ASML：光刻机之王如何炼成？

本文来自微信公众号： XYY的读书笔记 ，作者：肖俨衍，原文标题：《【读书】ASML：光刻机之王如何炼成？》

前言&书籍：光刻机是芯片生产的最核心的设备，而ASML凭借在DUV技术上选择成功，以及EUV等先进技术上数十年的巨额艰苦投资，成为光刻机之王，市占率达到90%，高端EUV甚至100%。如今芯片产业成为全球地缘政治核心抓手，而ASML也被夹在大国中间。《Focus》by Marc Hijink这本书作者是荷兰的商业记者，这本书是ASML认可的官方传记，系统梳理了ASML崛起的过程。

飞利浦时代

短视的飞利浦，差点胎死腹中。ASML的技术源头是飞利浦的NatLab，对标的是Bell Lab，1983年Steef Wittekoek在飞利浦的技术期刊上发表了一篇“Optical Aspects of the Silicon Repeater”的论文，Repeater就是当年类似光刻机称号，其核心亮点技术是步进式（此前主流技术都是一体化），可以更自动化高效生产芯片。类似技术可以追寻到1973年，其论文作者Bouwhuis也是CD技术发明者，为飞利浦赚了不少钱。1980年代飞利浦也有芯片业务，不过主要是过时技术。1980年代，随着日本等竞争对手崛起，飞利浦已经开始走下坡路了，此时大笔投资光刻机显然有点心虚。不仅如此，此时飞利浦的高管们正在思考如何把公司拆分卖个高价（知道自己不行也不算太差）。1978年，飞利浦内部开会研究是否应该为光刻机成立一个独立公司，只有一位高管Wim Troost举手，他成为ASML的始作俑者。Troost当时已经快到退休年龄，但如果没有他，飞利浦估计就会放弃这项优势技术了（当时已经有PAS2000原型机了）。体现飞利浦的短视另一个案例是当时一家美国公司（Perkin Elmer，是当时美国光刻机主要玩家）看中了这项先进技术准备合作，派了不少技术专家到荷兰探讨，结果飞利浦一直没有回应，合作最终也就不了了之。Troost对飞利浦彻底失望，他决定自己去市场推销PAS2000。

ASM合并成立ASML。Troost团队接触到了荷兰当时著名企业家Arthur Del Prado，其创立的ASM International也聚焦先进芯片生产设备，且刚刚完成了IPO，两个团队准备合并。最开始飞利浦还不同意，但后来其光刻机业务和飞利浦合并成为唯一选项——1984年3月，两家公司分别投入750万荷兰盾，各占50%股份成立了ASML（全称是ASM Lithography）。Troost带着40名飞利浦的员工加入了合资公司，这在当时绝对是异类，因为当时飞利浦员工意味着顶级的福利。即使是Steef Wittekoek（论文作者）也和NatLab要了2年内回归的确认期才过来。跟随过来工程师中有Marin Van Den Brink和Frits van Hout，这两位年轻人将成为后来ASML的技术基石。Troost在把ASML团队建立好后就退休了，接班的是Gjalt Smit，其和飞利浦保持了良好的关系，不过显然他不是大公司政治的爱好者。

Smit定战略时期，AMD成为客户。没有人看好ASML的未来，包括员工在内。但Smit认为ASML的光刻机相比于当时主流的光刻机，技术优势显著。Smit到硅谷面向Intel，德州仪器等厂商推销产品，得到答复是你卖了50台产品后再说（巨头不想当小白鼠，风险厌恶，从0到1最难）。Smit仍然保持信仰，他认为巨头虽然守旧，但ASML如果能够提供代际级别的技术创新产品，提供更好对齐系统，更精确的透镜等功能，他们迟早会上钩的。做到这些技术优势需要投资，Smit回到ASM和飞利浦申请2亿荷兰盾的研发费用投资，这笔钱显然超过了预算，不过Smit让老板们认识到了ASML的潜力，这很重要。Smit从航空工业找到灵感，他认为ASML应该尽可能外包零部件生产，且应该离客户越近越好。例如，相比Nikon的竞对自己生产光学镜片不同，ASML需要选择外部最佳合作伙伴，其选择是德国的蔡司，而蔡司对于当时名不见经传的ASML合作是半信半疑的态度，且蔡司需要为ASML的机器（当时PAS 2500）定制对应的光学透镜。1980年代，日本崛起伴随着日本芯片产品崛起，由此ASML估计在日本市场没戏（日本一般都是垂直一体化封闭模式），Smit认为ASML核心客户应该是美国客户。1985年ASML开始费尔德霍芬（Veldhoven）建设总部，包括需要的生产设备和无尘生产车间等。ASML的建筑命名规则直接是1号，2号，理工男风格。当时AMD的创始人Jerry Sanders已经公开对美国光刻机的稳定性和可靠性提出质疑，而ASML上下员工则坚信自己有技术优势，可以实现超越。ASML当时核心产品是PAS 2400，每小时可以曝光90张晶圆，其给AMD展示产品之前，Steef Wittekoek临时发现了一个电动马达问题，在36小时内ASML派另一位员工飞到硅谷解决这个问题（AMD不知道）。AMD最终下了25台订单，1987年之前交货。

