芯耀
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壹 隐形巨兽的诞生
1984年，荷兰最强大的科技集团皇家飞利浦，正面临一场严重的中年危机。
这家电子巨头虽然家大业大，但在半导体业务上却亏得一塌糊涂。为了止损，董事会决定把旗下的光刻机研发部门给砍掉——在当时的决策者眼里，这个部门就是个只会烧钱的“吞金兽”。
就在这个部门即将解散的前夜，一个叫亚瑟·德·利特的犹太人找上门来。他是ASM国际公司的老板，一个充满投机精神的商人。他看中了飞利浦的技术，提议双方各出资210万美元，成立一家合资公司。
经过一番讨价还价，这家后来将要在全球科技界呼风唤雨、卡住所有人脖子的公司，就在埃因霍温飞利浦总部旁边的一间漏雨的简易工棚里诞生了。它的名字叫ASML（阿斯麦）。
如果你穿越回当年的开业典礼，绝对想不到这家公司日后会成为市值超越英特尔、掌控全球电子工业命脉的“太上皇”。
当时的ASML穷得叮当响，第一年就亏了170万美元。员工们没有办公室，只能在集装箱里办公；去飞利浦食堂吃饭，因为不是正式员工，还得看门卫的脸色。
那时候的光刻机市场，是美国人的天下。GCA、P-E（珀金埃尔默）和KLA这三巨头占据了80%以上的市场份额。日本人尼康和佳能也正在旁边虎视眈眈，准备随时冲上来分一杯羹。
ASML就像一个营养不良的早产儿，被扔进了巨兽搏杀的角斗场。然而，历史的吊诡之处就在于，往往是那些不起眼的边缘人，最后成为了搅动风云的主角。
80年代中后期，日本半导体产业在举国体制的支持下疯狂爆发。尼康凭借着极高的光学造诣，推出了能够量产的步进式光刻机，把美国那几家还在用旧技术的老牌巨头打得满地找牙。到了90年代初，尼康已经占据了全球光刻机市场50%以上的份额，成为当之无愧的霸主。
美国人慌了。在他们看来，日本不仅抢了生意，更是威胁到了国家安全。于是，为了围剿日本半导体，美国政府联合英特尔、IBM等巨头，成立了一个名为EUV LLC（极紫外光刻技术联盟）的组织。
这是一个决定人类未来科技走向的“复仇者联盟”。他们的目标只有一个：开发出下一代光源技术，彻底终结日本人的优势。尼康自然也想加入这个联盟，但被美国政府拒之门外。
美国人的算盘很精，这项技术不能给日本人，但也不能只给美国公司（当时美国光刻机厂商已基本全军覆没），需要找一个听话、技术底子还行、且没有威胁的“备胎”。这时候，一直在角落里默默发育、刚刚靠推出PAS 5500系列机器站稳脚跟的ASML，进入了美国人的视野。
ASML毫不犹豫地签下了“投名状”：承诺在美国建立工厂，保证55%以上的零部件从美国采购，并接受美国政府的定期审查。
就这样，ASML拿到了通往未来的船票。它不仅获得了EUV LLC联盟中英特尔、摩托罗拉、AMD等巨头的技术注入，更关键的是，它获得了Cymer的光源、蔡司（Zeiss）的镜头等全球最顶尖供应链的优先使用权。
尼康因为无法获得EUV技术，被锁死在了DUV（深紫外）时代。而ASML则踩着巨人的肩膀，开启了通往王座的征程。
贰 光与影的极限游戏
要理解EUV光刻机为什么被称为“工业皇冠上的明珠”，甚至被一些工程师戏称为“半导体工业的核武器”，我们需要先搞清楚它到底是在干什么。
简单来说，光刻机就是一台超级照相机。它的工作原理，就是把设计好的电路图（底片），通过光线的照射，缩印到涂满光刻胶的硅片（相纸）上。这个过程听起来像是洗照片，但难度却是在头发丝的万分之一尺度上进行的。
决定光刻机分辨率的，主要有两个因素：光的波长和镜头的数值孔径。这就好比如果你想用笔画出更细的线条，要么把笔尖磨得更细（缩短波长），要么把手拿得更稳（增大孔径）。
在EUV之前，业界主流使用的是DUV（深紫外光），波长是193纳米。为了用这根粗笔画出更细的线条（比如7纳米），工程师们想尽了办法，甚至发明了“浸没式光刻”——在镜头和硅片之间加一层水，利用水的折射率来提升分辨率。这项技术的发明者是林本坚，台积电的功勋元老，他帮尼康多续了十年的命，但也仅仅是十年。
