作 者：刘溪
1971年，首枚英特尔微处理器：2300个晶体管。
今天，指甲盖大小的芯片：500亿个晶体管。
这2170万倍的跨越，靠的是EUV光刻机——人类已知最精密的仪器，售价5亿美元一台，全球能造的只有荷兰的阿斯麦（ASML）。
正是它牢牢卡着全球芯片制造的脖子，每一台机器交付，都牵动着全球半导体产业的神经。
2024年，当“阿斯麦考虑迁出荷兰”的消息传出，荷兰首相直接急疯了。
虽然1984年才成立，但阿斯麦可不是普通公司。如果它停产，全球芯片业几个月内就会停摆。从智能手机到超级计算机，从医疗设备到军事系统，现代文明的数字基石都将崩塌。
EUV光刻机的制造难度超越原子弹。纳米级精度——相当于从地球发射激光，需要精准击中月球上的高尔夫球。
2024年，阿斯麦营收282.63亿欧元，毛利率51.3%，市值4330亿美元，成为欧洲之最。
从飞利浦垃圾桶旁漏雨的临建房，到垄断高端光刻机市场。
一个晚入局的“小玩家”，为什么能成为行业霸主？
一个“组装”公司，为何让全球无法复制？
“穷”如何成就阿斯麦？它又如何玩转“向上管理”？
垃圾桶旁创业者的逆袭
20世纪80年代，硅谷笼罩在寒流之中。
当英特尔宣布退出内存市场、裁撤2000余名工程师时，曾风光无两的美国半导体行业，蔓延着深深的无力感。
大西洋彼岸，日本却在国家意志下强势崛起。
1976年，通产省启动“超大规模集成电路计划”，东芝、日立、富士通、NEC、三菱组团作战，共享专利、分摊风险、协同攻关。这种美国同行难以想象的集体作战模式，让美日间逐渐拉开差距。
4年时间里，日本政府直接拨款290亿日元，收获1210项专利，64K DRAM良率从20%飙到80%，价格却砍到美国的1/3。加之更稳定的性能、更高效的售后，日本半导体产品如潮水般涌进硅谷。
美国昔日巨头铂金埃尔默节节败退，直至退出半导体。GCA的客户——IBM、AMD、TI、英特尔——也纷纷转向尼康。
行业似乎已决出胜负。
没人想到，暗淡的前路，却给了阿斯麦这家小公司“螳臂当车”的机会。
“穷、困”，阿斯麦的CEO彼得·温宁克如此评价公司的起点。
1984年，在荷兰埃因霍温，飞利浦大厦外一个紧邻巨大垃圾桶的漏雨工棚里，31名工程师聚在一起。他们属于一家刚刚成立、名为阿斯麦的合资公司，手里只有一项被飞利浦几乎放弃的技术——自动化步进式光刻机。
那时，飞利浦与索尼的CD碟片销量突破1300万张，同比翻番。相形之下，光刻机项目渺小而边缘，加之尼康的市场碾压，突围只能是妄想。这才给了阿斯麦入局的机会。
没有给场地，没有资金拨付，在飞利浦大厦外，阿斯麦的员工们开始在夹缝中寻找微光。虽然顶着飞利浦Nat lab的光环，但阿斯麦早期的产品根本无人问津。
直到1985年，《广场协议》签署后日元大幅升值，间接削弱了日本半导体出口的价格竞争力。1986年，《美日半导体协议》针对性打压日本核心产业，除100%惩罚性关税外，还强制日本开放市场、限制出口定价，剥夺日本企业定价权。地缘政治为阿斯麦撬开了一丝缝隙。
1987年，飞利浦与中国台湾工研院合资成立了台积电——它后来成了阿斯麦的关键盟友。然而，阿斯麦持续的巨额投入与微薄的回报，让飞利浦决定停掉这个项目。阿斯麦管理团队以近乎悲壮的决心，说服了飞利浦继续提供资金支持。
1990年，这场豪赌终于迎来第一个回报——PAS 5500系列光刻机横空出世。凭借突破性的精度与生产效率，阿斯麦终于叩开了IBM、台积电等顶级晶圆厂的大门。5年后，彼时全球最大内存制造商三星引入首台PAS 5500，用0.25微米工艺生产16Mb内存颗粒。
阿斯麦终于跻身产业核心供应链。
