光刻機的未來是什麼？

光刻機一直是被人們稱作現代光學的工業之花。廠商要研發並製造出光刻機，需要投入非常高的資金資源和人力資源，這使得半導體設備行業中只有極少數的幾家廠商能夠製造光刻機。伴隨著半導體行業的洗牌和日系廠商的沒落，現在也僅有荷蘭ASML（阿斯麥）為人類扛起了光刻技術的大梁。ASML被人們認為是一家集西方光學工業應用科學和半導體尖端製造設備技術於一體的高科技企業。ASML積累起的專利技術，以及在半導體及其相關行業中的影響力，是其他任何一家半導體廠商都沒法忽視的。

一方面，從2016年第3季到2017年第3季，ASML的凈銷售額是逐個季度遞增。在這近5個季度中，ASML的毛利率高到了什麼樣的程度？介於40%到50%之間！當然，ASML在這近5個季度中，還維持著20%到30%的凈利潤率。另一方面，僅僅是在2017年第2、3兩個季度中，ASML向廠商們供應的技術產品中，KrF和ArF這兩類光刻機的銷售價值比重之和超過了70%，EUV光刻機的價值比重相對地還不算大。並且，ASML的客戶主要來自於中國台灣省、韓國和美國的廠商。值得補充的是，2017年第1季，ASML向廠商提供的技術產品中，KrF和ArF光刻機的價值比重之和差不多為90%，且無EUV光刻機，中國大陸、中國台灣省、韓國和美國的廠商是ASML的主要客戶。

無論是半導體材料行業，還是半導體設備行業，基本上都是被國外廠商所壟斷。在半導體材料行業中，從2016年至今，日系廠商信越半導體和勝高科技在硅晶圓片市場中合計佔有過半的市場份額，掩膜板市場基本上是被美國福尼克斯、日本印刷株式會社DNP和日本凸版印刷株式會社Toppan三家所壟斷，光刻膠的核心技術依然由美、日廠商掌握，CMP材料市場被美國陶氏化學壟斷。在半導體設備行業中，美國廠商研製的熱處理、鍍膜設備和離子注入設備等半導體設備在業界中處於領先的地位，日本廠商研發和生產的刻蝕設備、塗膠設備、顯影機和測試設備等半導體設備在行業中有著突出的表現，ASML研發和製造的光刻機，尤其是高端光刻機，已然是行業中的第一名。2016年，半導體設備行業中的前十大廠商中，ASML便排在了第三的位置。

光刻機行業中原本有ASML、日本尼康和日本佳能三家巨頭。在193納米技術成為行業的主流技術後，ASML憑藉自身的技術和產品優勢，逐漸地甩開了尼康和佳能等競爭對手。之後，隨著台積電、三星和英特爾等晶元製造廠商爭相推進位程工藝朝著更尖端的方向發展，這些晶元製造廠商都將不得不用到更先進的光刻機。於是，EUV光刻機被晶元製造廠商寄予厚望。早在2012年，ASML為了加快研發EUV光刻機和18英寸硅晶圓片，便想到了邀請自己的主要客戶也參與到該投資和研發計劃中來。隨即，台積電、三星和英特爾均積極地參與到了該計劃中來。台積電向ASML投資8.38億歐元、三星向ASML投入5.03億歐元，英特爾向ASML投資最多，為25.13億歐元。

（注釋：EUV光刻機的技術原理圖。）

實際上，台積電、三星和英特爾這三大晶元製造廠商在當時也都是沒得選，因為尼康和佳能等廠商肯定是不具備研發可用於7納米製程工藝節點的EUV光刻機，反而只有ASML是最有可能研發出該光刻機出來。三大晶元製造廠商個個心知肚明，假如連在光刻機設備行業中排名第一的ASML都沒能成功地研發出EUV光刻機，那麼其他廠商更是沒有可能開發出EUV光刻機。倘若ASML研發EUV光刻機獲得了成功，那麼三家晶元製造巨頭向ASML投入的資金在後面不但能收回來，還能再賺上一大筆。現如今人們都看到了，ASML沒有辜負眾廠商們的希望，業已研製出了商用的EUV光刻機。單台EUV光刻機的售價貴到1億多歐元，相當於是一架F35隱身戰鬥機的價格。