当制程逼近7纳米极限时，物理学的大门砰地一声关上了。193纳米的波长太长了，无论怎么折射、怎么多重曝光，都无法再画出清晰的电路。要想继续在这个微观世界里雕刻，人类必须找到一把更锋利的“手术刀”。这把刀，就是EUV（极紫外光）。它的波长只有13.5纳米。
从193纳米到13.5纳米，这不仅仅是数字的缩小，而是一场物理层面的暴力革命。因为13.5纳米的光线极其娇气，它会被空气中任何气体分子吸收，所以整个EUV光刻机内部必须保持绝对真空。
更要命的是，这种光无法穿透玻璃透镜，这意味着以前那套复杂的光学透镜系统全部作废，必须换成反射镜。
总而言之，制造一台EUV光刻机，本质上是在挑战人类工程学的极限。
EUV的光源不是灯泡发出来的，而是炸出来的。这台机器内部，每秒钟会有5万滴极其微小的锡滴（直径仅为微米级）落下。然后，高功率二氧化碳激光器会精准地轰击这些锡滴。
注意，不是轰击一次，而是两次。第一次用低功率激光把锡滴打成伞状，第二次用高功率激光瞬间将其加热到几十万度，使其蒸发成等离子体，从而激发出EUV光。
每秒5万次轰击，连续不停，且不能有丝毫偏差。 这就像是在高速公路上，两辆法拉利并排飞驰，你必须站在其中一辆车上，用狙击枪连续击中另一辆车扔出的硬币。
产生光只是第一步。这些光线需要经过十几面反射镜的接力反射，最终汇聚到硅片上。这些反射镜由德国蔡司独家制造，其表面平整度要求达到了骇人听闻的地步。
蔡司的工程师曾打过一个比方：如果把这面反射镜放大到德国国土那么大，其表面的起伏不能超过0.1毫米。
这种反射镜采用的是多层钼/硅涂层，每层的厚度只有几纳米。只要有一点点瑕疵，宝贵的EUV光就会被吸收殆尽。实际上，即便做到了极致，经过十几面镜子的反射后，最终到达硅片的光能也只剩下不到4%。
有了光和镜头，还得把硅片送进去。这时候，ASML的独门绝技——双工件台登场了。它有两个工作台，一个负责曝光，另一个负责测量和校准下一片硅片。两者交替进行，无缝衔接。
这听起来简单，但要在真空环境中，驱动几百公斤重的工件台进行高速运动，不仅要快（加速度超过飞机的起飞加速度），还要准（定位精度达到纳米级）。这就好比让两列高铁在轨道上全速对撞，然后在相距不到一厘米的地方瞬间刹停，且不能洒出一滴水。
这台重达180吨、包含10万个零部件、需要4架波音747才能运走的巨兽，售价高达1.5亿美元。但这还不是钱的问题，有钱你也买不到。因为ASML每年的产量只有几十台，而英特尔、三星、台积电早在几年前就把订单瓜分完了。
这哪里是机器，这分明是印钞机，是通往数字时代的权杖。
叁 垄断的艺术
2012年，英特尔、三星和台积电的高管们聚在一起，做出了一个商业史上罕见的决定：集体给供应商送钱。
这三家冤家对头，竟然同意共同出资40多亿欧元，入股ASML，只为了支持它研发EUV光刻机。英特尔甚至掏了25亿欧元，拿到了15%的股份。这种由客户“众筹研发”的模式，锁死了ASML的霸主地位。
ASML的高明之处，不仅仅在于技术，更在于它构建了一个利益共同体。它没有像传统巨头那样试图吃独食，而是把自己变成了一个系统集成商。在ASML的供应商名单里，你能看到全球最顶尖的科技公司：
德国蔡司：提供光学镜头，ASML甚至直接买下了蔡司半导体镜头部门24.9%的股份，双方几乎是一家人。
美国Cymer：提供光源系统，后来也被ASML收购。
美国Keysight：提供测量设备。
荷兰VDL：提供机械臂和精密结构件。
在这份名单中，蔡司的存在感是独一无二的。如果说ASML是光刻机帝国的皇帝，那蔡司就是负责打造权杖的炼金术士。
二战结束前夕，巴顿将军不顾破坏《雅尔塔协定》的风险，率军闯入划给苏联的东德区域，他的目标不是金库，而是位于耶拿的蔡司公司。
美军像搬运黄金一样，将蔡司最核心的100多名技术骨干和图纸连夜运往西德，因为他们深知，这家成立于1846年的百年老店，在人类光学领域有着非同一般的造诣。
在EUV时代，蔡司的垄断地位近乎神学。EUV光线极易被吸收，传统的透镜完全失效，必须使用布拉格反射镜。
蔡司制造的这套光学系统，被称为“魔镜”。其原子级别的加工精度，是蔡司经过一百多年技术积淀才堆出来的护城河。在这个领域，尼康不行，佳能也不行，全世界只有蔡司一家能做到。
