全球芯片荒背景下,光刻机作为组成芯片生产线的关键设备同样供不应求。为把握芯片缺货潮所带来的市场机遇,晶圆制造商争相投资扩产,中芯国际、三星、台积电等厂商都在囤积光刻机。而盘踞在这些厂商头上的光刻机巨头ASML则成了这场芯片危机中最大的赢家。

 

十年前,三星电子出资3,630亿韩元(折合人民币约21亿元)购买了ASML的股份。到2020年,这家荷兰半导体设备制造商所持股份的价值激增了9倍。目前,该股份的价值约为4.5万亿韩元(折合人民币约262亿元),是投资额的12倍。

 

而2020年底,三星电子持有ASML的股票价值为3.35万亿韩元(约196亿人民币)。也就是2021年一个多季度的时间里,三星持有的这部分股票增长超过了1万亿韩元(人民币58亿),而且ASML的股价还在持续上涨中。

 

当初不看好的一笔投资

十年前,为了确保从该公司购买设备方面处于有利地位,三星购买了ASML 3%的股份。对于在晶圆代工中落后于台积电的三星电子来说,及时购买极紫外(EUV)设备至关重要。

 

与三星一同入股ASML的还有英特尔和台积电。他们是目前仅有的三家拥有ASMLEUV光刻机设备的公司。

 

当时,ASML要在18寸光刻机和EUV上两线作战,但实在是缺钱,于是拿出25%的股份向主要客户提出投资计划。那时ASML市值差不多就200亿美元。

 

据了解,这是当时还比较穷的ASML主动发起,而不是三大巨头主动投的。因为EUV技术难度巨大,项目失败风险惊人。

 

在股票锁定期到期后的2015年,台积电和英特尔先后卖掉所有ASML公司的股票,三星也卖掉了一半,只剩1.5%。

 

如今看来,三星还好没有将股票全部卖掉。

 

穷小子ASML逆袭史

三大巨头关键时刻的投资让ASML免去资金短缺之愁,才有了后来EUV光刻机设备的成功。如今,ASML是世界上唯一能够制造7nm及以下EUV(极紫外光刻)工艺的光刻机设备提供商。一台EUV(极紫外线)光刻机卖1.2亿欧元(折合人民币约9亿)都被争相抢购。

 

ASML是一家荷兰公司,诞生于上世纪,脱胎于飞利浦公司旗下的一个研究院。

 

成立之初,ASML面临的最大问题是资金短缺和技术落后,依赖飞利浦,靠贷款和政府补贴生存,但这并不妨碍它梦想成为市场霸主。

 

半导体产业属于资金密集型产业,光刻机作为推动摩尔定律最关键的设备,研发新产品时更需要庞大的资金投入。

 

彼时,市场被日本和美国公司占据,仅日本的“微影双雄”——尼康和佳能两大巨头已经占据了80%的市场份额。

 

在激烈的市场竞争中,ASML经历了许多惊心动魄的瞬间,发展前景存在很大的不确定性。

 

对ASML来说,1996年上市是一个很大的转折点,因为财务危机终于得以化解。此后ASML开始放手干,扩建产线,建设基础设施和研发,做好与“微影双雄”殊死 搏斗的准备。

 

ASML首先确定了模块化战略采购政策,编制清晰规范的外包合作协议,牢牢赶超、突破、把控光刻机最核心的技术,核心部件自制,其余部件采取模块化公开采购。

 

之后2012年,ASML斥资19.5亿欧元收购美国顶级光源企业Cymer,加速了ASML EUV光刻机的研发之路。并在最终打通了 EUV 产业链,推出 EUV 光刻机,对尼康和佳能做出了致命一击,奠定了自身光刻机龙头的地位。

 

决定晶圆代工胜负的“灵魂公司”

在风云变幻的商业竞争环境中,ASML击败竞争对手取得成功离不开大客户的支持,三星和台积电都是不可或缺的大客户。

 

“台积电实际上是在80年代末开始起家的,和飞利浦有着很久的历史渊源。台积电利用的是飞利浦公司开发的芯片生产技术,双方有交叉协议,所以在二十年前,飞利浦在台积电有股份,大约10%左右,但现在是没有股份的。”《光刻巨人:ASML的崛起之路》作者雷吉梅克曾在接受采访时表示台积电是ASML的贵人。

 

2004年,ASML和台积电共同研发出第一台浸润式微影光刻机,优秀的性能和稳定的技术,波长达132nm,全面碾压尼康的157nm,获得行业关注。

 

三星则是ASML在90年代期间一直想要拿下的客户,但是很长一段时间都没有成功。

 

1984年,三星的市场份额还是零,但到1993年,它已是第一大DRAM制造商,拥有全球10%以上的内存芯片市场。三星成了绝对的行业巨擘。当时三星对佳能和尼康很满意,无论是品质还是价格方面,因此不想替换自己的设备供应商。

 

直到三星在偶然间见识到阿麦斯设备的演示,才发现这个不起眼的公司生产的设备虽然贵了点,但是在后期的生产可以给自己带来更多收益。第一台PAS 5500于1995年2月到达三星。三星用它来开发一项0.26微米的工艺以生产16Mb DRAM。在随后的几年里,三星才对ASML有了信任。这对ASML能够稳定量产光刻机有了很大的帮助。

 

如今,台积电、三星正在“疯狂”抢夺ASML光刻机。除了为扩大产能外,更重要是为了保持先进制程上的领先。

 

4月9日,台积电已经从ASML下单订购了至少13台Twinscan NEX EUV光刻机。三星也决定不惜一切代价确保来自头部厂商的半导体设备供应,这其中就包括荷兰ASML的光刻机。

 

三星和台积电是全球晶圆代工仅剩的两大巨头,正在争相称霸。两家公司在晶圆制造方面的优势很相似,这场竞赛的成败关键在于谁能抢到更多先进设备。现在看来,世界头号光刻机厂商ASML将在这场晶圆代工之争中扮演关键角色。

 

鉴于这两家晶圆代工巨头和ASML都有着深厚的渊源,笔者认为这场晶圆代工之争暂时还胜负难分。
ASML表示,公司2018年-2020年的EUV设备出货量分别为18台、26台和31台。公司计划在2021年提高生产率将出货量提高到40台,但即使这个数量也不足以满足当前的所有需求。ASML的订单已经被预订到了2021年甚至2022年。

 

三星和台积电极有可能抢到ASML2021年将推出的40台EUV光刻机70%至80%的份额。截至2020年底,ASML已经为台积电提供了40台EUV光刻机,为三星提供了17-19台EUV光刻机。

 

SK海力士宣布,2021年到2025年将花费4.75万亿韩元(折合人民币约277亿)购买EUV设备。除去到运输和安装设备的成本,预计也就是18台EUV光刻机。

 

同样,英特尔也参与了这场EUV光刻机争夺战,宣布斥资200亿美元(折合人民币约1297亿)重返晶圆代工行业。毕竟这场全球半导体先进工艺研发的资本大战中,谁抢到了足够的高端设备,谁就占得更多的市场和先机。