眾所周知，在芯片領(lǐng)域有一種特別重要，特別受關(guān)注，同時(shí)中國(guó)技術(shù)又相對(duì)落后的設(shè)備，那就是光刻機(jī)，芯片制造必不可少的設(shè)備之一。

特別是EUV光刻機(jī)，目前全球僅ASML一家能夠制造，很多人稱EUV光刻機(jī)是人類建造的最復(fù)雜的機(jī)器之一，所以ASML也被很多人奉上“神壇”，甚至還傳出“給你全套圖紙，你也造不出光刻機(jī)”的說法。

近日，多家媒體報(bào)道，日美荷達(dá)成了聯(lián)盟，計(jì)劃對(duì)我國(guó)的光刻機(jī)實(shí)施進(jìn)一步封鎖，除了EUV光刻機(jī)外，DUV光刻機(jī)也將“斷供”。

根據(jù)預(yù)測(cè)，如果這項(xiàng)計(jì)劃得以實(shí)施，那么我國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)將面臨著釜底抽薪，屆時(shí)45nm以下芯片都將無法制造。對(duì)我國(guó)工業(yè)、民用、科技行業(yè)造成嚴(yán)重沖擊。

然而，這個(gè)計(jì)劃剛剛開始，就泡湯了！

近日，上海積塔半導(dǎo)體官宣：日本尼康、東京電子分別中標(biāo)1臺(tái)光刻設(shè)備，1臺(tái)涂膠顯影設(shè)備。而光刻機(jī)巨頭荷蘭ASML卻意外落選，這不得不令人浮想聯(lián)翩。

那么問題來了，為何日本要向國(guó)內(nèi)企業(yè)出售光刻設(shè)備呢？日美荷聯(lián)盟會(huì)達(dá)成嗎？


1、尼康與ASML的恩怨

提起光刻機(jī)，大家不約而同的想到了荷蘭ASML。

ASML成立于1984年，總部位于荷蘭埃因霍溫，是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)備制造公司，也是EUV光刻機(jī)唯一制造商。

全球100%的EUV光刻機(jī)，90%以上的DUV光刻機(jī)都出自ASML之手。

放眼望去，無論是臺(tái)積電、三星、英特爾，還是后起之秀的中芯國(guó)際都離不開ASML的光刻機(jī)。ASML成為了光刻機(jī)的代言商。

但在2000年以前，這些殊榮都是日本尼康的。

上世紀(jì)80年代，ASML剛剛成立，船小風(fēng)大，隨時(shí)都有傾覆的危險(xiǎn)。而日本尼康則如日中天，把美國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備公司壓的喘不過氣來。

當(dāng)時(shí)的芯片大戶英特爾、德州儀器、IBM、AMD等全都排隊(duì)等著尼康的設(shè)備，可以說在當(dāng)時(shí)沒有尼康，大家的芯片工廠全部歇菜。

除了尼康外，日本還扶持了佳能，成為了尼康最大的助攻。兩家公司一舉拿下全球80%光刻機(jī)份額。

再加上NEC、東芝、日立、三菱、東京電子、信越化學(xué)等企業(yè)，可見整個(gè)日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了完備的產(chǎn)業(yè)鏈。

當(dāng)時(shí)日本GDP達(dá)到了5.45萬(wàn)億美元，僅次于美國(guó)的7.6萬(wàn)億美元，人均GDP更是高達(dá)4.34萬(wàn)美元，超過了美國(guó)的2.87萬(wàn)美元。

當(dāng)時(shí)很多日本人都叫囂著買下紐約，也有了日本半導(dǎo)體“世界第一”的稱號(hào)。

隨后，發(fā)生了三件事，把尼康拉下了神壇。


第一件、浸潤(rùn)式光刻機(jī)

彼時(shí)的尼康正在攻克193nm光刻機(jī)，投資了幾個(gè)億，動(dòng)用了大量的人力、物力、財(cái)力始終無法攻克。

此時(shí)，臺(tái)積電工程師林本堅(jiān)提出了一個(gè)解決方案：“可以利用水的折射改變光源，從而獲得波長(zhǎng)更窄的光線”。

然而，高傲的尼康拒絕了這個(gè)方案，自己耗費(fèi)大量的心血沒有完成，一個(gè)簡(jiǎn)單的方法就能實(shí)現(xiàn)？

但這個(gè)機(jī)會(huì)被ASML抓住了，它找到了臺(tái)積電，希望合作，雙方共同打造浸潤(rùn)式光刻機(jī)。

兩年后（2004年），ASML和臺(tái)積電共同推出了第一代浸潤(rùn)式光刻機(jī)，精度達(dá)到了132nm，領(lǐng)先尼康的190nm光刻機(jī)。