1995，阿斯麦在纳斯达克和阿姆斯特丹交易所上市，带来充裕的资金。它逐步收购了飞利浦持有的全部股份，成为一家独立的公司。
芯片行业沿着摩尔定律的轨迹狂奔——工艺从130纳米迈向90纳米，晶圆从8英寸升级到12英寸，光源从248纳米演进到193纳米。整个半导体世界却未曾料到，全球巨头会被193纳米这道波长门槛，卡住近20年。
1997年，阿斯麦通过股权转让方式，与光学巨人卡尔·蔡司结盟，让它绑定了最精密、供不应求的“成像之眼”。
十几年苦战，阿斯麦从尼康手中夺取的市场份额仍不足10%，英特尔等巨头依然惯性地选择尼康。但2000年，阿斯麦亮出双工作台技术，将生产效率提升35%，同年收购美国光刻机巨头——硅谷集团，补全157纳米技术拼图，阿斯麦在高端市场撕开了一条口子。
2002年，当全球半导体行业在157纳米“干式微影”的绝壁前撞得头破血流时，台积电研发副总裁林本坚提出了一个看似“倒退”的方案：退回成熟的193纳米，只需要将介质从空气换为水，波长即可缩短至132纳米。
这个思路，等于宣判了已投入几十亿美元的干式技术路线死刑。因为采用曲面镜的尼康，如果想要改为浸没式系统，非常难。产业巨头集体反对，甚至有人传话台积电，要求林本坚“别再搅局”。
但是，当林本坚带着这份“人人喊打”的方案叩响阿斯麦的门时，没有历史包袱、采用平镜的阿斯麦，果断下注。
阿斯麦清楚，一旦成功，它将同时赢得台积电与英特尔——这两大坚持摩尔定律（每两年更新一代产品）的龙头客户。在这个小众的市场，拿下龙头之后，阿斯麦就拿到了扳倒尼康的钥匙。
一场离经叛道的合作就此展开。
2003年，全球首台浸润式光刻机在阿斯麦诞生。虽然尼康的157nm产品也问世了，但阿斯麦的改良产品精度更高、技术成熟、价格还低。
2006年，当英特尔向阿斯麦提交大订单之后，行业开始纷纷倒戈。尼康自然溃不成军。
2009年，阿斯麦的营业额达22.25亿美元，占据70%市场份额，成功登上光刻机领域的霸主之位，阿斯麦的崛起也将台积电带到了今天的高度。
等待尼康的还有更彻底地一败涂地。在浸润式技术为阿斯麦奠定市场优势之际，一场更为深刻的技术革命已在大洋彼岸悄然布局——那就是通往极紫外光的战争。
EUV光刻机：一场集体豪赌
如果没有EUV光刻机，我们可能至今仍被困在7nm的瓶颈里。5G、人工智能、自动驾驶都无从谈起。
造芯片就是在硅片上刻画电路，线路越细性能越强。传统光刻做7nm，就像用油漆刷画头发丝，根本不可能。
“没有人真的想用极紫外光，它比原计划晚了20年，超出预算10倍。但如果你想制造非常致密的结构，它是你唯一的工具。”芯片分析师大卫·坎特说。
1997年，就在阿斯麦仍在努力撬开尼康市场围墙时，英特尔与美国能源部已联合三大国家实验室及AMD等多家半导体巨头，投入超过数十亿美元成立了EUV LLC前沿技术联盟，开始从理论上验证极紫外光刻的可行性。
当英特尔希望邀请光刻市场的两位领军者——阿斯麦与尼康共同加入时，却遭到美国政府的强硬干预。在阿斯麦作出严格的技术转让与供应链承诺后，被准许以“次要伙伴”的身份参与。尼康则被美国一脚踢出了门外。
6年间，EUV LLC联盟发表数百篇论文，验证了EUV光刻的可行性，随后解散。阿斯麦则投入上百亿美金的费用，扛起了产业化的落地。
第一道鬼门关：造光。
EUV的征程，挑战的是物理极限。波长仅13.5纳米的光，地球上根本不存在。
阿斯麦的解决方案是：激光以每秒50000次的频率精准轰击，将直径27微米的锡滴喷进真空室。第一束预脉冲激光把锡滴拍成薄如蝉翼的锡膜，3微秒后——眨眼的万分之一时间——第二束25千瓦的主激光“轰”上去，瞬间把锡膜加热到22万摄氏度——比太阳表面还热4倍。
