当半导体制造的安全性都无法保障的时候,国产替代得咬牙提速了。
01
ASML表示可随时锁控光刻机路
面对美高层的施压,ASML做出保证:已出售的光刻机均留有“后门”?
前不久,《纽约时报》的权威报道指出,ASML的光刻机存在内部独特的程序,ASML可以远程控制这些光刻机,还可以自动摧毁光刻机,这番报道让全球震惊,意味着客户购买了光刻机,光刻机的控制权却不在企业手里。
《纽约时报》的报道还指出,ASML除了远程控制这些光刻机之外,还需要定期维护,一旦ASML没有提供相应的配件,根本无法以其他配件替代,这些光刻机就会变成废铁。
报道指出这也并非完全是ASML自己的意思,而是受到某特定国家的“暗示”,特定国家担忧这些先进设备会不受它控制的国家获取用于生产先进的芯片,影响特定国家的利益,因此要求ASML留下后手,以应对特定国家认为的风险。
这个消息传出后,也引起了全球芯片产业链的震惊和不满。不止中企,就连三星等也无法理解,这和“开后门”几乎没有区别,潜在风险太高了。
02
进退失据的“光刻机之王”
众所周知,ASML一些言论、做法很多时候都是在“压力”下出现,这个名义上的“光刻机之王”实际上并没有人们想象的“王的自由”。
今年6月5日,阿斯麦股价在隔夜交易中一度大涨超过8.1%,市值随之突破4100亿美元。这一涨幅使得阿斯麦在欧洲市场上的市值仅次于诺和诺德,成为第二大上市公司,并首次超越了奢侈品巨头LVMH。在不少人眼里,ASML是欧洲制造业、半导体业甚至科技行业的骄傲,可当我们细度ASML成长史后会发现,ASML恐怕早已不是欧洲人的ASML。
ASML成立于1984年4月1日,由飞利浦、ASM International和MIP三家荷兰企业联合创立。成立之初,ASML面临技术落后和资金不足的困境,加上产业周期性衰退,几乎陷入破产边缘。然而,在管理层的支持下,公司逐渐在光刻技术方面取得了显著进步,并推出了PAS 2000系列晶圆步进机。这些努力使ASML在i-line和干法准分子光源光刻领域占有一席之地。
ASML(阿斯麦尔)虽然是一家荷兰公司,但其在美国市场和资本市场上有着深厚的影响力,这主要归因于其与美国的紧密合作以及美国投资者的参与。
首先,ASML在成立初期就面临资金短缺的问题。为了成功进行首次公开募股(IPO),ASML的创始人之一Verdonschot向美国的投资银行CS First Boston和Morgan Stanley寻求帮助,并最终吸引了这些公司的参与。这两家美国投资银行不仅提供了资金支持,还帮助ASML在纳斯达克上市,从而吸引了更多的美国投资者。
其次,ASML通过与美国公司和机构的合作进一步巩固了其在美国市场的地位。例如,ASML加入了由英特尔、三星和台积电等美国半导体巨头组成的EUV LLC联盟,并获得了美国政府的支持,得以参与更强大的EUV显影技术研发。此外,ASML还收购了美国光源制造商Cymer,加速了EUV技术的开发。
在一系列资本和股权操作之下,ASML目前的股权结构主要由美国资本国际集团(Capital Research and Management Company,简称MSCI)和贝莱德集团(BlackRock Inc.)持有。根据公开资料,资本国际集团是ASML的最大股东,持股比例为15.81%。紧随其后的是贝莱德集团,持股比例约为7.95%至8.25%之间。此外,其他一些机构也持有一定比例的股份。例如,T. Rowe Price Group, Inc. 持有3.43%的股份,而Vanguard Group, Inc. 的持股比例为3.78%。
这样的股权结构意味着尽管ASML是一家荷兰公司,但其背后的主要股东均为美国资本。这使得ASML在某种程度上被视为一家美资企业。另外,台积电、三星等公司曾是ASML的股东,但目前这些公司的持股比例已经非常低,甚至不在大股东名单中。
ASML的主要股东包括:
·资本国际集团(Capital Research and Management Company),持股比例约15.81%
·贝莱德集团(BlackRock Inc.),持股比例约7.95%至8.25%
·T. Rowe Price Group, Inc.,持股比例3.43%
·Vanguard Group, Inc.,持股比例3.78%
作为一家美国资本控制的企业,ASML在某些决策上“听从”美方也就不足为奇了。
当然,作为一家独立的企业,ASML自然深知商业诚信的重要性。类似光刻机“后门”的做法,无疑反讽了西方的所谓契约精神,在以往的商业中,通行的看法都是客户付出了资金,买到了设备,设备所有权自然就归客户所有,然而如今光刻机的这个事情,显然抛弃了商业企业该有的底线。
因此,在某些场合下,ASML企业高管还是会为讨好目标客户而放出一些看似鸡血,却无法肯定作用的言论。如曾任ASML CEO的温彼得在将职务交接给现任CEO富凯的时候,不仅握着富凯的手送上祝愿,也不忘再叮嘱一句自己最为关注的中国市场,“不卖给中国EUV是政府们的选择,不是阿斯麦的选择。”——可问题是温彼得在卸任时说的话,到底能有多少权威呢?