臺(tái)積電也憑借著ASML的光刻機(jī)制造了45nm芯片，將摩爾定律向前推進(jìn)了4代。

多年后，尼康也攻克了浸潤(rùn)式光刻機(jī)，但市場(chǎng)早已被ASML搶走了。


第二件、EUV光刻機(jī)

2008年，ASML發(fā)布EUV光刻機(jī)，芯片工藝開始向7nm進(jìn)軍。很多人不禁贊嘆ASML的技術(shù)太牛了。

但實(shí)際上，ASML只有不到10%的核心技術(shù)，剩余90%多來自美歐日韓等國(guó)家。

為了削弱日本在半導(dǎo)體領(lǐng)域的實(shí)力，美方成立了EUV-LLC聯(lián)盟，聯(lián)盟包括：勞倫斯利弗莫爾、桑迪亞和勞倫斯伯克利三大國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及IBM、英特爾、摩托羅拉、三星、ASML。

而日本的尼康、佳能被排除在外，因此尼康不得不選擇其他技術(shù)路線，從而徹底失去與ASML的競(jìng)爭(zhēng)資格。

而ASML不但有EUV-LLC聯(lián)盟的支持，還聯(lián)合了德國(guó)蔡司、牛津儀器、飛利浦、德國(guó)計(jì)量研究院等，最終成功推出了EUV光刻機(jī)，將芯片工藝迭代至7nm以下。

尼康徹底讓出了光刻機(jī)龍頭的寶座，但同時(shí)ASML也牢牢的被美國(guó)限制了。


第三件、日美半導(dǎo)體協(xié)定

日本半導(dǎo)體如日中天的時(shí)候，美國(guó)的英特爾、IBM、德州儀器不斷公關(guān)美政府，希望其能夠出面，拯救美國(guó)本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

于是在1985年，美國(guó)就針對(duì)日本半導(dǎo)體發(fā)起了一次301調(diào)查，并在1986年迫使日本簽署了《日美半導(dǎo)體協(xié)定》。

該協(xié)定對(duì)日本出口至美國(guó)的半導(dǎo)體價(jià)格做個(gè)詳細(xì)規(guī)定，一旦低于規(guī)定價(jià)格就會(huì)被征收100%的懲罰性關(guān)稅。

1987年，日本半導(dǎo)體公司就因?yàn)檫`反《日美半導(dǎo)體協(xié)定》，被征收了100%懲罰性關(guān)稅，讓日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大為震驚。

1991年，美國(guó)迫使日本簽訂了第二次半導(dǎo)體協(xié)議，迫使日本將20%的市場(chǎng)讓給美企。同時(shí)，三星、臺(tái)積電等公司也在美方的扶持下快速發(fā)展，與日本半導(dǎo)體企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。

在內(nèi)困外患的境遇下，日本富士通、東芝、日立、三菱等普遍整合、逐步淡出半導(dǎo)體業(yè)務(wù)。日本本土半導(dǎo)體逐漸喪失競(jìng)爭(zhēng)力。

沒有了日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的助力，尼康也江河日下，被ASML徹底超越了。

尼康跌下神壇，離不開美國(guó)的操作，也離不開ASML的助力。如果這樣的事情發(fā)生在你身上，你還會(huì)熱衷于和昔日踩踏自己的人合作嗎？

所以日美荷聯(lián)盟一開始就是在矛盾中開始的，一旦觸碰到對(duì)方的利益，那么這個(gè)脆弱的聯(lián)盟就會(huì)出現(xiàn)裂縫，甚至崩塌。

其實(shí)，尼康敢于向我國(guó)企業(yè)出售光刻機(jī)，還有一個(gè)原因，那就是日本的半導(dǎo)體技術(shù)更加獨(dú)立，對(duì)美國(guó)的技術(shù)依賴很低。


