|
|
# S9 Y$ U6 Y7 a# |
% p* u% S) E3 e5 O& u: O* d# z [3 n1 G
L V" X$ u: g5 a1 J
4月12日，彭博社以《美国曾有机会引领芯片制造，但却错过了》为题撰文。5 @3 j& l8 t: W6 V# o5 ^
文章指出，美国早期曾在半导体技术开发上发挥了至关重要的作用，但现在荷兰企业ASML垄断了关键芯片制造工具极紫外光刻机（EUV）的生产，台积电、三星等亚洲企业主导了先进芯片制造。
/ d5 p5 }+ V: }" O这篇文章认为，美国错失引领芯片制造的关键原因在于EUV光刻机。首先，早期很少有行业高管认可EUV可行；第二，曾经全球最大的芯片制造商英特尔，对何时引入EUV发生了误判。$ ]( E+ u4 H, ]5 _/ V4 `
! c. D, d9 g1 h
; X1 h8 g5 C1 `彭博社报道截图. H5 X5 k2 X6 \; z9 f5 C) [# Y
+ W1 | G) K* z3 B' B f; }; t- V$ R
& Z; o+ s. T" U w( V
观察者网编译原文如下：
% S2 @& S" |' v) p1 K& q' L这是一次史无前例的战略失误。
# ?! m$ O! u3 {* S7 N( b7 [早期，美国在开发半导体技术方面发挥了至关重要的作用，而半导体技术是当今人工智能革命的基础。然而，现在是一家荷兰公司垄断了这一过程，亚洲制造商主导了生产。 E1 [3 p1 _4 f) Y. d5 X
极紫外光刻机（EUV）可以说是目前世界上最重要的电子设备。
0 s9 v( X8 R$ g. n0 X' o它们的出现，使得芯片制造能力实现了跃升，为新一代人工智能发展铺平了道路。人工智能平台（如OpenAI的ChatGPT和谷歌的Gemini）执行了大量并行计算，代替了通常由人类来执行的大量任务。
0 J. x9 w' V# o, D9 W这使获得EUV技术成为美国等大国的国家经济安全问题。现在的问题是，EUV仅由一家公司制造：ASML。每台EUV都有一辆公共汽车那么大，成本超过2亿美元。迄今为止，ASML已售出200多台EUV，使该公司成为欧洲最有价值的科技股，市值超过3500亿美元。
& v" q2 E b8 `* M7 n; y0 A美国是如何放弃对这一关键技术控制的？部分原因是，早期在半导体行业中，很少高管认为EUV是可行的。另一个原因是，一直是全球最大芯片制造商的英特尔公司，发生了误判。# C6 [, Q& d6 g! I4 ^( ~
: J+ I0 e1 Y* O5 T4 g3 _5 A
/ b* \8 `, Z: d* U1 i. ~* Z, lEUV光刻机内部结构0 i/ i! _4 S9 P. g$ f* N
% c, X: ?. J$ }% r& @; L5 ]+ w! j
2 S5 F$ l2 S. e+ u% r抛开日本，支持ASML等研发EUV
L2 b( p+ h, n0 |% J6 o3 V( R6 i; Q9 @半导体芯片由晶体管组成——本质上是一系列门和开关，它们是现代计算中0和1的物理表现。为了使计算机更强大，半导体工程师们一直在寻求把晶体管做得更小。上个世纪中叶发明的第一个晶体管大约有一厘米长。现在它们只有几纳米，或者说十亿分之几米宽。
; W+ {( `% ~( N- x# z! ~在芯片制造的最初几十年里，可见光被用来在硅片上刻蚀图案来制造晶体管——这一过程被称为光刻——然后该行业才转向紫外光。' i) h; U7 V$ L$ k% d E8 z+ ^
在20世纪80年代，科学家们开始探索芯片制造如何才能达到接近原子的体积，以保持创新的步伐。总部位于新泽西州的贝尔实验室的研究人员开始研究极紫外光技术，紧随其后的是美国能源部的三个国家实验室：劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室和桑迪亚实验室，该部门最终为这项研究投入了数千万美元。1 l8 _4 x9 @: h
随着这些机构在一些技术要素上取得进展，他们意识到，要将极紫外光技术推向市场，行业支持是必不可少的。1997年，一家名为EUV LLC的公私合营组织成立，其中包括美国公司英特尔、AMD和摩托罗拉。这个组织最终扩大到包括光刻技术公司硅谷集团和ASML，后者也参与了欧洲一个类似的EUV研究联盟。
: o0 l; Z, a5 Q+ w7 T! d% {' G当时，日本的尼康和佳能是光刻领域最大的玩家，而日本似乎是美国在芯片制造领域主导地位的最大威胁。因此，华盛顿不愿在下一代技术的竞赛中帮助这个亚洲国家，而是支持硅谷集团和ASML。这家荷兰公司在EUV上重金押注。2001年，ASML斥资11亿美元收购了硅谷集团，成为EUV竞争中仅剩的一个玩家。当时，它预计到2006年EUV将具有商业可行性。
3 v% k# ]) c* @+ r' U
- u/ |! p9 N: v* N4 H, f% Q+ E* y7 T' l3 z# E
英特尔美国芯片工厂
: p1 h- _. X* w) F3 s0 k9 |
- V; X+ _: F) O9 [
4 @& [9 o t* @0 f. |6 y7 C英特尔发生误判
, s6 H: u" l# u, @事实证明，这种看法过于乐观。这项技术非常复杂。它包括用高功率激光以每秒5万次的速度轰击锡滴，产生能发射极紫外光的等离子体。这样的光在地球上不会自然产生，事实上它会被空气吸收，这个过程必须在真空中进行。然后，光线被一系列镜子聚焦，反射到一个准星上。掩膜上的图案，可以阻挡和吸收一些光线，这样就形成了要蚀刻到芯片上的电路图案。