ASML为了锁死这项技术，不仅与蔡司深度绑定，更是与其共享了EUV光刻机的利润分成。换句话说，没有蔡司的“魔镜”，ASML的EUV就是一堆昂贵的废铁。
而另一家被ASML牢牢攥在手里的，是美国的Cymer，它掌控着EUV的“心脏”——光源。
Cymer曾是这个领域唯一的独角兽，为了防止这颗“心脏”出现任何闪失，ASML干脆在2013年豪掷19.5亿欧元，直接将Cymer全资收购。这一举动彻底断绝了其他竞争对手获得顶级EUV光源的可能，也让ASML完成了从“组装厂”到“技术寡头”的终极进化。
就这样，ASML把全球最顶尖的5000多家供应商，通过交叉持股、联合研发等方式，死死地捆绑在自己的战车上。这不仅分摊了研发风险，更重要的是，它构建了一道无法逾越的护城河。
如果说尼康当年是一匹单打独斗的孤狼，那么ASML就是一只武装到牙齿的合成旅。尼康输掉的不仅仅是技术，更是生态。
2020年之后，随着7纳米、5纳米甚至3纳米制程的量产，EUV光刻机成为了绝对的刚需。没有这台机器，你就造不出苹果的A16芯片，造不出英伟达的H100，也造不出华为的麒麟9000S（华为被制裁前）。
在EUV领域，ASML的市场份额是100%。这是一个令人绝望的数字。在人类工业史上，很少有一种核心生产工具，被一家公司如此彻底地垄断。
ASML的毛利率长期维持在50%以上，但这种垄断带来的不仅仅是暴利，更是权力。ASML的一举一动，都能引发华尔街的地震；它的一纸禁令，就能让一个国家的半导体产业陷入停滞。
这时候，大洋彼岸的那个东方大国，正站在半导体的十字路口，望着这台庞然大物，目光灼灼，却又充满无奈。
肆 被卡住的咽喉
2018年，中芯国际（SMIC）曾向ASML下了一台EUV光刻机的订单，定金都交了，预计2019年交货。
这台机器对于中国半导体产业来说，意义非凡。它意味着我们有机会在先进制程上跟上世界的步伐。
然而，就在设备即将发货的前夕，一场离奇的大火烧毁了ASML的部分工厂，紧接着，在美国政府的极限施压下，荷兰政府迟迟不肯发放出口许可证。
这台机器，至今仍停留在“待发货”的状态。
随着美国对中国半导体产业制裁的层层加码，从一开始的禁止EUV，到后来的禁止高端DUV，再到连日本尼康、佳能都被拉入“对华包围圈”，一张密不透风的大网，正试图将中国半导体锁死在成熟制程（28纳米以上）的孤岛上。
这种封锁的逻辑很清晰：芯片是现代工业的粮食，也是未来战争的灵魂。如果控制了光刻机，就控制了芯片制造的上限；控制了芯片，就扼住了对手产业升级的咽喉。
有人可能会问，我们连原子弹、氢弹都造得出来，连空间站都送得上天，为什么偏偏造不出一台光刻机？答案很简单：光刻机的难度，在某种维度上，比原子弹还要大。
原子弹是“一次性”的破坏，只要原理通了，材料够了，炸响了就是成功。但光刻机是极致精密的工业量产。它要求的不是造出一台原型机，而是造出一台能24小时不间断运行、故障率极低、良品率极高、且在极短时间内曝光数千片晶圆的工业母机。
这考验的不是某一项技术的单点突破，而是整个国家工业基础的综合水平。
一台EUV光刻机，需要顶级的激光技术（光）、顶级的精密磨削技术（镜）、顶级的精密控制技术（台）、顶级的流体力学技术（真空）、顶级的材料学技术（胶）。
在这张清单上，我们在很多领域都还只是追赶者，甚至是小学生。比如EUV所需的光刻胶，主要被日本JSR、信越化学等公司垄断。这种胶水需要在极短的曝光时间内发生化学反应，且不能有残留，其配方堪称商业机密中的机密。
再比如，光源系统中的激光器，需要极其稳定的输出功率和极窄的线宽，这方面我们虽然有长春光机所等国家队在攻关，但距离商用量产仍有距离。
这不是一个公司在战斗，这是整个中国基础工业体系在补课。
面对ASML的铁幕，中国并没有坐以待毙。一场代号为02专项（极大规模集成电路制造装备及成套工艺科技重大专项）的战役，早在2008年就已经打响。在这条隐秘战线上，我们已经看到了星星之火。
在光刻机最核心的双工件台领域，北京华卓精科已经打破了ASML的技术封锁。他们研发的双工件台系统，虽然在精度和速度上与ASML最顶级的EUV还有差距，但已经可以满足28纳米甚至更先进制程的需求，并已成功应用于国产光刻机上。这是一个从0到1的巨大跨越。