2、ASML、尼康“躺槍”， 「特供」中國(guó)或成最大選項(xiàng)？

雖然政府達(dá)成協(xié)議，但商業(yè)公司仍然要掙錢。中國(guó)大陸作為ASML的第三大客戶來源，這個(gè)光刻機(jī)巨頭或許也很「頭疼」如何彌補(bǔ)出口禁令導(dǎo)致的損失。

在這個(gè)敏感時(shí)刻，ASML也時(shí)不時(shí)出來安撫市場(chǎng)，咬定2023年?duì)I收增加25%的目標(biāo)不放，以需要數(shù)月時(shí)間確定談判細(xì)節(jié)的理由淡化美日荷協(xié)議的影響。

話雖如此，ASML一直以來非常清醒。早在去年底，ASML首席執(zhí)行官彼得·溫寧克(Peter Wennink)便表達(dá)出對(duì)美國(guó)限芯嗤之以鼻，甚至暗諷美國(guó)雙標(biāo)，不指名道姓地點(diǎn)出美國(guó)芯片設(shè)計(jì)大佬收割25%~30%的中國(guó)市場(chǎng)份額。

如果ASML不可避免地?zé)o法將現(xiàn)有的高端DUV光刻機(jī)賣給中國(guó)，溫寧克也許還得效仿背后那個(gè)精明繞開封鎖政策的“綠廠”英偉達(dá)。一年前，英偉達(dá)A100、H100兩款數(shù)據(jù)中心加速GPU收到限芯禁令之后，巧妙地做出符合美國(guó)出口管制規(guī)定的新款GPU A800，作為「特供」產(chǎn)品繼續(xù)在中國(guó)市場(chǎng)銷售。

相比之下，日媒對(duì)尼康未來的業(yè)績(jī)感到更加沮喪。

作為中國(guó)人家喻戶曉的日本品牌，尼康一直有著頂流照相機(jī)IP的光芒，十幾年前就已經(jīng)在長(zhǎng)三角洲建廠，然而到了智能手機(jī)時(shí)代，真正給尼康帶來可觀現(xiàn)金流的還是DUV光刻機(jī)。早在2020年，尼康就準(zhǔn)備了要在中國(guó)合資開發(fā)光刻機(jī)的計(jì)劃。去年，當(dāng)中芯國(guó)際公布500億人民幣的產(chǎn)能擴(kuò)充計(jì)劃之后，尼康也展示出了自己在光刻機(jī)的布局，計(jì)劃在2026年將光刻機(jī)主力機(jī)型的年銷量，增至過去三年平均銷量的2倍以上。

只可惜，還沒有等到零美國(guó)技術(shù)的浸入式掃描光刻機(jī)上線，尼康就被美國(guó)架上了出口管制的隊(duì)伍，有點(diǎn)「有苦說不出」的感覺了。

除了尼康，另外一個(gè)人們耳熟能詳?shù)娜毡鞠鄼C(jī)大廠佳能，其實(shí)也有自己的光刻機(jī)技術(shù)。從去年8月份開始，佳能就在擴(kuò)產(chǎn)DUV光刻機(jī)產(chǎn)能，目標(biāo)清晰 - 直指中國(guó)市場(chǎng)。此外，同樣為了撇清美國(guó)化，佳能正在研制納米壓印光刻（NIL）升級(jí)版的光刻機(jī)。NIL采用一種最前沿的光刻技術(shù)，通過照射新的感光材料來完成一次性轉(zhuǎn)印，理論上同樣可以制造7nm以下制程工藝。更重要的是，相比EUV，NIL要便宜很多，而所采用的零部件以及材料都來源于日本廠商（佳能、鎧俠以及大日本印刷株式會(huì)社）。


3、光刻機(jī)技術(shù)自主：路在何方

面對(duì)源源不斷的限芯動(dòng)作，中國(guó)半導(dǎo)體已經(jīng)在做「打硬仗」的準(zhǔn)備。

2015年，美國(guó)對(duì)中國(guó)禁售超算芯片，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體就已經(jīng)嗅到危機(jī)。那一年，國(guó)家推出了《中國(guó)制造2025》規(guī)劃。根據(jù)規(guī)劃，2020年半導(dǎo)體核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料實(shí)現(xiàn)40%的自主保障，2025年則要達(dá)到70％的目標(biāo)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)累計(jì)芯片生產(chǎn)量達(dá)到了3594.3億顆，創(chuàng)下了我國(guó)產(chǎn)能最高的紀(jì)錄。平均下來，一天可以生產(chǎn)10億顆芯片，自給率相當(dāng)于36%，不斷靠近2025年芯片自給率達(dá)到70%的目標(biāo)。