ASML於1984年在荷蘭成立後至今，在市場中能夠一路發展到今天的規模，肯定是克服了很多的艱難險阻的。ASML的員工總數已不下於1.4萬人，其中包括了很多的尖端技術人才。ASML在16個國家總共設有70多個辦事機構。ASML每年的人均研發經費，在歐洲算是數一數二的廠商，有人可能會想了，ASML為什麼就能在光刻機行業中一路笑到最後？除開荷蘭本身的半導體產業優勢不談外，有媒體業者在對ASML的專利技術數據做過分析後得出了這麼兩個結論。

第一，ASML憑藉自有強大的技術研發能力在行業中獲得更高的話語權。ASML一直保持著很高的研發投入，特別是對關鍵技術的研發和創新。ASML甚至還曾拉上台積電、三星和英特爾等客戶，與自己一起來承擔相關的研發費用（風險）。ASML的總部雖然位於荷蘭，但ASML在各地的專利布局卻很是值得人們思考。ASML在各地申請的專利數量，從高到低依次是美國、日本、中國台灣省、韓國和中國大陸，即ASML是依據自己的客戶和競爭對手兩個因素在各地展開專利布局的。

第二，ASML與上下游的廠商、機構展開合作，從而確保自己的技術研發得以穩步地向前推進。比如，ASML花費巨資買入行業中領先的準分子激光源供應商美國Cymer，ASML耗費巨資投資業界中領先的光學系統供應商德國卡爾蔡司，ASML與中國上海微電子建立合作夥伴關係。有媒體報道過，「光刻機技術決定了半導體行業能夠發展到的上限，ASML出自荷蘭的飛利浦，當年的飛利浦是業內有名的高度垂直整合廠商，樣樣是自己來做，最後卻陷入到了重重困境中，ASML採用『開放式創新』的研發模式，在半導體行業中取得了舉足輕重的地位」。

（注釋：EUV光刻技術專利申請量排名，卡爾蔡司第一，ASML第二，尼康第四、佳能第六。）

好了，最後就可以回答這個問題了，即今後ASML會被行業中的其他廠商打敗嗎？答案是，ASML有著強大到令人感到可怕的護城河，ASML在行業中基本處於絕對壟斷的地位。這具體可以分成四點來說。一個是ASML已經掌握EUV光刻機的核心技術，這已經把其他對手更是遠遠地甩在了後面，未來有且只有ASML能夠為廠商們供應EUV光刻機。二個是EUV光刻機的研發費用非常的高，這足以讓其他廠商望而卻步。三個是台積電、三星和英特爾等晶元製造巨頭都和ASML有著十分緊密的合夥關係。四個是ASML和卡爾蔡是親密的戰略同盟，卡爾蔡司在自己所屬的領域，是「尋遍天下無敵手」，即便是有另外的廠商要研發EUV光刻機，也幾乎沒可能繞開卡爾蔡司的光學系統技術。換種說法是，只要ASML始終保持著健康且穩健的運營，不犯下致命的錯誤，將來恐怕是再無其他廠商能打敗ASML。至於EUV光刻機之後又會是什麼光刻機？這個問題現在來討論，沒有太大的意義。估計的話，ASML恐怕都還不清楚，EUV光刻機在未來又會是被什麼樣的光刻機所取代。

我只說我知道的，前兩年科學界就已經有共識了，現在以硅為材料的工藝已經接近極限了，也就是說不管未來光刻機有多麽厲害，如果沒有材料一切都是白搭，所以現在牛氣的公司都在尋找下一代材料，就比如石墨烯，而未來新一代的材料到底是什麼，現在還不好回答，假如說未來出來了一種顛覆性的材料的話，可能會有相應的技術出來來處理這種材料，那麼就對ASML是一個巨大的顛覆，否則在這個領域想要幹掉ASML只會越來越難。