鉆石光刻機(jī)，誰(shuí)有資格制造2nm芯片？

自新冠疫情開(kāi)始之后，全球就陷入缺芯的窘境，包括手機(jī)、平板、汽車(chē)、電子手表，市場(chǎng)需求一直非常強(qiáng)勁，但就是缺“芯”眼兒。如今的芯片就跟鉆石一樣，是電子產(chǎn)業(yè)鏈的硬通貨，總之，存錢(qián)不如屯點(diǎn)兒芯片?；谶@些背景，臺(tái)積電、三星、英特爾等具備芯片制造能力的大廠，賺得盆滿(mǎn)缽滿(mǎn)，訂單已然安排到2025年。這些企業(yè)的公眾形象，也好像掛著一輪巨大的彩虹光圈，光芒萬(wàn)丈。但熟悉芯片產(chǎn)業(yè)鏈的人都知道，當(dāng)臺(tái)積電、三星面對(duì)自己的供應(yīng)商時(shí)，也常常只能一臉諂媚地“求出貨”，包括一些99.9999%純度硅片、薄膜絕緣材料和EDA軟件，這些都是比鉆石還難搞到的東西。這也是為什么日韓貿(mào)易剛剛開(kāi)戰(zhàn)，三星的芯片生產(chǎn)線就立即癱瘓，畢竟，日本是真“有料”。

除了材料之外，更重要的芯片生產(chǎn)要素應(yīng)該是“光刻機(jī)”，事實(shí)上，每一次芯片制程升級(jí)，從14nm到7nm，再到5nm、3nm都勢(shì)必伴隨著光刻機(jī)的升級(jí)。如今各大廠商紛紛布局2nm芯片制程，同樣需要超新款的EUV光刻機(jī)。毫無(wú)疑問(wèn)，這是個(gè)稀罕貨，依舊需要臺(tái)積電、三星、英特爾們拉下身段哄搶。

EUV光刻機(jī)，大概是物以稀為貴

在5nm芯片生產(chǎn)線上，EUV光刻機(jī)是非常重要的生產(chǎn)設(shè)備，也是整個(gè)制造過(guò)程的脊梁。目前，EUV光刻機(jī)制造商僅有一家，就是荷蘭的ASML. 本來(lái)如此底層的供應(yīng)商，總是不屑于曝光在大眾視野中的，畢竟，ASML的運(yùn)營(yíng)邏輯早就超越了常規(guī)的企業(yè)經(jīng)營(yíng)范疇，就好像原子內(nèi)部的夸克運(yùn)動(dòng)不會(huì)遵循經(jīng)典的牛頓力學(xué)一樣。按照正常商業(yè)邏輯，利潤(rùn)率達(dá)到35%的生意就屬于暴利，即便是在中國(guó)房地產(chǎn)非常瘋狂的幾年，利潤(rùn)率也僅此而已。況且，還有很多企業(yè)根本無(wú)法消化30%以上的利潤(rùn)，而一些低端的制造業(yè)，利潤(rùn)率更是低得可憐，比如iPhone組裝的代工利潤(rùn)僅有2%，大家只能賺到辛苦錢(qián)。

相比之下，ASML的利率潤(rùn)就很是超綱。去年，他們?nèi)隊(duì)I收達(dá)到186億歐元，EUV光刻機(jī)凈利潤(rùn)59億歐元，毛利率高達(dá)52.7%。而且隨著AMSL走向臺(tái)前，各路資本紛紛涌入，試圖要再推高光刻機(jī)售價(jià)，利潤(rùn)率水漲船高。

魯迅說(shuō)：大概是物以稀為貴吧。電子產(chǎn)業(yè)鏈就是這樣，利潤(rùn)率比較低的訂單，到處都是競(jìng)爭(zhēng)者，商務(wù)人士、談判策略、有關(guān)部門(mén)還經(jīng)常過(guò)來(lái)找茬，事實(shí)上，他們搞的就是“賺辛苦錢(qián)的企業(yè)”。面對(duì)AMSL，大家卻束手無(wú)策，52.7%的利潤(rùn)率已然夸張，但依舊有上漲的趨勢(shì)，這都來(lái)自于其獨(dú)門(mén)技術(shù)。據(jù)說(shuō)一臺(tái)EUV光刻機(jī)有100000+個(gè)零件，軟排線總長(zhǎng)兩公里，運(yùn)輸需要40個(gè)貨運(yùn)集裝箱，總價(jià)值1.4億美元。單就這一缸子的硬件，就已經(jīng)令人眼花繚亂，制作難度不亞于宇宙飛船。此外，任何一臺(tái)EUV光刻機(jī)都要配備2000人的調(diào)試團(tuán)隊(duì)，而從粗調(diào)到精調(diào)，再到完成光刻，大概需要3年的時(shí)間，比起生一個(gè)孩子還要費(fèi)勁3.6倍。正因如此，AMLS產(chǎn)能相當(dāng)有限，全年僅有40臺(tái)。但正是這40臺(tái)光刻機(jī)，支撐起全球龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。平心而論，AMLS現(xiàn)在是出于人道主義，沒(méi)有把利潤(rùn)率提高到200%，但光刻機(jī)的稀有程度，有資格要這個(gè)價(jià)錢(qián)。