不垂直一体化，选择合作模式

飞利浦、台积电和ASML。ASM的老板Del Prado愈发对Smit的大手花钱的态度不满，俩人之间矛盾积累。最终1987年Smit离开ASML，而Prado也在1988年将自己股份卖给了飞利浦。ASML的发展还受到了荷兰政府的支持，初期ASML大概一半的研发费用来自政府补助（亿级别荷兰盾）。当时飞利浦还拉着西门子，联合荷兰&德国两国政府搞了个芯片大项目，投资大概5亿欧元，不过最后没什么结果。此外，1987年张忠谋在台湾主导成立台积电，需要找投资方，日本、Intel等厂商都没有兴趣，飞利浦答应投资获得了台积电28%股份（这笔投资赚了几十亿美元）。更重要的是，这笔投资让ASML获得了此后最重要合作伙伴和客户，Troost最早是免费将光刻机送给台积电试用的。1990年，Willem Maris接班成为ASML的CEO，其面临的仍然是一个不稳定的ASML，其主要靠飞利浦和政府补助活着。当时飞利浦已经自身难保，开启了大裁员，但面临困难其仍然给了ASML3600万荷兰盾的贷款，维持公司生存线。如前文所言，ASML主要负责光刻机的设计和组装，其90%的零部件都是对外采购，每个部件都有12位的代码，开头都是4022，至今这个代码依然可以用来溯源，而这一套运行方式就来自飞利浦的DNA。ASML对供应商要求是速度快和质量好，负责且灵活的供应商网络（700多个供应商）是ASML保持竞争力的核心优势之一。

例如，蔡司是ASML最重要的供应商（没有之一），其著名产品包括显微镜、玻璃和镜头制品，其同时也给光刻机提供透镜。150年前其创始人Carl Zeiss开始推销自己发明的显微镜，二战后蔡司所在地区变成了民主德国，美国提前将其核心的工程师们迁移到了联邦德国。蔡司和ASML之间的信任建立经历了长期过程，早期ASML定制镜片问蔡司要设计信息，德国人说是商业机密。而蔡司对于半导体的周期性也感到烦恼。ASML是创业公司讲究迭代速度，而蔡司则坚持自己速度，两边经常节奏错位。不过到1990年代，两家公司已经喊出了俩家公司，一个生意的结成命运共同体的口号。

传奇的PAS5500和Martin成为ASML技术主导。1989年ASML的客户仅有台积电，AMD和美光，其仍然是一个弱不经风的小公司。当时日本Nikon等光刻机厂商崛起并且逐步击败了美国竞对，ASML思考自己如何才能战胜日本对手（很自信）？传奇工程师Martin Van Den Brink拿出了传奇的PAS 5500（1991年正式上市），这个型号至今30年后仍在产出芯片。5500第一次采用模块化设计，大概分为10个模块，包括镜片、光源、机器手等，每个模块单独设计制作，像乐高积木一样拼接在一起。由此，机器每个模块都可以单独升级，带来产品竞争力。5500成为革命性产品，连巨头IBM也很快成为ASML的客户，ASML也从光刻机第三变成了第二。回到Martin，其生于1957年，从小就是技术男孩，大学选择也是电子专业，加入ASML后其受到了Wittekoek（最初论文作者）的深度赏识，逐步成为技术骨干。5500奠定了Martin在ASML技术的主导地位，1995年其被提拔了技术副总裁，99年加入了董事会，14年后成为了CTO和总裁（双核之一）。1991和92年ASML总共卖出了36台光刻机，依然亏损。但1993年凭借爆款5500公司实现了首次盈利。三星也在1995年正式成为ASML客户，基于其光刻机生产内存芯片。