极高温下，锡原子结构直接被撕成等离子体，释放出特定波长的光子，其中就有我们梦寐以求的13.5纳米EUV光。
整套流程输入功率10000瓦，最后有效光线才1微瓦，转换效率低至0.02%，能量转换率低到令人发指。
第二道鬼门关：导光。
EUV光的脆弱远超想象：空气中的任何分子都能将其瞬间吸收。因此，必须建立比外太空更极致的真空环境，确保没有一丝气体吸收掉珍贵的光。
EUV光能在刹那间将普通玻璃气化，同时还要确保传输中最少损失。
唯一的选择，是德国蔡司耗时数十年研发的多层膜布拉格反射镜。镜面由40层硅钼纳米膜交替堆叠，每层仅3-4纳米。利用布拉格衍射，通过精密计算的层厚，让每一界面反射的微弱光波产生建设性干涉，将所有反射光精准叠加，将反射率推至70%的物理极限。
这面镜子的精度能让人惊掉下巴：要是把它放大到中国国土那么大，表面的最高起伏差不超过一个指甲盖的高度。单块生产周期就长达12个月，每台EUV里都得塞3万多个蔡司的组件。因此光刻机的制造成本，近三分之一给了蔡司。供不应求的蔡司镜片，也成了阿斯麦获得垄断地位的助手。
整条光路布满十余面这样的镜子，当EUV光抵达硅片时，能量已不足出发时的2%。
第三道鬼门关：塑形。
在纳米尺度上，光需要被精确地塑形为环形、偶极形、四极形乃至类星体形等十余种模式。每一种形状都对应着芯片上特定方向的电路图案，无论是水平线、垂直线还是复杂的接触孔，都需要与之匹配的照明角度，才能在硅片上获得锐利的图像。
但这仅仅是静态的精确。
真正的挑战在于动态：数吨重的掩模台在7倍重力加速度下（相当于战斗机急转弯过载的7倍）狂飙，晶圆台必须以精准的四分之一的速度同步跟随，误差小于0.5纳米。这样才能确保将掩模上的图案，精确缩小4倍投射到硅片上。
其难度堪比让一架以7倍音速飞行的战斗机，用左翼尖平稳托起一杯红酒，同时用右翼尖在一枚旋转的硬币上雕刻出整部《莎士比亚全集》。
攻克这三大难题才完成了一层电路的图案化，而一颗先进的GPU芯片拥有近百层复杂的三维结构，这意味着晶圆要在沉积、蚀刻、注入、光刻等上千个步骤中循环往复4个月才能最终诞生。
第四道鬼门关：量产。
一个光刻机超80000个零件，整合了上百家公司的技术。这是一场全球顶尖技术的极限整合，没有任何一个国家能独自造出这台机器。
除了光源、镜片、稳定性等等问题，一台EUV光刻机运行起来能抵一个小镇的用电量，其中99.98%的能量都化为热能，单冷却系统就是个大挑战……每一处都是深厚的专利壁垒与工程鸿沟。
但凭借对产业链的垂直整合与超凡的技术工程化能力，阿斯麦最终打通了EUV的完整生产链。2010年，阿斯麦推出全球首台EUV（极紫外光刻）光刻机NXE:3100原型机，这是光刻技术的重大突破。
阿斯麦并不满足。
21世纪初，阿斯麦的光源供应依赖美国Cymer公司。Cymer觉得EUV光源投入产出比很低，研发投入比较敷衍，光源功率迟迟无法突破30W，一小时根本曝光不了几片晶圆，根本无法满足商用。
看不下去Cymer磨洋工，2013年，阿斯麦毅然以26亿美元收购了Cymer。尽管美国方面曾以国家安全为由试图阻挠，但凭借阿斯麦早年加入美国EUV LLC研发联盟的背景，以及一系列关于技术保留与供应链的承诺，收购最终成功落地。然后，阿斯麦硬把光源功率从30W艰难地提升到250W，将晶圆曝光产能提升到每小时125片。
2016年，阿斯麦推出首台可量产的EUV光刻机NXE:3400B，并于次年实现大规模商用，直接推动了智能手机芯片与AI处理器等进入7nm及更先进的制程时代。
自此，阿斯麦成为全球唯一能供应量产级EUV光刻机的厂商。