- n% C/ a/ X( P+ S0 L/ L: `, C由于这些东西的运行规模，由德国蔡司公司制造的镜子必须要光滑得近乎不可思议：最大的瑕疵只有一个原子那么高。ASML表示，如果镜子按比例放大到一个国家的大小，那么最高的凸起将只有1毫米高。用激光轰击熔化的锡很麻烦。它需要定期清理，这意味着有很多停机时间。这使得人们很难想象这种机器是如何做到经济实惠的：半导体制造设备几乎需要每周7天、每天24小时不停地运转，才能证明数十亿美元的建造成本是合理的。. ]3 H$ P E E/ f( h8 q2 D4 v3 a
直到2012年，业界才开始认为这项技术可能是可行的。而且它仍然需要注入大量的资金。因此，ASML转向了其最大的客户：台积电投资14亿美元，三星电子投资9.74亿美元，英特尔投资41亿美元。当时，这三家芯片制造商总共持有ASML约四分之一的股票。
4 N* @# c2 a& C5 q, @这一策略奏效了。到2018年，ASML开始大量出货EUV。尽管早期的大部分运转都是在美国完成的，而英特尔是ASML最大的行业支持者，但第一代EUV设备没有一台运往英特尔。
+ B8 @1 F# ?, R1 W8 @1 Q7 ]这并不是ASML的选择，而是英特尔的。
" h3 b8 r- p5 a2 e2 j C+ `当时英特尔的首席执行官布莱恩·科再奇（Brian Krzanich）对这项技术能否产生规模经济效应没有信心。他把赌注押在了现有技术能够继续发挥作用上，直到他所看到的EUV问题得到解决。他有充分的理由充满自信：英特尔在尖端芯片制造工艺方面一直领先于同行。" i8 k9 z0 @5 T# F% K; y/ b) o0 p
事实证明这是一个错误。使用EUV工艺的台积电在2018年左右首次在技术上超过英特尔。包括苹果、英伟达和AMD在内的科技公司自己设计芯片，然后委托台积电制造。与此同时，英特尔正努力使用替代的“多重图形化”芯片光刻技术可靠地工作。当它将工艺调整到可以大规模生产的程度时，台积电和三星已经在生产更先进的半导体了。
1 Y; p- d, J# r$ S) T) \) h5 r9 A" d6 X: V: j- \. Z
$ I" w7 a, r1 b& ~
英特尔、英伟达和台积电市值对比
' V8 l- t8 I) k* C1 r
3 v2 T; ~) I& ~ E1 e% ?2 M% G- ^* a" O2 u* J. Z8 ]; i3 m* _8 z
英特尔高管不想重蹈覆辙( q" p+ I) a( E5 R7 v
时至今日，英特尔仍在被当初的误判所困扰。' a& k M! q! S- ?' x# ]2 r) v
2021年接任英特尔首席执行官的帕特•基辛格今年4月表示：“我们采取了很多措施来避免对EUV的需求，但正如你所看到的，这导致芯片功率、性能、面积和成本方面都存在不足。”
4 ]% o1 d+ M4 x股市证明了这个错误的严重程度。早在2012年投资ASML时，英特尔的市值是英伟达的15倍，几乎是台积电的2倍。现在，英特尔的规模只是这两家公司的一小部分：英特尔的市值为1640亿美元，台积电的市值为6500亿美元，英伟达的市值为2.2万亿美元。8 R6 @. o, \" s* `4 P" X f
这在很大程度上是由于英特尔没有接触到EUV技术。基辛格急于确保自己不会重蹈前任的覆辙。英特尔正在大力支持下一代EUV：高数值孔径。这种设备使用新的光学系统将光线聚焦到一个更小的点，该公司已经在俄勒冈州的一个地方安装了第一个预生产模型。3 Q" k) a; Q7 j+ Y
本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。
; e+ D$ j/ L7 W# R) a$ p2 H4 _0 }& ]9 }0 ?: _" o) c. [
, c3 O: ^4 {3 r5 f& \( S3 b4 G& L/ b/ h. W
- ; R" O' M& x; I. @/ J
* G- ?% s U" Z! G: R b& J& N7 Z: @- m6 a B
7 m/ T# }0 u1 G3 P$ p+ C# [
& Z# g( b: B- J& E7 Y, @
5 ~2 O. ^" S% U# n
# J% I0 w% X2 M/ \
9 b+ X; ?, Y5 d
4 M U8 L3 n) t2 t
+ B4 n; i i+ ]4 U( t2 Y. h6 }# @, ?. e( I6 }
1 E1 K. B, t' N- h/ B: |- % r" w: P. j2 X7 F0 _0 _# {, b
0 O- M" _/ o1 E9 F: \
' k/ G0 Q$ L' l2 o6 i2 Y2 y: M- ^ p# [% c
% u( \8 C: I$ E( _
8 b {5 o; c! T) k6 V3 M) G a
/ _1 ^* R- P1 U* m/ ]. I" h3 m) q1 r! }( J4 b, R
5 i: E8 ^+ i9 L
/ l# c! D; a% T$ F
查看原图 55K
' L; E; F- K- t" N3 j! O4 R
) B; E; G+ V5 A( p. K
1 }; Z' H% _. M3 f; c: r5 M
6 B% F6 @& t# O0 f8 k) w# G- / r# K) T k: p; i* I
( P) o7 ?0 j+ h) k$ h' C- G3 _) [5 m) y$ S0 l O
|
|
发表于 2024-4-13 09:26:00
楼主