阿呆和5歲兒子的對話:
阿呆:中國是不是什么都能造?
小呆呆:芯片造不出來,因為中國以前能買到造芯片的機器,以后外國人不賣給中國了。
中國最難買到,也是最難自己造出來的機器就是高端光刻機。目前,全世界只有荷蘭的ASML能夠造出最高端的EUV光刻機,單臺售價超過1億美金!
阿呆國慶在家看了一本書《光刻巨人》,給大家簡單說說光刻巨人成長史。
ASML 1984年成立,到1995年NASDAQ成功上市,歷經了11年的創業歷程,在這11年中,燒了上億美金,資金短缺,研發難度巨大,全員長期瘋狂加班,一直處于瀕臨破產的邊緣。公司1984年從飛利浦分拆出來時,團隊在飛利浦已經經歷了20年的光刻機研發,可以看出半導體設備創業的艱難。
1961年,荷蘭的國寶級科技公司飛利浦已經傳到了二代,有23萬名員工和20億美元年收入。飛利浦有自己的物理研究院Natlab,類似于今天的微軟研究院,他們只招收最頂尖的研究人才。60年代是集成電路開始快速發展的時代,光刻機也應運而生,1966年,擁有半導體業務的飛利浦讓研究院Natlab開始研發自己的光刻機。
第一步自然是從美國買了一臺開始破解,反向研究。很快,飛利浦造出了自己的光刻機,但是一直在研究院,有各種的問題,沒辦法商業化。
進入70年代,美國集成電路產業飛速發展,各種創業公司層出不窮,半導體設備公司也出現了很多,商業化的光刻機非常成功。有趣的是,即使到了80年代,人們還是認為光的精度沒有那么高,所以光刻機的歷史使命到2000年就應該結束,后面要被電子束成像技術取代。
1978年,飛利浦研究院Natlab把研發了12年的光刻機半成品轉移給了產品部門S&I,希望能夠商業化。此時,美國的GCA公司是光刻機的冠軍,收入從1978年的1200萬美元增長到1981年的1.1億美元,他們的步進光刻機很成功。
飛利浦陸續在光刻機上投入了幾千萬美元,但是還沒產生收入,壓力很大,非常希望找一家公司接收光刻機業務或者合資。悲哀的是,誰都看不上這塊業務,連美國競爭對手都沒興趣。此時,荷蘭有一家NASDAQ上市的半導體設備公司ASM,也是今天香港上市的ASM Pacific的母公司,想要進軍光刻機業務,補齊半導體設備產品線,也想跟飛利浦合作。ASM是一家小公司,入不了飛利浦的法眼,ASM老板普拉多也是費盡周折才說服了飛利浦跟自己合作。于是,1983年,飛利浦和ASM合資成立了ASML,接收了飛利浦的光刻機業務,兩家公司股權對半分,公司于1984年正式獨立運營。
此時的ASML擁有飛利浦先進的光刻機技術,曝光精度很高,套刻精度也很高,但是卻是一個有嚴重缺陷的半成品,缺少客戶使用,會帶來污染的油壓系統也需要花很多時間改為直線電機驅動,需要上億美元的巨額資金和三四年的研發周期。
不幸的是,1984年開始,全球陷入了經濟衰退,半導體行業也遭遇了衰退周期,一直到1990年才開始恢復。經濟直接影響政治,這5年也是全球政治翻天覆地發生巨變的時代。屋漏偏逢連夜雨,ASML的光刻機此時還是一個半成品,有很多的缺點。芯片工廠采購其他半導體設備,廠務就可以決策,但是采購光刻機需要公司執行董事會集體決策,因為光刻機對工廠太重要了,讓客戶選用一家新公司的光刻機難度非常大。
ASML的首任CEO斯密特是一位研究等離子體物理的天文博士,后來轉去做了銷售,是一位精通銷售,又對前沿科技有敏銳洞察力和研究能力的科學家。此時,荷蘭公司都比較保守,管理僵化,效率低下,充滿內部政治、官僚作風,但是斯密特在很多美國公司工作過,喜歡開放和創新。
飛利浦的員工加入了ASML,成為最早期的技術團隊,公司又不斷招聘年輕人加入。斯密特建立了產品化的運營體系,不再是松散的研究部門,而是有嚴格產品管理的公司。當時的光刻機已經很復雜了,一臺光刻機要上萬個零件,需要先進的數字化管理系統。
斯密特是個銷售,所以他常年去美國跟客戶親自交流,了解第一線的需求,這是飛利浦做不到的。事實證明,要把光刻機賣給美國芯片公司太難了,客戶揭露了一個殘酷的事實:“等你賣了20臺光刻機之后,再來找我談?!?/p>