高NA光刻機(jī)，2nm時(shí)代的金剛鉆

全球陷入缺芯的窘境，ASML不得不考慮提高產(chǎn)能，目標(biāo)是把EUV光刻機(jī)的產(chǎn)能提高到60臺(tái)，而更大的布局在于: 新款光刻機(jī)，也就是高NA光刻機(jī)，有望揭開(kāi)2nm芯片時(shí)代的序幕。要知道，5nm芯片制程覆蓋率尚小，現(xiàn)在2nm制程規(guī)劃就已經(jīng)被提出，可見(jiàn)升級(jí)芯片制程是一件非常漫長(zhǎng)的事情。相比于EUV光刻機(jī)，高NA光刻機(jī)具有更高的分辨率，芯片密度可以借此提高2.9倍，更關(guān)鍵的是，新設(shè)備可以減少芯片制程的工站數(shù)量。要知道，一般的芯片生產(chǎn)步驟基本上是1000起步，如果想要保持90%的良率，需要單工站的光刻良率達(dá)到99.999%，這對(duì)于制造人員來(lái)說(shuō)，是一種精神上的折磨。

目前，高NA光刻機(jī)樣機(jī)仍在開(kāi)發(fā)中，預(yù)計(jì)2023年完成試產(chǎn)報(bào)告，標(biāo)準(zhǔn)流程可供上游客戶(hù)學(xué)習(xí)適應(yīng)，并基于相關(guān)特性來(lái)調(diào)整自家布局。而對(duì)于臺(tái)積電、三星等芯片巨頭來(lái)說(shuō)，如何搶到高NA光刻機(jī)已成為頭等大事。

現(xiàn)在，芯片制造已經(jīng)被寡頭把持，包括臺(tái)積電、三星、英特爾、SK海力士、美光等等，都是有頭有臉、不差錢(qián)的主兒。毫無(wú)疑問(wèn)，高NA、高分辨率、更復(fù)雜的線路意味著更高的售價(jià)，專(zhuān)家預(yù)測(cè)高NA光刻機(jī)單臺(tái)報(bào)價(jià)應(yīng)該在3億美元左右，是現(xiàn)有EUV設(shè)備的兩倍之多。為了能搶占先機(jī)，臺(tái)積電宣布其新一年的資本支出將達(dá)到400億美元，目標(biāo)拿下一半數(shù)量的新款光刻機(jī)，正如他們現(xiàn)在霸占著全球50%的EUV光刻機(jī)；而三星也不甘示弱，推出3年投資2000億美元計(jì)劃，他們的目標(biāo)更加具體：希望能先得到一臺(tái)樣品，以調(diào)整自己2nm制程的工藝設(shè)計(jì)。至于說(shuō)，英特爾、SK海力士和美光等等，自然也要舍得一身剮。

但是想要購(gòu)買(mǎi)高NA光刻機(jī)這種金剛鉆般的設(shè)備，有錢(qián)只是基礎(chǔ)前提，更要看公司的發(fā)展前景。臺(tái)積電、三星沉浸在蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)鏈中，春風(fēng)得意，他們甚至擁有一些AMSL的股份，英特爾則因無(wú)法滿(mǎn)足蘋(píng)果的要求，而遭到庫(kù)克放棄，自己也因財(cái)務(wù)問(wèn)題而收緊投資。此外，AMSL雖然是荷蘭企業(yè)，但有很大股份都掌握在美國(guó)手中?？梢?jiàn)，搶到光刻機(jī)真是一件特復(fù)雜的事情。（科技新發(fā)現(xiàn) 康斯坦丁/文）

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