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业界人士都清楚光刻机设备对晶元的重要意义，但也许你会思考，既然如此重要，为何只有荷兰ASML一家独大？ASML的光刻机设备都流向了什么国家的哪些企业将做什么用途？国笔者将在本文一一探索

2018年12月底，荷兰光刻机公司Mapper正式宣布破产，竞争对手ASML在光刻机领域的霸主地位显然更加巩固。从破产传闻传出来起，到目前已经有多家公司表示有兴趣收购Mapper，其中就包括了ASML。

作为全球最大的光刻机设备和服务供应商，ASML不但占据了全球光刻机80%的市场份额，而且还是唯一能向客户供应高端EUV（极紫外光）光刻机的企业。当前，一台EUV光刻机售价超过1亿美元，而且还相当不好买。EUV光刻机年产量不高，从2013年首批2台EUV光刻机量产以来，到2019年ASML EUV光刻机预计年产量也只有30台。

此前，业界认为只有投资ASML才能够获得优先供货权。同时也有一种说法，受国外的核心技术封锁等限制，ASML并不向中国售卖高端光刻机，所以中国的晶元技术落后于其他国家。转机出现在去年上半年，中芯国际以1.2亿美元的价格抢购到一台EUV光刻机，按照约定ASML将于今年年初交付。

图1 2017年全球光刻机出货量及占比 数据来源：公开资料

ASML光刻机的市场占有率独具优势，分析其2017年出货信息可知：2017年全球共出货294台光刻机，其中近7成出自ASML公司，高端EUV光刻机仅有ASML一家可生产。2017年ASML共生产了198台光刻机，包括：EUV 11台、ArFi 76台、ArF14台、KrF 71台、i-line 26台；2017年佳能i-line光刻机出货50台，KrF光刻机出货20台。尼康出货ArFi光刻机6台，ArF光刻机8台，KrF光刻机2台，i-line光刻机10台。

自2013年技术有了新突破以来，ASML 大约共出货了47台EUV，2013-2016年出货18台，2017年出货11台。根据ASML公布的2018年前三个季度的财报可知，Q1 EUV出货3台、Q2 出货4台、Q3出货5台。截至发稿日，Q4数据暂未公布，预计出货6台。另外，ASML 2019年将计划出货30台EUV光刻机。随著ASML的强势竞争，尼康和佳能在高端光刻机市场的优势日益减弱，佳能甚至选择在2017年把目光聚焦在低端光刻机市场。

ASML的并购投资与被投资

  • 通过投资并购进行技术升级

虽然占据了全球80%的市场份额，但是ASML并非技术垄断。ASML光刻机设备90%的零部件都依赖外购，光源来自于美国Cymer（2013年，ASML完成对Cymer的收购），光学模组来自德国蔡司，计量设备来自美国是德科技，传送带则来自荷兰VDL集团。同时，ASML也非常重视并购投资以及与其他企业合作的策略，光刻机的研发需要投入巨大的人力物力财力，并事关全球半导体晶元的升级速度。

实际上，ASML也并非一直都一帆风顺。1984年，ASML从飞利浦公司半导体部门独立，独立后ASML专注研发光刻技术。创立初期ASML与日美同类企业相比，在技术方面稍显落后，且缺乏充裕的研发资金。为此，ASML决定走轻资产道路，基于该策略再加上母公司飞利浦的雪中送炭，ASML在1995年成功上市。

提升技术最便捷的方式即是通过并购来填补空白，在上市之后ASML开始了一系列的并购和投资。其中，最重要的一桩并购案是2013年以19.5亿欧元全资收购美国光学技术供应商Cymer，该起并购为高端EUV光刻机成功量产奠定了基础。2016年11月ASML收购了 Carl Zeiss SMT 24.9%的股权，ASML承诺将在未来6年内投资2.2亿欧元支持Carl Zeiss SMT在光学光刻技术上的研发，同时还将针对Carl Zeiss SMT的其他相关供应链投资5.4亿欧元。同年11月，ASML完成了对汉微科的收购，以强化其产业链的垂直整合能力。ASML并购投资详情见下表：

