文/正又直說事
編輯/正又直說事
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前言
半導體霸主ASML光刻機的壟斷或將結束！
2019年，美國開始了對我國半導體的封鎖，尤其是在華為5G問世後，封鎖強度一再加強。
面對美國的強力封鎖，華為在經歷了至暗時刻後，終於在今年打破封鎖，製造了屬於我國的晶元！
而作為美國擁護者，掌握了全球最先進技術的荷蘭公司ASML卻開始自亂陣腳。
尤其是在日本推出不弱於ASML的晶元製造技術後，它「半導體一哥」的地位岌岌可危！
一、「窮小子」ASML到半導體霸主
阿斯麥爾(ASML)的名字可能很多人並不熟悉，但它卻在智能手機、電腦等各種電子產品所使用的晶元製造中扮演著無可替代的角色。
ASML是全球最大的光刻機供應商，這種機器用於給矽片「印刷」電路圖案，是半導體製造的關鍵設備。
ASML的起源要追溯到1984年，當時飛利浦和ASMI兩家公司聯手成立了ASML公司，主要從事光刻機的研發和生產。
但初期的ASML並不被看好，經常因為研發經費不足的問題抓耳撓腮，再加上合資公司飛利浦的時常打壓，一度讓他們舉步維艱。
你敢相信，ASML最初是在飛利浦施捨下，在一個不遮風擋雨的棚子中辦公，為了保證電子設備的正常，ASML的創始人對棚子做了一個簡單的裝修就開始辦公。
直到90年代，ASML抓住行業對更高解析度光刻機的需求，大力投入浸入式技術的研發，一舉改變了它們的窘況。
浸入式技術將光刻機的曝光環境從空氣改為液體，可大大提高折射率，縮短曝光波長。
行業老大尼康仍然堅持舊有技術路線，而ASML的這一突破性創新讓其快速崛起，短短几年時間，ASML市場份額上升至70%。尼康在浸入式光刻機上敗給了ASML，但還不至於完全屈居人下。
真正讓ASML稱霸的，是90年代末開始醞釀的極紫外線(EUV)技術。
為了進一步縮小晶元製程，業界亟需突破光刻機曝光波長的物理極限。EUV通過使用僅10納米級的極紫外線，可支持更高解析度，但技術難題重重，投入成本高昂。
ASML加入了美國主導的EUV聯盟並獲得資金支持，經過長達十幾年的研發，終於在2015年實現EUV量產。藉此技術，ASML獨佔鰲頭，市場份額達到90%以上。
如今，全球頂尖的晶元製造商如三星、台積電都不得不向ASML訂購，令人吃驚的是，僅僅一台最先進的光刻機，售價就高達1億美元，就這樣還供不應求。
EUV光刻機就像一個工業界的「黃金鑰匙」，ASML幾乎徹底掌控了這個領域。
ASML從最初的不被看好，到後來憑藉技術創新逐步成長，最後在EUV領域獨領風騷，一舉稱霸整個光刻機市場。
ASML在光刻機技術的兩大突破，無疑奠定了它在行業的絕對支配地位。
首先是90年代成功應用的浸入式技術，這一技術路線的轉變讓ASML迅速崛起，超越了老牌巨頭尼康。
其次是21世紀初研發的EUV技術，這項高難度的技術讓ASML幾乎將競爭對手殺絕，市場份額超過90%。
從根本上說，ASML能夠取得成功的最大原因，是它敢於創新和與時俱進。
無論是當年的浸入式技術，還是後來的EUV技術，它都勇於嘗試全新的路線，而不是固步自封。
二、日本的彎道超時，中國華為的崛起
2019年，美對華晶元制裁之初，我國的技術人員前往ASML工廠參觀學習。
不曾想，被被當時ASML的技術人員嘲諷，即便把EUV光刻機圖紙給中國，中國也造不出這種設備！
然而僅僅4年時間，情況發生了逆轉。
2023年，華為發布了自主研發的7nm工藝晶元麒麟9000S，實現了批量化生產。
這款晶元採用了創新的管芯結構設計，大幅降低了功耗，提升了性能。同時，華為還應用先進的封裝技術，將多個晶元堆疊在一起，增加了晶元容量。