而富凯作为阿斯麦新任CEO,也像是打预防针一样的表态:“不要指望我会把桌子掀翻,阿斯麦仍会以阿斯麦的方式经营下去。半导体供应链的脱钩极为昂贵和困难,人们迟早会认识到,在半导体领域取得成功的唯一途径,就是合作。”——作为一家上市企业,决策权在CEO还是大股东手里呢?
这样的“夹心”位置,让我们看到ASML股价在第二季度财报大赚的情况下依旧跌跌不休。
根据阿斯麦最新发布的二季度报告,公司实现总营收达到62.4亿欧元,环比增长18.0%,同比下滑9.6%,超过了管理层给出的62亿欧元指引上限,亦高出分析师预期的60亿欧元;净利润为15.78亿欧元,环比增长28.92%,较上一季度的12.24亿欧元有显著提升;毛利率也保持在51.5%的较高水平,超出管理层给出的51%指引上限,亦高出分析师预期的50.6%。
面对这样一份漂亮的财报,ASML股价为何走势如何疲软呢——中国市场!
从具体产品服务收入来源看,财报显示,第二季度ASML的新增订单金额为56亿欧元,其中25亿欧元为EUV光刻机订单。具体来看,第二季度ASML共卖出89台全新光刻机(光刻系统)和11台二手光刻机,较第一季度分别增加23台、7台。以此计算,二季度ASML共售出100台光刻机。
从净系统销售额的区域来源占比看,中国大陆依然是ASML的第一大销售市场,净系统销售额占比与一季度持平,但占比依然高达49%,即约23.33亿欧元(约合人民币185.19亿元)。
据ASML总裁兼首席执行官傅恪礼电话会议上表示:阿斯麦(ASML)2024年第三季度预期收入67-73亿欧元,市场预期为74.5亿欧元;公司预期第三季度毛利率50-51%,市场预期为51.12%,收入和毛利率业绩指引均不及预期。
然而,仅是2024年开年,荷兰政府就已经部分吊销了2023年发货NXT:2050i和NXT:2100i光刻系统的许可证,ASML当时就表示中国市场销售额将受10%至15%影响,而2024年下半年后,美对华限制延伸至"传统芯片"以及欧盟捣鼓中国传统芯片所谓“产能过剩”的问题,也让ASML业绩充满不确定性,毕竟当下传统芯片部分已经是阿斯麦的重要收入来源。
而路透社援引国际半导体组织SEMI的数据报道称,2025年中国芯片制造商的产能将增加 14%,增幅是世界其他国家的两倍多,将达到每月1010万片,约占全球总产量的三分之一。面对如此庞大的市场,ASML显然也很困扰。
03
国产突破是唯一选项
光刻技术作为半导体制造的关键技术之一,在整个半导体制造行业中扮演着重要的角色,决不允许存在“锁死”的风险,国产突破就是唯一选项。
众所周知,半导体光刻机市场呈现强垄断性特征,ASM、Nikon、Canon是全球半导体光刻机产业三大龙头,占据绝大部分市场份额,根据各公司官网数据,2023年ASML、Nikon、Canon半导体用光刻机销售量分别为449台、45台、187台,合计681台。
作为全球最顶尖的光刻机厂商,ASML拥有DUV&EUV、千式&漫没式等全系列光刻设备,执全球半导体产业之牛耳,很大程度上影响全球半导体产业的进步,其光刻技术及产品均处于全球领先地位。
ASML在浸没式光刻机领域全球领先,NXKT:2100i设备分辨率为38mm,产率为295wph:此外,ASML在EUV光刻机领域是绝对的垄断者,全球仅ASML一家公司实现了EUV设备的批量交付,其NXE:3600D EUV设备分辨率达到13nm,且最新的High-NA EUV设备也已交付客户。
相较ASML,Nikon在浸没式DUV方面也有少量出货,canon则聚焦中低端领域。国内来看,上海微电子是领航者,在“02专项”支持以及产业链公司的共同努力下,国产光刻机产业链不断完善:科益虹源已实现准分子激光光源的出货,炬光科技的光刻机用匀化器取得规模可观的营收,茂菜光学已掌握“光刻机曝光物镜超精密光学元件加工”核心技术且其精密光学器件已应用于国产光刻机中,华卓精科则在双工作台方面取得突破。