斯密特見證過電信業的技術變革,一家新進入的廠商在成熟市場是沒有機會成功的,除非這家新廠商可以取得重大的技術突破。當時,半導體行業從大規模集成電路LSI轉移到超大規模集成電路VLSI,需要小于1微米精度的光刻機。斯密特給公司制定了一個膽大包天的計劃,投入1億美元,制造出最先進的VLSI光刻機。ASM、飛利浦、荷蘭政府、歐共體、銀行都不斷給ASML提供投資、補貼、貸款??梢钥闯?,歐洲對于前沿科技的投入非常巨大。
在高科技行業,資本密集度日益提高,新一代設備的研發投資是上一代設備的10倍,為了使資本向密集型發展,需要一個大市場,要打入最大的客戶。斯密特認為光刻機行業一定要進入前三名,爭取第一名,才有機會獲勝,要投資1億美元,同時跑的比競爭對手都快。ASM和飛利浦不斷地為ASML持續投資輸血。
事實證明,不管是團隊、CEO還是股東,都對形勢過于樂觀了。
當時市場上有10家光刻機公司,競爭非常激烈,ASML市場占有率只能排到第10名。在全員大會上,斯密特告訴大家,ASML的目標是1988年收入1.56億美元,每位員工年薪50萬美元,誰都沒想到,這個目標晚了5年,1993年才實現。
80年代,是日本半導體崛起的時代,美國芯片公司的市場份額逐漸被日本企業搶奪。日立、NEC和東芝主導DRAM芯片市場。
因為蔡司的鏡頭有漂移問題,光刻機老大GCA最終走向末路,市場被日本公司佳能、尼康等占據。而尼康最早的光刻機,也幾乎和GCA長得一模一樣,從山寨起家,日本芯片公司甚至打開光刻機讓尼康學習美國光刻機內部構造。尼康盡管是山寨貨,但是服務要比美國人好。美國芯片客戶說,當你從GCA買一臺光刻機,上面寫著“我們最好的機器,祝你好運?!睆哪峥蒂I光刻機,附帶了5名服務工程師的服務包。
尼康一開始是追隨GCA,但是后來借助于自研鏡頭的優勢,超過了GCA,成為光刻機老大。半導體行業,只有成為“偏執狂”才能生存。
ASML想打入的客戶AMD等公司提出了很多需求,同時要求在額定時間之間交付產品。ASML的團隊不得不加班加點,幾乎沒有休息,力爭在要求時間交付光刻機產品,壓力更大的是,隨著與客戶的前期溝通,光刻機的功能需求也在動態修改,時間節點卻依然很緊。在百年企業飛利浦,員工到了下班時間,大都準時回家,但是ASML的燈光經久不熄。
阿呆也創過業,所以理解ASML當時的艱難處境。作為一家創業公司,ASML幾乎遇到了小公司遇到的所有問題:
1. 需要各種定制的零件,但是供應商看不上小客戶,不愿意花時間定制,或者定制的零件質量很差。比如蔡司當時的大客戶是相機公司,半導體鏡頭只是小小的可以隨時放棄的業務,所以蔡司提供的鏡頭質量很差,生產速度也很慢。作為一家百年企業,蔡司也有歐洲大公司的通病,體制僵化,員工就是在養老。
2. 客戶的需求總是在變,還需要工程師能在最短的時間內交付成熟的產品;
3. 產品做出來了,但是期望的訂單還是沒來,需要股東持續投資或者不斷融資。
ASML比較幸運,大股東飛利浦自己的芯片工廠按照250萬美元一臺的原價,持續購買光刻機,同時還給公司不斷投資。
80年代,在日本半導體公司的輝煌時代,Cypress、Linear、LSI、Maxim等新型的美國半導體公司崛起,他們代表了美國半導體的第三波浪潮,專注于利基市場,做小規模應用型芯片,取得了成功。ASML的光刻機晶圓臺對準系統很先進,定位和對準精度都很高,日本公司的優點是鏡頭先進。針對第三代美國半導體公司的ASIC芯片需求,ASML專門做了光刻機的定制。
1986年ASML終于造出了第一臺成熟的光刻機PAS 2500,員工靠晝夜不停地工作才完成了這個產品。但是,半導體處于衰退期,光刻機采購也逐年下降,1986年公司只交付了12臺光刻機,收入1100萬美元,大部分是飛利浦自己買的,公司已經花掉了超過3000萬美元,母公司ASM和飛利浦也都情況慘淡,資金緊張,ASML內部一片悲觀。
