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钻石光刻机：谁有资格制造2nm芯片？(图)

发表：2022-04-01 09:30

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【看中国2022年4月1日讯】自新冠疫情开始之后，全球就陷入缺芯的窘境，包括手机、平板、汽车、电子手表，市场需求一直非常强劲，但就是缺“芯”眼儿。如今的芯片就跟钻石一样，是电子产业链的硬通货，总之，存钱不如屯点儿芯片。基于这些背景，台积电、三星、英特尔等具备芯片制造能力的大厂，赚得盆满钵满，订单已然安排到2025年。这些企业的公众形象，也好像挂着一轮巨大的彩虹光圈，光芒万丈。但熟悉芯片产业链的人都知道，当台积电、三星面对自己的供应商时，也常常只能一脸谄媚地“求出货”，包括一些99.9999%纯度硅片、薄膜绝缘材料和EDA软件，这些都是比钻石还难搞到的东西。这也是为什么日韩贸易刚刚开战，三星的芯片生产线就立即瘫痪，毕竟，日本是真“有料”。

除了材料之外，更重要的芯片生产要素应该是“光刻机”，事实上，每一次芯片制程升级，从14nm到7nm，再到5nm、3nm都势必伴随着光刻机的升级。如今各大厂商纷纷布局2nm芯片制程，同样需要超新款的EUV光刻机。毫无疑问，这是个稀罕货，依旧需要台积电、三星、英特尔们拉下身段哄抢。

EUV光刻机，大概是物以稀为贵

在5nm芯片生产线上，EUV光刻机是非常重要的生产设备，也是整个制造过程的脊梁。目前，EUV光刻机制造商仅有一家，就是荷兰的ASML。本来如此底层的供应商，总是不屑于曝光在大众视野中的，毕竟，ASML的运营逻辑早就超越了常规的企业经营范畴，就好像原子内部的夸克运动不会遵循经典的牛顿力学一样。按照正常商业逻辑，利润率达到35%的生意就属于暴利，即便是在中国房地产非常疯狂的几年，利润率也仅此而已。况且，还有很多企业根本无法消化30%以上的利润，而一些低端的制造业，利润率更是低得可怜，比如iPhone组装的代工利润仅有2%，大家只能赚到辛苦钱。

全球唯一制造EUV光刻机的厂商——荷兰ASML公司（图片来源：EMMANUEL DUNAND/AFP via Getty Images）

相比之下，ASML的利率润就很是超纲。去年，他们全年营收达到186亿欧元，EUV光刻机净利润59亿欧元，毛利率高达52.7%。而且，随着AMSL走向台前，各路资本纷纷涌入，试图要再推高光刻机售价，利润率水涨船高。

鲁迅说：大概是物以稀为贵吧。电子产业链就是这样，利润率比较低的订单，到处都是竞争者，商务人士、谈判策略、有关部门还经常过来找茬，事实上，他们搞的就是“赚辛苦钱的企业”。面对AMSL，大家却束手无策，52.7%的利润率已然夸张，但依旧有上涨的趋势，这都来自于其独门技术。据说，一台EUV光刻机有100000+个零件，软排线总长两公里，运输需要40个货运集装箱，总价值1.4亿美元。单就这一缸子的硬件，就已经令人眼花缭乱，制作难度不亚于宇宙飞船。此外，任何一台EUV光刻机都要配备2000人的调试团队，而从粗调到精调，再到完成光刻，大概需要3年的时间，比起生一个孩子还要费劲3.6倍。正因如此，ASML产能相当有限，全年仅有40台。但正是这40台光刻机，支撑起全球庞大的产业链。平心而论，ASML现在是出于人道主义，没有把利润率提高到200%，但光刻机的稀有程度，有资格要这个价钱。

高NA光刻机，2nm时代的金刚钻

全球陷入缺芯的窘境，ASML不得不考虑提高产能，目标是把EUV光刻机的产能提高到60台，而更大的布局在于：新款光刻机，也就是高NA光刻机，有望揭开2nm芯片时代的序幕。要知道，5nm芯片制程覆盖率尚小，现在2nm制程规划就已经被提出，可见升级芯片制程是一件非常漫长的事情。相比于EUV光刻机，高NA光刻机具有更高的分辨率，芯片密度可以借此提高2.9倍，更关键的是，新设备可以减少芯片制程的工站数量。要知道，一般的芯片生产步骤基本上是1000起步，如果想要保持90%的良率，需要单工站的光刻良率达到99.999%，这对于制造人员来说，是一种精神上的折磨。

目前，高NA光刻机样机仍在开发中，预计2023年完成试产报告，标准流程可供上游客户学习适应，并基于相关特性来调整自家布局。而对于台积电、三星等芯片巨头来说，如何抢到高NA光刻机已成为头等大事。

现在，芯片制造已经被寡头把持，包括台积电、三星、英特尔、SK海力士、美光等等，都是有头有脸、不差钱的主儿。毫无疑问，高NA、高分辨率、更复杂的线路意味着更高的售价，专家预测高NA光刻机单台报价应该在3亿美元左右，是现有EUV设备的两倍之多。为了能抢占先机，台积电宣布其新一年的资本支出将达到400亿美元，目标拿下一半数量的新款光刻机，正如他们现在霸占着全球50%的EUV光刻机；而三星也不甘示弱，推出3年投资2000亿美元计划，他们的目标更加具体：希望能先得到一台样品，以调整自己2nm制程的工艺设计。至于说，英特尔、SK海力士和美光等等，自然也要舍得一身剐。

但是想要购买高NA光刻机这种金刚钻般的设备，有钱只是基础前提，更要看公司的发展前景。台积电、三星沉浸在苹果产业链中，春风得意，他们甚至拥有一些ASML的股份，英特尔则因无法满足苹果的要求，而遭到库克放弃，自己也因财务问题而收紧投资。此外，ASML虽然是荷兰企业，但有很大股份都掌握在美国手中。可见，抢到光刻机真是一件特复杂的事情。

责任编辑:宇真

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