随着2021年NXE:3600D和2025年NXE3800B更先进机器的交付，阿斯麦不仅巩固了其在尖端制造领域的绝对垄断地位，更将芯片工艺推向了物理与工程的极限，让芯片制造从“纳米级”迈向“埃米级”。
在光刻机市场，阿斯麦市占率达到90%以上，在EUV光刻机市场更是达到了100%。而此时的尼康，只能在角落里苟延残喘。
“穷”小子 凭什么？
从漏雨的工棚里“穷”出来的阿斯麦，把短板活成了独特的成功之道。
一穷二白，反倒逼它放弃“全能自造”，把自己定位成“全球顶尖技术的头号整合者”。设计自己啃，用最深的技术理解与最严苛的标准将90%制造外包：蔡司镜头、Cymer光源、瑞典机床、美国控制件，全是“外脑”。
如此轻资产的模式，阿斯麦如何避免供应商“出卖”自己呢？
它“秉承着能并购的就并购，不能并购就入股的原则”开始了上下游的逐年渗透：
2007年，2.7亿美元收购计算光刻龙头Brion，掌控光刻仿真与矫正技术；
2013年，25亿美元合并光源巨头Cymer，攻克EUV光源瓶颈；
2016年，33亿欧元控制电子束检测设备商HMI，完善工艺检测能力；
2017年，10亿欧元增持蔡司半导体24.9%股权，锁定最精密的“成像之眼”；
2019年，收购荷兰电子束光刻厂家Mapper，做技术储备；
2020年，收购Berliner Glas，获得晶圆台和夹具、掩膜卡盘和镜块……
阿斯麦不但通过收购让光源巨头Cymer，研发能力激增，还在与蔡司合作出现问题的时候，对蔡司进行彻底改造，这种超强的“向上管理”能力，让阿斯麦成为产业生态和技术演进的指引者。
阿斯麦不只绑定供应链伙伴，垄断高端市场的它，还开启了“投资换优先购买权”模式。
EUV光刻机量产时，Intel、台积电和三星分别投入41亿美元、14亿美元和9.75亿美元入股。阿斯麦不但获得充裕的资金，更用股权将全球最顶尖的芯片制造商与自己绑在了同一条技术路线上，避免它们打破自己的垄断。
牢牢攥着产业上下游，阿斯麦已经从一个设备制造商，蜕变为半导体产业技术路线的核心节点，将整个行业的未来都与自己深度捆绑。
庞大的制造业规模，让中国成为阿斯麦的超大客户。
但2018年贸易战后，阿斯麦不得不在美国压力下，撕毁已收款的中国EUV光刻机订单，并随后加入对华技术禁运。此举导致华为等中国公司因芯片断供而市场受挫，苹果则趁机扩张，市值飙升至3万亿美元。
就在西方世界洋洋得意等着中国企业“饿死”的时候，2023年，搭载着7纳米芯片的华为Mate 60，直接冲破了技术封锁。
在华为突破性产品发布前后，温宁克多次表示：“孤立中国作用不大，西方不分享技术，中国人会自己去研究。”“中国有14亿人，而且聪明人很多，他们能想到我们未想到的解决方案。我们是在迫使他们提升创新能力。”“他们做事更努力、更专注、更快。而我们太自以为是了”。
美国对阿斯麦持续施压，2024年夏天，阿斯麦宣布2025年将不对中国DUV光刻机提供维护服务。要知道2024年一季度，阿斯麦来自中国大陆的营收占比高达49%，阿斯麦约25%的盈利来自已安装设备的维护、升级等售后服务，这对阿斯麦是一个不小的损失。
温宁克的推测完全正确，中国被逼上了光刻机国产化的加速之路。当年9月，中国工信部就宣布光刻机取得国产化突破。也许，终有一天，中国的企业会走向世界之巅。
从埃因霍温漏雨的工棚，到掌控全球芯片制造的咽喉，阿斯麦的成功靠的就是开放、整合，然而，当它站上世界之巅，历史却给出了一个深刻的悖论：全球化协作正被地缘政治动摇；开放创新精神也正被技术封锁的围墙所困。
虽然，我们正是被“封锁”的人，但对进步的渴望，终究会让中国人找到自己的出路。
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