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光刻机是芯片制造中的核心关键设备，现在被荷兰的公司ASML垄断。在这本花了整整7年写成的书中，讲述了ASML如何在20世纪60年代初到20世纪90年代中期登上了世界的舞台，为研究和制定半导体制造的发展路径提供了有益的参考。 一，ASML的成功 作者认为ASML的逐渐成功源于营销、开发、运营和物流，以及各部门之间的配合。 1，技术先进 ASML从客户的利益着眼，秉持“拥有价值”战略，非常重视实现产品的高精度、高产量。 在此方针的指引下，ASML开发了相位光栅、镜后测光、直线电动机等一系列革命性的先进技术。为了达到精度的极致，工程师们甚至周详地考虑到了温度、气压等因素对精密运动和变形的影响。 为了提高产量，ASML通过采用机器人、气动控制等技术，极力提升设备的自动化程度，并率先实现光刻机与工厂控制系统的集成，受到客户的广泛欢迎。 因此，尽管ASML的光刻机价格更贵，但其精度和生产率仍然可以帮助客户更快地赚回购置的成本。 ASML使用一切手段确保科技的领先，比如不吝斥巨额投资建设新厂房，在财务困境下仍不肯削减研发的费用，而宁可想办法四处借贷，让出差的管理、销售和服务团队改乘经济舱。在遭遇残酷价格竞争时，也坚持认为制造质量更好的机器是击败竞争对手的唯一途径。 在ASML的技术研发中，其母公司飞利浦、荷兰政府、欧共体都提供了源源不断的资金支持。 享有盛誉的飞利浦物理实验室（简称Natlab）承担前沿技术的研发，成为光刻机和各项核心技术诞生的摇篮。飞利浦的其他部门也在制造和应用等方面极力支持了ASML的技术发展和成熟。 2，高效运营 ASML在革新工作方式，实施标准化等方面实现了高效运营。 ASML的CEO没有受困于大量的工作，而是腾出时间来制定公司的战略，对公司的商业前景做出准确的判断。 在任何缺乏经验的领域，ASML乐于不惜成本雇用最高水准的外部专家。在专业的美国咨询公司Hay的帮助下，ASML建立了合理的组织架构，工作绩效评价体系和相对应的薪酬体系。 以往测试和组装5个系统部件至少需要半年时间，ASML采取了5个团队并行工作，减少了处理错误和等待的时间，并将测试和组装阶段的时长从2年半缩短到6个月。 ASML重视研发和制造的标准化，其产品开发过程高度标准化。 产品涉及的每个部件、每个模块、每个系统都有其12位的12NC编码以及随附的部件列表、图表和手册。所有这些文档不仅用于制造机器，而且包括售后服务和维修。 ASML坚持生产与研发同步，构建独特的物料需求计划（MRP）系统，以适应产品结构的快速变化。 这种方法最大的优点是使ASML的开发人员有机会设置工作的先后顺序。提前公布研发信息也加快了ASML与其供应商的合作速度，确保了交付的时间。 3，供应链管理 ASML在最初成立的几个月里，就确定了公司的定位：一家只进行研发和组装的公司。 ASML光刻机的配件供应商遍布全球，许多关键部件（分系统）是由供应商研发制造的，例如，光刻机的镜头（光学系统）是由德国蔡司提供的。ASML自身则专注于光刻机系统的集成和下一代产品的设计。 4，营销突围 在很长时间里，ASML的销售记录为零。在不断烧钱的巨大财务和激烈的市场竞争压力下，ASML必须实现营销突围。 ASML先弄清楚竞争对手的设计方法，设备的具体运行情况，确认了自身的精度和产量优势。 然后，针对对手的弱点，对客户展开广告攻势。在销售团队的不遗余力下，终于向AMD提供了一台免费使用的光刻机。 一家小型芯片制造商MMI购买了ASML的光刻机，使ASML真正成为一家拥有装机量的新晋竞争者。1987年，ASML的机器在MMI的成功终于说服了AMD下单。 在获得客户认可后，ASML也创新地采取了新的融资方式，让客户也为新技术的研发投资。此举既减轻了财务负担和开发风险，也使自己与客户的关系更加紧密。 ５，把握时机 在半导体的行业周期中，市场发展放缓反而对尚未准备好的ASML有利，使其有足够的时间重塑开发和生产部门，以便在景气回升时能够及时给客户供货。 1988年年底，台积电的工厂被烧，需要ASML修复17台机器。该订单在关键日期为财务重压下的ASML提供了至关重要的喘息之机。 在IBM要求设备制造商为8英寸晶圆制造生产设备时，ASML在美国的销售团队抓住了这个机会，进一步扩大了市场份额。 二，GCA的失败 对比ASML的成功，当时最大的光刻机制造商GCA的失败，也值得回顾和反思。 