1987年,好幾家光刻機公司倒閉。為了更高的曝光精度,ASML一開始采用了先進的i線鏡頭,但是遇到很多問題,而佳能用老的g線鏡頭進行改進,也能滿足客戶需求,西門子和東芝都采用了佳能光刻機。i線的核心問題是缺少匹配的光刻膠,最終,一個次要的因素——g線設備可以用舊的光刻膠,影響了芯片廠設備選擇,所以在技術轉型期間要格外小心這些客戶實際關注的因素。
ASML此時開始推行一個文化:鼓勵研發人員轉向運營、服務、銷售,這樣才能在公司內有更高的薪水,讓客戶的需求能高效的反饋給研發團隊。
1987年,ASML拿到了AMD 25臺PAS 2500的合同,但是公司已經花掉了5000萬美元,依然困境重重。從1984年到1987年,半導體市場長時間衰退,也給了ASML機遇,如果市場增長,ASML沒有能力造出成熟產品,競爭對手會占據市場。后來,市場恢復增長之后,延遲的光刻機訂單給了做好準備的ASML機會。
ASM因為半導體行業衰退的原因,嚴重虧損,所以讓ASM Pacific在香港上市,ASM 1988年退出了ASML。荷蘭很少有企業和投資機構能看上光刻機這種高風險的行業,也找不到其他公司來接手,所以ASM退出后,為了不變成飛利浦的全資子公司(全資子公司就不好拿歐洲的補貼了),飛利浦找了荷蘭的NMB銀行作為股東取代ASM。
1987年臺積電成立,飛利浦有27.5%股份,給了臺積電很多培訓,臺積電轉移了飛利浦的芯片生產技術,所以也自然要選擇一樣的設備,1988年從ASML購買光刻機。不幸的是,臺積電剛建完廠就遇到了火災,不得不多買了17臺ASML光刻機,臺積電的保險公司成了1989年ASML最大客戶,幫助ASML在1989年扭虧為盈,利潤超過700萬美元??吹贸鰜?,臺積電也是命途多舛,一開始就遇到這么個飛來橫禍。
更大的挑戰也開始了,ASML要投入更多的資金開發下一代光刻機PAS 5500. ASML靠著飛利浦的芯片訂單,搭上了i線鏡頭的班車,吸取了g線鏡頭時代的教訓,在下一代光刻機繼續采用i線鏡頭。但是佳能和尼康犯了策略錯誤,跳過i線鏡頭,直接進入DUV(深紫外線)鏡頭,DUV非常復雜,產品非常不可靠,同時缺少光刻膠,日本光刻機公司又不得不回到i線鏡頭,所以后來落后于ASML。
ASML的空氣軸承晶圓臺非常先進,另外對準方式是看家絕活。那時候,對準技術非常關鍵,因為準確套刻不同芯片圖案并進行曝光非常困難,套刻精度至關重要。
在跟大客戶IBM交流后,ASML的員工不得不在兩年內完成PAS 5500研發,從零開始,也獲得了歐共體和荷蘭政府幾千萬美元的補貼和貸款。新產品最大的挑戰是蔡司鏡頭問題,GCA就是被蔡司的鏡頭拖垮的,為了避免鏡頭出問題,讓蔡司足夠重視,ASML也給蔡司提供了2000萬美元資金,兩家成立合資公司,深度綁定。鏡頭搞定之后,從此,ASML一飛沖天。
1991年ASML繼續虧損,收入7700萬美元,虧損500萬美元。1992年,飛利浦不得不繼續投入2100萬美元資金到ASML。當時飛利浦自己也是處境艱難,剝離了半導體業務,成為今天的NXP。創業8年了,還要繼續燒錢,可見半導體設備創業之艱難,其他創新型的高科技公司也是如此,在中國科技創業大潮開啟的時代,中國的投資人要對高科技創業充滿耐心才行。
不過,半導體行業快速復蘇,1992年,ASML收入增長到1.19億美元,1993年,訂單量和交貨量快速增長,PAS 5500成了一款暢銷的光刻機。1993年,盈利1100萬美元。ASML的光刻機生產效率高、停機時間短,盡管賣得貴,但是能幫客戶提升產能,降低成本,所以重視成本的三星、海力士也成為了大客戶。
1994年,ASML利潤超過2000萬美元,1995年NASDAQ上市,市值超過5億美元。
光刻機的投入越來越大,佳能和尼康都退出了EUV光刻機研發,最后,只剩下了ASML坐享最后的紅利,如今,市值1500億美元,成為光刻巨人!
責任編輯:haq
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