突围的征兆。

国产突破绝非一朝一夕，但需求锲而不舍，或许突破就在明日。

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