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日本光学技术世界第一,为何偏偏是荷兰,造出全球顶尖的光刻机?

光刻机有着“人类最精密复杂的机器”之称,是现代顶尖技术的集结体。在该领域,荷兰ASML作为唯一能生产出,业界顶尖的EUV光刻机的厂商,毫无疑问地成为光刻机行业霸主。7FK21便民网
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光刻机的工作原理7FK21便民网
光刻机如何工作?简单来说,就是光刻机通过光源曝光,将设计完成的集成电路图,复印到硅片之上,从而形成图像。7FK21便民网
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光源自然是光刻机的关键之一,光源的波长对光刻机的工艺能力起到了决定性的作用。7FK21便民网
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日本强大的光学和半导体技术7FK21便民网
日本是光学技术老牌强国,诞生了索尼、尼康、佳能等光学巨头,至今日本光学技术仍然领先世界。7FK21便民网
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在半导体领域,日本也有这数十年的辉煌,拥有很高的话语权。7FK21便民网
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日本已经成为全球最大的半导体材料输出国,在光刻胶、硅晶圆等14种重要材料上,占据了全球超50%的份额。7FK21便民网
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同时,日本的半导体生产设备也令人瞩目。在国际半导体设备公司排行榜前15名中,来自日本的企业便占据了8席。7FK21便民网
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拥有如此强大光学、半导体技术的日本,也曾在光刻机领域风光无二。在上世纪80、90年代,日本光刻机对美国竞争对手呈现出碾压的态势。日本尼康更是占据全球光刻机领域50%以上的市场。7FK21便民网
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然而,如今为何偏偏是荷兰造出了全球顶尖的光刻机?尼康呢?7FK21便民网
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尼康的没落与ASML的崛起7FK21便民网
1984年ASML成立,当时尼康正春风得意,恐怕不曾想到,当时这个籍籍无名又穷困潦倒的ASML,有一天能够反超自己。但这样的事情,还是切切实实的发生了。7FK21便民网
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转折点:“浸润式”与“干式”投影技术路线之争7FK21便民网
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90年代,光刻机光源波长停滞在193nm,难以继续前进。为解决这一问题,当时半导体领域产生了两种思路:7FK21便民网
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一是,在干式光刻方案的基础上,攻克152nm的F2激光。这条路更稳健,尼康便是推崇者。7FK21便民网
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二是,EUV LLC联盟希望通过极紫外技术,实现突破。该设想十分激进,技术难度颇高,但一旦成功就能实现10nm以下芯片的制造。7FK21便民网
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不过,ASML却大胆地尝试了一种完全不同的技术,那便是台积电工程师林本坚提出的“浸润式光刻”方案。7FK21便民网
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2004年,ASML与台积电共同研发的浸润式微影机问世,赢得了世界的瞩目。虽然尼康也很快推出采用“干式光刻”方案的157nm产品。但是,无论是在应用成本、缩短光波效果上,都是ASML的产品更胜一筹。7FK21便民网
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这成为尼康与ASML身份转换的转折点。7FK21便民网
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尼康被排出“EUV群”,无翻身之力7FK21便民网
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由英特尔与美国能源部牵头的EUV LLC联盟,集结AMD、摩托罗拉等美国顶尖科技巨头,同时还有三大国家实验室的助力,可谓技术实力强悍、人才云集。7FK21便民网
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而它们之所以聚集于此,为得只有一件事:研究极紫外光刻机。7FK21便民网
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不过当时EUV LCC联盟遇到了一个关键的问题:美国光刻机企业在尼康的打击下,早已不成气候,该扶持谁来做这个光刻机领域的霸主?7FK21便民网
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当时,美国政府并不想让极紫外这项半导体核心技术落入他人之手。7FK21便民网
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不过,为加入EUV LLC联盟,ASML许下了众多承诺,如在美建厂、建立研发中心等。最终,EUV LLC联盟还是接纳了ASML。7FK21便民网
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而尼康则被排除在外。在当时提交给国会的一份报告中,有这样一句话:尼康可能会将技术转移回日本,从而彻底消灭美国的光刻机产业。美国自然不会让这样的事情发生。7FK21便民网
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由此,在美国的扶持之下ASML快速崛起,成为唯一能制造EUV光刻机的厂商,尼康则被ASML的光芒所掩盖。7FK21便民网
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如今,尼康更是因核心相机业务下滑,而计划裁员2000人,境况不佳。
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