中科院长春光机所和上海光机所，这对光学的“绝代双骄”，正在日夜兼程。长春光机所已经研发出了EUV光源系统的核心技术，并在极紫外光学的镀膜技术上取得了重要进展。这虽然还是实验室里的成果，但距离工业化应用，只差“最后一公里”的工艺打磨。
整机集成领域，上海微电子装备（SMEE），是中国光刻机产业的独苗和希望。虽然目前量产交付的主力机型SSA600/20系列还停留在90纳米节点，但外界普遍推测，其28纳米浸没式光刻机已经进入了最后的验证阶段。
28纳米，听起来似乎并不性感，比起3纳米差了十万八千里。但请注意，28纳米是芯片产业的一道分水岭。
除了手机里的SoC和电脑CPU需要7纳米以下制程外，绝大多数的工业芯片、汽车芯片、物联网芯片、家电芯片，28纳米都已经足够用了。一旦掌握了28纳米光刻机的全自主制造，就意味着保住了国家工业安全的底线，能够满足国内70%以上的芯片需求。
这就像当年的“两弹一星”，先解决有没有的问题，再解决好不好的问题。
更值得关注的是，技术路线并非只有一条。ASML死磕EUV的时候，中国也在探索多重曝光技术、纳米压印技术、粒子加速器光源等新路径。
拿稳态微聚束光源来说，这是清华大学团队提出的一种全新概念。它利用粒子加速器产生高功率、高重频、窄带宽的EUV光。如果这条路走通了，我们可能不需要像ASML那样制造复杂的小型EUV光源，而是直接建一个巨大的“光刻厂”，用加速器产生的光源供给几十台光刻机同时工作。
这就是中国芯片产业的“饱和式救援”思维——当一条路被堵死时，我们会把所有可能的路都试一遍。
伍 尾声
2023年8月，当华为Mate 60 Pro悄然发售，搭载着那颗神秘的麒麟9000S芯片重回舞台中央时，整个科技界都沉默了。
虽然直到今天，官方也没有公布这颗芯片到底是用什么机器、什么工艺制造出来的，但它的出现，本身就是一个巨大的信号：封锁，并没有杀死中国芯片，反而逼出了一个更加独立、更加顽强的产业链。
ASML的CEO温彼得曾傲慢地说：“就算把图纸给中国，他们也造不出光刻机。”但到了2023年底，他的口风变了：“孤立中国是没有希望的，这会迫使他们创新，最终削弱西方的优势。”
这就是现实。
这场关于光刻机的战争，注定是一场漫长的马拉松。我们不需要盲目乐观，认为明天就能拳打ASML，脚踢英特尔；但我们也绝不应该妄自菲薄，认为我们注定是低端打工仔。
ASML用了40年，集结了欧美最顶尖的几十家公司，才堆出了这颗“明珠”。中国想要凭一己之力攻下这座堡垒，必然需要付出不止一代人的头发和青春。
参考资料：
[1] Miller, Chris. Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology. New York: Scribner, 2022.
[2] Raaijmakers, René. ASML's Architects: The Story of the High-Tech Struggle for the World's Most Powerful Chip Machine. Nijmegen: Techwatch Books, 2019.
[3] Khan, Saif, Alexander Mann, and Dahlia Peterson. "The Semiconductor Supply Chain: Assessing National Competitiveness." Center for Security and Emerging Technology (CSET), Georgetown University, January 2021.
[4] 谢志峰, 陈大明. 《芯事：一本书读懂芯片产业发展史》. 北京: 人民邮电出版社, 2018.
[5] 科学技术部. 《“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”科技重大专项（02专项）实施方案》. 北京, 2008.
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