1，技术创新太慢 GCA的开发团队思维保守，只选择他们现有的成熟和便宜的技术，谋求尽快把产品推向市场。 而且在开发新架构时，公司还决定新机器要与原始的机型兼容。这严重束缚了开发团队的设计，使之没有机会创建一个全新的架构来改进整个系统。 2，缺乏专注 公司快速增长、客户投诉多、缺乏主次，使得高级管理层无法有效地指导产品开发。 开发团队疲于应付不断收到的客户投诉和需求，无法专注于改进和研发新一代机器。 在市场景气的情况下，公司盲目乐观，急于冒进其他设备领域，而不是专注于光刻机本身。 ３，不注重品质 20世纪80年代中期，蔡司的g线镜头是导致GCA失败的最终因素。因为急于向客户交付光刻机，GCA不在安装前检查镜头，交付了数百台带有故障镜头的光刻机。 GCA的技术没有统一标准。每个开发人员都孤立地开发自己的子系统，没有人考虑如何改善系统组件间的交互或整体的可靠性。 ４，与客户的关系不够紧密 美国芯片制造商不信任他们的设备供应商，更不想分享生产细节，因为他们害怕这些信息会被透露给竞争对手。 因此，GCA难以改进其技术，他们需要自行制定研发路线图。然而日本的设备开发商则与工艺运营商和芯片厂密切合作、互相学习。 类似的情况在另外一家德国公司蔡司上也存在。 这家有150年历史的公司早已忘记了如何创新，很少有员工乐于接受新想法。 蔡司固执地坚持使用机械快门，却被同质价廉的日本电子快门打败。镜头的生产严重依赖有经验的工人，产量和精度都极为有限。 蔡司对市场前景的估计也严重不足，不但忽视光刻机市场，更轻视这家荷兰公司的成就，造成交货时间非常不稳定。因为在蔡司几乎没人会说英语，ASML只能派懂德语的工程师与之沟通。 好在蔡司逐渐改进镜头的制作，采用数控机床（CNC）控制加工，并与ASML保持长期深度的合作，才避免了GCA那样的失败。 三，对中国的启示 １，半导体行业的特点 从ASML的发展历程，可以看出半导体行业具有高科技，高风险，资本密集，全球化等特点。 开发新技术、投资新厂房，动辄数亿美元，ASML常常被财务亏损压的透不过气，有时连正常发工资都难以为继，不得不尝试包括请求资金援助，供应商入股、股票上市等方式来缓解危机。 ２，关系国家安全 在20世纪70年代末的鼎盛时期，美国芯片设备制造商（尤其是GCA）产能不足时，他们优先供应美国客户，而日本半导体公司不得不长时间等待收货。这也是这个亚洲国家决定制造自己的设备，而不再依赖美国人的原因。 等到20世纪80年代，日本在DRAM领域领先美国。这下轮到美国和欧洲担心了，他们不愿意过于依赖亚洲。许多人认为放弃光刻机和对内存芯片生产等战略技术的控制是非常危险的，德国尤其坚持要保持技术的独立。 由于拥有最好的光刻技术的公司可以制造运行速度最快的芯片、最好的计算机以及最有效的武器，美国国防部认为GCA的失败威胁到了国家安全，无法容忍自己要完全依赖海外制造者来制造对自己来说最敏感的东西。 ３，集团作战 日本人敏锐地意识到半导体设备行业对国家的经济和政治具有战略意义，而且整个行业都团结一致，共同发展IT和电子行业。 日本巨头佳能和尼康在20世纪70年代已经开始研发芯片光刻技术。两家公司都拥有光学内部技术，并且资金充足。高度垂直整合的日本科技巨头在自己的计算机和设备中使用自己的芯片，并将零件出售给他们自己财团内的姊妹公司。 他们还得到了该国主要金融机构的支持，即使在20世纪８0年代的经济衰退期，仍然坚决地继续投资生产。 客户也给这两家公司巨大的现金流和丰富的机会，并协助他们完善技术，甚至允许他们拆开GCA的机器进行技术抄袭。 这就是日本芯片制造商在1981年成功占据高达70%的全球64Kb DRAM市场份额的原因。 ４，中国的战略 尽管中国芯片需求达到全球60％，占每年进口额的第一位，但中国自产的只有13％。 2020年8月4日，国务院以国发〔2020〕8号印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》。中国计划到2020年将半导体自给率提高到40%，到2025年提高到70%。 由于接近物理极限，目前在5纳米以下的半导体技术开发缓慢，给中国赶超世界水平创造了有利的时间窗口。相信在国家意志的统一协调下，不断加大研发投入和资金支持，中国的半导体行业必将快速崛起，一改受制于人的被动局面。 |
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