採用這款晶元的華為Mate60 Pro性能已可媲美3nm iPhone 15 Pro。僅發布幾個月，Mate60訂單就達1500-1700萬台，預計全周期銷量可達5000萬台。
業內預計，2024年華為將推出10系列和9系列旗艦晶元，採用3D堆疊技術，性能將追上甚至超過高通和蘋果。
這表明僅通過自主創新，中國已經能製造出堪比世界的頂級晶元，由此可以看出，我國對於光刻的機的需求沒有那麼大了。
隨著我國晶元突出封鎖後，作為我國光刻機主要供應商之一的ASML就感受了威脅，然而更加雪上加霜的是，日本佳能公司2nm晶元的出現，讓他「光刻機一哥」的位置搖搖欲墜。
要知道佳能曾在美日半導體競爭中落敗，在ASML壟斷EUV技術後，佳能就再也無法使用EUV技術，但是它卻從未放棄對半導體的研發。
佳能使用的是NIL光刻技術，這是一種「壓印」工藝，相較傳統工藝根據優勢，又比EUV技術更環保。
經過近20年的潛心研發，佳能在10月份發布了一款NIL技術的光刻機。
它不但採用的是最新的紫外固化技術，而且可以刻畫線寬14nm的圖片，經過後期改良後，是可以實現製作2nm的晶元製作。
最重要的是，佳能表示預計將在2025年實現對2nm晶元的批量生產。
而已經有多個廠家也和它達成了合作，比如鎧俠計劃2025年用NIL 5nm工藝量產3D NAND晶元，這將大幅提升存儲晶元的容量。SK海力士也引入了佳能設備用於先進存儲晶元製造。
業內分析，NIL光刻具有功耗更低、成本更優、污染更小的特點，在存儲和按需定製晶元製造方面優勢明顯。
如果佳能成功實現2nm工藝，將對ASML在光刻機市場的主導地位形成強大衝擊。
三、ASML一哥地位受影響
多年來，荷蘭公司ASML憑藉其在光刻機領域的技術優勢，穩居全球半導體設備製造商的頭把交椅。
其生產的極紫外線(EUV)光刻機被公認為目前世界上最先進的晶元製造設備。眾多知名晶元企業如台積電、三星等都依賴ASML的EUV設備進行最先進工藝晶元的製造。
然而，來自日本佳能的納米壓印光刻技術(Nanoimprint Lithography， NIL)的崛起，可能重塑整個半導體製造業的技術格局。
佳能在今年推出了採用NIL技術的FPA-1200NZ2C設備，宣稱該設備能夠實現5nm的晶元，並且可以達到14nm的線寬。
更令人驚嘆的是，佳能表示他們正在優化NIL設備的掩模工藝，預計在不久的將來就能實現2nm工藝的晶元製造，這代表佳能已經突破ASML的技術封鎖。
此外，佳能NIL技術已經獲得了業內重量級企業的高度認可。
日本企業鎧俠宣布已經使用佳能NIL設備成功製造了15nm工藝的NAND晶元，並計劃在2025年左右利用5nm NIL工藝實現NAND晶元的量產。
韓國企業SK海力士也宣布，將在2025年前後使用佳能NIL設備實現3D NAND晶元的量產。這無疑將對ASML形成巨大的技術壓力。
在中國，多家企業也已加入NIL技術的研發和規模化應用行列。
光刻機龍頭企業蘇達維格就明確表示，公司已高度關注NIL技術在晶元製造領域替代傳統光刻的應用前景，並正在積極布局該項技術。
NIL技術的崛起將有望打破ASML在光刻機領域的長期壟斷，使中國晶元製造業更進一步。
結語
中國企業華為通過自主創新，在關鍵時刻實現了晶元技術的重大突破，與此同時，日本佳能也蓄勢多年，在存儲晶元製造領域搶佔先機，推出顛覆性的NIL光刻技術。
這兩大力量都對荷蘭ASML的光刻機壟斷地位形成了強力衝擊。
未來的半導體競爭格局，隨著中國企業的崛起和日本佳能技術的進步，或將迎來深刻變革。
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