具体产品方面,上海微电子装备有限公司已经成功研发出国内首台28纳米分辨率的浸没式光刻机,并实现了量产。此外,上海微电子还在全力攻关28nm技术,通过双重曝光可以制造14nm芯片,尽管良品率有所下降。中科院光电技术研究所研制的国内首台新型超分辨率光刻机也已投入生产,采用365nm波长光源,单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。
虽然国产光刻机在某些节点上取得了突破,但整体技术水平仍需提升。目前,国产光刻机主要集中在90nm至180nm的精度范围内,而世界领先水平已经达到了5nm甚至3nm。
在当前海外对华制裁的背景下,光刻机是被限制的重点,国产化是唯一选择!
04
光刻机这座大山并不好翻
光刻机是半导体制造的核心设备,直接决定了半导体制程的先进程度。光刻、刻蚀、薄膜沉积被视为半导体制造的三大核心设备,其中,光刻是核心,集成电路更新迭代很大程度上直接依赖于光刻设备的进步;光刻机极为精密,对设备本身及各子系统的精密度要求极高,制造难度大,稀缺性极强。
目前市场主流光刻设备有i-line、KrF、ArF、ArFi、EUV五大类:分辨率、套刻精度、产率是光刻机的核心指标,其中,分辨率直接决定制程,极致的分辨率水平是光刻机产业不懈的追求,是光刻机最重要的指标,而套刻精度影响良率,产率影响光刻机的产能及经济性,此外,多重曝光技术可在光刻机分辨率不变的情况下进一步提高芯片制程,应用较为广泛。
光刻机完整曝光过程的光学路径大致描述如下:光來从激光光源出射,经过扩束、传输、转向、整形、匀化后进入照明透镜组,经准直。汇聚后出射至掩膜系统,最后经投影物镜组照射至晶圆,完成整个曝光过程。光刻曝光的完整光路极为复杂且精密,需要各种光学元件的精密搭配才能完成。此外,曝光期间,还需搭配光束采样及能量检测单元。
光刻机光学系统主要包括折射式和反射式两种,其中,折射式主要使用透镜,反射式主要使用反射镜。大部分光刻机都采用折射式光路。EUV光刻机采用反射式光路(掩膜也是反射式),原因为EUV光极易被各种介质吸收,反射式光路可很大程度上规避此问题。
EUN反射镜对反射率和镜面平滑度要求极高。对EUV反射镜来讲,提升其对EUV光的反射率是业界追求的目标,根据ASML官网信息,其EUV光刻机的反射镜由超过100层材料组成,目的便是最大限度地反射EUV光,根据《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》,采用Mo/Si多层膜结构可使反射光之间发生相长干涉,对13.5nm的EUV光有良好的反射率:此外,反射镜表面光滑也是至关重要的,ASML EUV光刻机的反射镜面的乎滑度小于一个原子厚度。
光刻设备是一项巨大的精密系统工程,需要全球顶尖的产业链资源协同完成,共同构成完整的产业链生态。
过去数十年时间里,ASML通过多种方式与上下游产业链公司建立了密切关系,为其在光刻设备领域取得巨大成功奠定了基础。1986年ASML与光学镜头龙头蔡司建立了合作伙伴关系,2001年收购硅谷光刻集团、2013年收购激光光源龙头Cwmer,2016年收购HM1,2018年收购Mapper;此外,ASML与下游芯片代工巨头关系密切,于2012年获得Inte1、台积电、三星的投资,作为其CCIP项目的一部分共同推动EUV设备的开发。
总体而言,当下ASML产业链遍布全球,若海外对华半导体制裁进一步加剧,可能对国内光刻机产业链带来不利影响。
05
可学习“北方邻居”
无论是远程锁死光刻机还是禁售,面对这些问题的显然不止我国一家。
