加载中…美国芯片制造的“史诗级失误”
(2024-05-21 12:00:00)| 分类： 军事与科技 |
美媒揭秘美国芯片制造的“史诗级失误”
2024年04月12日
美国在半导体技术发展的早期一花独放。而现在，一家荷兰公司垄断了半导体制造设备，亚洲制造商主导了生产。
极紫外光刻机(EUV)是目前世界上最重要的电子设备。它垄断着尖端芯片制造。
荷兰的阿斯麦独家生产高端EUV光刻机。每台EUV光刻机大小如一辆公共汽车，造价超过2亿美元。
阿斯麦已售出200多台EUV光刻机，其市值超过3500亿美元。
美国失去这一关键技术的控制权的原因：1.多数芯片行业高管认为EUV不可行。2.芯片制造商英特尔的误判。
硅芯片由晶体管组成，晶体管就是一系列栅极和开关，构成计算机中0和1的物理表现。
上世纪中叶发明的第一批晶体管有一厘米长，现在只有几纳米。
在芯片之初初，用见光在硅上刻蚀图案来制造晶体管，这一过程叫光刻。后来，可见光转向紫外光。
20世纪80年代，科学家们努力将芯片制造接近原子的尺度水平。
贝尔实验室开始研究极紫外线技术，美国能源部为此投入数千万美元。
要将极紫外线技术推向市场，行业支持必不可少。
1997年，一家名为EUV
LLC的公私合营公司成立，并得到了美国公司英特尔、AMD和摩托罗拉的支持。最终，它纳入了光刻公司硅谷集团和阿斯麦。
当时，日本的尼康、佳能是光刻巨头，也是美国主导芯片制造领域的最大威胁。因此，美国不愿帮助日本，而是支持硅谷集团和阿斯麦。
阿斯麦在2001年收购了硅谷集团，想在2006年使EUV技术商业化。
但EUV技术过于复杂，如，用高功率激光以每秒5万次的速度轰击锡滴，使其产生能发射极紫外光的等离子体。
极紫外光在地球上不会自然产生，会被空气吸收，这个过程必须在真空中进行。
然后，它被一系列镜子聚焦，反射在掩膜版的电路图案上，电路图案就被刻蚀在晶圆上。
这些设备的精度近乎不可思议，如德国蔡司公司的镜子必须光滑到最大凸起只有一个原子那么高。如果将镜子比做一个国家，凸起也只有1毫米高。
用激光轰击熔锡，要定期清理，这意味着有很多停机时间。
而半导体制造要24小时不停运转，才能实现合理的成本。
直到2012年，半导体产业才相信这项技术是可行的。但需注入天量资金。
在阿斯麦的求助下，台积电出资14亿美元，三星9.74亿美元，英特尔41亿美元。这三家芯片制造商当时持有阿斯麦四分之一的股票。
2018年，阿斯麦开始大量出货EUV光刻机。但第一代机器英特尔没得到一台。
不是阿斯麦不给，而是英特尔不要。英特尔时任CEO科再奇仍不相信这项技术能达到经济运行规模。
事实证明，这是一个误判。台积电使用EUV工艺的在2018年左右首次在技术上超过英特尔。
英特尔将传统工艺微调到可以大规模生产时，台积电和三星已经在生产更先进的半导体了。
现在，英特尔仍在为当初的误判而痛苦
2012年投资阿斯麦时，英特尔的市值是英伟达的15倍，是台积电的两倍。现在，它们已无法相提并论【英特尔市值1640亿美元，台积电6500亿美元，英伟达2.2万亿美元】。
如今，英特尔大力支持下一代EUV技术：高数值孔径(High
NA)，使用新的光学系统能将光线聚焦到一个更小的点。英特尔已经在俄勒冈州的一个工厂安装了第一个预生产模型。
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