這一次隨著美日荷協(xié)議傳來，國(guó)家勢(shì)必也會(huì)加大對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備的投入。據(jù)路透社報(bào)道，中國(guó)擬定拿出1萬(wàn)億元投入到半導(dǎo)體行業(yè)五年的支持計(jì)劃，通過補(bǔ)貼和稅收抵免來支持國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體生產(chǎn)、研究，而且該計(jì)劃有可能已在今年Q1實(shí)施。其中在購(gòu)買半導(dǎo)體設(shè)備方面，中國(guó)計(jì)劃拿出20%的補(bǔ)貼給予半導(dǎo)體制造商。

除了買買買，自主研發(fā)或許更加重要。一旦美日荷封鎖了中高端DUV的出口，如何根據(jù)現(xiàn)有的B、C級(jí)光刻機(jī)設(shè)備制造A級(jí)制程工藝芯片也成為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造商需要攻克的大關(guān)。清華大學(xué)魏少軍教授去年底表示：能夠用14nm、28nm（光刻機(jī)）做出7nm的性能，才是真正的高手。國(guó)內(nèi)也有一些頂尖研究機(jī)構(gòu)，在合作研究芯片設(shè)計(jì)與制造工藝的跨層優(yōu)化技術(shù)。

作為EUV的把持者，ASML肯定不愿意看到這一場(chǎng)景。ASML首席執(zhí)行官溫寧克已經(jīng)洞悉中國(guó)在半導(dǎo)體的力量?！澳憬o中國(guó)施加的壓力越大，他們就越可能加倍努力打造可以媲美ASML的光刻機(jī)。這需要時(shí)間，但最終他們會(huì)獲得成功”。

華爾街日?qǐng)?bào)曾經(jīng)報(bào)道過，當(dāng)美國(guó)在2022年10月升級(jí)限芯禁令之時(shí)，中國(guó)企業(yè)只進(jìn)口了24億美元價(jià)值的半導(dǎo)體設(shè)備，創(chuàng)下美國(guó)推出禁令2年多以來的最低數(shù)據(jù)。這意味著，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備正在努力擺脫進(jìn)口的依賴，自主化進(jìn)程已在提速。

但值得注意的是，除了光刻機(jī)之外，芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈還有很多「硬骨頭」，包括薄膜沉積、刻蝕、量測(cè)、離子注入，這些都是我國(guó)和國(guó)外差距較大的領(lǐng)域。就算實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，從實(shí)驗(yàn)室原型到晶圓廠量產(chǎn)，仍然是個(gè)日積月累且艱巨無比的過程。

“天下熙熙皆為利來，天下攘攘皆為利往”，尼康和佳能對(duì)抗ASML的背后依然是利益所在，而這也是我們可以利用的一點(diǎn)。當(dāng)然相比尼康和佳能，扶持國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)廠商依然是最為優(yōu)先的選擇。但是在國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)企業(yè)成長(zhǎng)起來之前，尼康和佳能也給我們提供了在ASML之外的另一個(gè)選擇機(jī)會(huì)。

相反對(duì)于ASML來說則不是一個(gè)好消息，遵守?cái)喙┮髣t意味著ASML將失去大量的市場(chǎng)份額，以及國(guó)內(nèi)這個(gè)全球最大也是最重要的芯片需求地。尼康、佳能乃至于國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)廠商也能通過不斷擴(kuò)大市場(chǎng)份額來提高技術(shù)水平和實(shí)力，這也是ASML感嘆“中計(jì)”了的原因。

就像ASML取代尼康和佳能成為最大的半導(dǎo)體設(shè)備廠商一樣，當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入下半場(chǎng)，究竟是尼康和佳能完成逆襲，還是國(guó)產(chǎn)企業(yè)漁翁得利？或許只有時(shí)間能給我們答案了。