针对这一情况,俄半导体率先开始行动了,据俄媒透露,俄半导体目前正在加快逆向工程。具体地,就是对ASML公司的先进光刻机进行全面的拆解,再让专业人士进行深入的研究,从而掌握EUV光刻机的原理和核心技术。在此基础上,俄半导体再进行技术创新和研发,就能打破美西方的技术“卡脖”。
截至到目前,俄半导体已经成功研发了90nm光刻机,且大幅降低了交付周期,并且价格也更实在,对比荷兰ASML公司的光刻机,综合竞争力更强。据业内人士透露,预计在2025年,俄半导体就能实现28nm光刻机量产,且争取在2030年就能突破10nm先进工艺,很显然,俄半导体并没有妥协,而是对标荷兰ASML公司,想要利用更多元的方式来实现技术突破,打破美西方的技术垄断。
值得一提的是,俄半导体还放开了专利限制,由于美西方霸道的技术封锁,俄也不打算再遵循国际知识产权规则,俄正式决定,不再承认和保护非友好国家在俄内的技术专利,换言之,谁对俄不友好,你们家的专利技术保护就不被承认。也就是说,俄可以随便使用这些专利技术,且不再被承认是侵权。不得不承认,还是俄的回击方式更加直接且强硬。
虽然俄罗斯本土缺乏生产高性能、商业上可行的微芯片的现代技术,但这并不意味着当地制造商不知道如何生产半导体芯体。例如,据光刻专业人士Denis Shamiryan介绍,俄罗斯公司Mikron已经掌握了大规模生产中的180nm技术和单件生产中的90nm技术。对于90nm工艺,Mikron使用意法半导体光刻设备。Mikron的民用产品仅限于银行卡和护照芯片,其年产量达到40亿个微芯片。
正如Shamiryan回忆的那样,俄罗斯还计划在莫斯科地区泽列诺格勒的Angstrem-T生产芯片,使用130nm和90nm技术。2000年代末,Angstrem-T从AMD位于德累斯顿的Fab36工厂购买了完整的ASML生产线。然而,这些计划从未实现,因为Angstrem-T在2019年被宣布破产。然而,另一家名为Angstrem位于泽伦格勒的实体生产了一系列微芯片。
对于俄罗斯来说,自主制造芯片离不开关键的半导体设备,特别是光刻机。目前全球主要的193nm(“深紫外”)波长的DUV光刻机供应商只有ASML、尼康和佳能,而13.5nm的(“极紫外”,接近X射线范围)波长的EUV光刻机只有ASML可以制造。
ASML发言人向The Insider证实,ASML公司从未向俄罗斯出售过大量设备。自2014年以来,只有价值5000万美元的ASML品牌光刻机进口到俄罗斯。虽然5000万美元价值看起来不少,但这甚至都买不到一台EUV光刻机。
ASML声称,俄罗斯只从第三国进口了拆除的旧设备的零件。乌克兰出版物《真理报》在很大程度上证实了这一评估。据报道,截至2022年,俄罗斯有五台波长范围为365至193纳米的ASML光刻机(均为PAS 5000系列)正在运行,分别位于俄罗斯系统分析科学研究所、Mapper、Zelenograd纳米技术中心和Mikron。
其次,在半导体原材料方面,俄罗斯积极推动国产替代的同时也进行了广泛备货,从而最大限度避免受制于人。
一方面,俄罗斯政府加大了对国产半导体材料的研发投入,鼓励企业通过技术创新实现关键原材料的自主生产。例如,在硅片、光刻胶等关键材料领域,俄罗斯企业已经取得了一定的突破。
另一方面,俄罗斯在全球范围内进行资源整合,与多个国家和地区建立合作关系,以确保半导体原材料的稳定供应。通过半导体产业发达国家的企业合作,俄罗斯不仅获得了先进的技术支持,还储备了大量关键原材料,为国内半导体产业发展提供了有力保障。
总体而言,俄罗斯在半导体原材料方面的战略布局,展现了其国家意志和产业发展的决心。推动本国半导体产业国产替代化的同时,俄罗斯的经验也为其他国家在类似领域的发展提供了借鉴和启示。
来源:壹零社