表1 ASML投资并购信息汇总

  • 三大巨头联合投资ASML

关键微影技术的研发迫切需要超紫外光（EUV）技术，在全球范围内只有ASML具备研发EUV光刻机的实力。为此，2012年全球三大晶元巨头公司英特尔、台积电和三星宣布联合投资ASML，并分别获取了ASML 15%、5%、3%的股权。

表2 ASML被投资信息汇总

最终，ASML EUV光刻机有了新的突破，2012年NXE3300B型号的EUV光刻机研制成功，采用22nm光源，数值孔径为0.33，2013年开始供货。2017年，更先进的EUV光刻机NXE3400B开始出货，该机型的解析度为13nm，使得7nm线宽的制程成为现实。2018年10月，台积电宣布基于EUV技术的7nm晶元已经流片成功。采用EUV光刻机的7nm 晶元，比采用DUV光刻机的晶元密度要提高20%，功耗降低6~12%。

表3 ASML EUV各种产品型号信息

EUV光刻机有所突破之后，三巨头也抛售了大部分ASML的股票。2015年底，台积电出售了其全部的ASML 股权，并从中获利6.95 亿美元。2016年9月，三星以6.06 亿欧元的价格出售630 万股ASML 股票，目前其ASML的股权降为1.45%。英特尔从2016年底才开始出售ASML的股权，经过两次减持股份之后，英特尔目前只占有不超过3%的股份。

随著EUV光刻工艺商业化，未来的5nm、3nm制程工艺晶元也有望依赖EUV光刻技术。据媒体报道，ASML已经与IMEC比利时微电子中心达成了新的合作协议，共同研发新一代EUV光刻机，将NA数值孔径提高到0.5，以进一步提升光刻工艺的微缩水平。

ASML的EUV光刻机都供给了谁？

ASML光刻机的客户来自IDM和Foundry工厂，其中以英特尔、台积电、三星、SK海力士为主。

国际电子商情记者收集整理了2018年ASML 公开的EUV光刻机订单，发现台积电预定了10台、三星预定了6台、英特尔预定 3台、格芯 1台、中芯国际 1台。值得注意的是，格芯在去年8月对外宣布放弃7nm工艺研发，转而优化14-12nm工艺。台积电和三星在2018年已经对外宣称，实现了7nm制程工艺晶元的量产。而英特尔目前仍在努力量产其10nm晶元，不过英特尔坚称其制程工艺标准相对更加严格：英特尔10nm晶元每平方毫米的晶体管数量为1亿个，三星与台积电的7nm晶元每平方毫米的晶体管数量也是1亿个，因此英特尔的10nm与台积电和三星的7nm相当。此外，值得关注的是中芯国际的订单是我国订购到的第一台EUV光刻机订单，该台设备将助力我国高端晶元自主制造，突破晶元产能限制问题。

虽然此前ASML也有将其他的光刻机产品售卖到中国，但是其主要客户是台积电中国大陆子公司南京Fab，三星电子中国子公司西安三星城Fab，SK海力士半导体中国子公司无锡Fab等外资工厂。而中芯国际抢购到EUV光刻机从侧面佐证了，ASML对中国大陆市场日益重视。2017年，当时的ASML中国区总裁金泳璇也正式澄清，ASML对大陆晶圆厂与国际客户一视同仁，只要客户下单EUV要进口到中国完全没有任何问题，否定了业界流传的ASML高端光刻机产品实行对中国禁售的说法。

紧接著，2018年上半年ASML在中国新成立了4家分公司，分布在合肥、成都、武汉、晋江四地。ASML想要进一步深耕中国市场的意图十分明显，也许未来我们将能看到会有更多的高端光刻机产品陆续进入中国，这也将促使我国晶元产业积极发展。

——The end


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