ASML的IPO和Peter Wennink。5500还首次用上了新光源深紫外光（deep ultraviolet light，简称DUV），并且从步进式（Step）进阶到步进扫描式（Step&Scan），其能够更快速度的生产尺寸更大的晶圆。至此，美国的竞对已经落后，即使针对日本Nikon等对手，ASML也已经不怵了。5500的成功，反而使得Martin差点离开ASML，主要原因是其感觉公司不支持他开发下一代光刻机，他准备跳槽到竞对。后来CEO Maris等极力劝阻，Martin被稳住了。1995年ASML在美国纳斯达克和荷兰交易所同时IPO，40名技术骨干拿到股票，其他员工也有可选股权激励计划，IPO取得了很大成功。如果从IPO买入ASML股票持有至今，回报是600倍。不过从上市后，飞利浦就开始持续卖出ASML股票。这和飞利浦持有台积电股票类似，飞利浦在ASML和台积电的持股如果持有至今，每家都有千亿美元级别（卖早了，其实际收益估计只有几十亿级别）。最后，此次IPO过程中还有一位审计师Peter Wennink参与，其后来将成为ASML的CFO，直至和Martin一起成为双核。Peter同样生于1957年，从小就被教育“知道自己位置”。ASML是Peter主动争取到的IPO项目，也是他第一个IPO，很成功。Peter加入ASML后，其很快展现出沟通和建立关系层面的天赋。

从Rhenish Model到Anglo-Saxon Style。1999年，CEO Maris卸任，接班的是英国人Doug Dunn，其为ASML带来了运营效率层面提升。当时ASML每年生产200台光刻机（2000年由于科网泡沫增长到368台），而公司领导对控制成本等运营效率却关注较少。ASML此前主要是遵循莱茵资本主义模式，核心是聚焦业务，推崇工匠精神，应该关注长期利润而不是短期。德国、瑞士、法国等都推崇此类企业精神，而ASML的核心供应商也来自这类地区。相反的，安格鲁萨克逊风格则来自英国，其强调短期利润和股东满意，英国CEO Dunn为ASML带来了新的风格。2001年，ASML本来目标是700台，结果互联网泡沫破裂，最终只卖了197台，公司在纸面上已经破产了。Dunn介入危机处理模式，并且开始缩减供应商订单，不少供应商陷入破产危险，Dunn的措施警示供应商半导体就是周期明显的行业。连蔡司都对ASML砍订单表示极端不满，并且展现出合作消极性。Martin对Dunn的措施也有点不满，觉得他做得太过了，ASML应该和核心供应商风险收益均摊。

成为全球光刻机第一

收购美国竞对SVG&浸没式DUV，跻身全球光刻机第一。2001年泡沫危机时候Dunn正在主导ASML收购美国光刻机竞对SVG（16亿美元），其核心目的其实是拿下Intel这个大客户，后者是SVG重要大客户，且处于爱国维度，需要支持SVG这个美国光刻机的独苗。无奈SVG确实不给力，甚至成为Intel自身发展的阻力。这笔交易需要美国政府审批，很多内部人士提出国家安全为由反对并购。这笔交易2001年最终获得审批，主要原因是Intel力挺（因为是卸掉SVG这个包袱最好方法），而ASML也如愿获得了Intel这个大客户，Dunn对SVG所有的技术没有兴趣。到2001年，半导体工艺已经进入100nm范围，光刻机也需要新的进步技术，一种代际性解决方案是EUV（Extreme Ultraviolet Light），其可以直接将光波长从193nm缩小到13.5nm，但其技术仍然需要10-20年痛苦研发过程。另一种潜在方案是157nm的干式方案，这也是日本Nikon等玩家重点押注的方向，但这种方案最终证明太贵没有竞争力；最后一种来自台积电提出的浸没式技术出现，使得DUV也迎来一次重大升级。其基础原理是在光源和透镜之间增加一层水滴层，从而进一步缩小波长。但其对工艺提出更高要求，水需要相对精致，空气也需要保持稳定。ASML坚定选择和台积电合作采用新模式技术，并且2004年推出第一台浸没式DUV光刻机，成为ASML击败日本光刻机厂商关键战役。此后，ASML推出了TwinScan平台，可以扫描，曝光同时进行，进一步提升了光刻机的效率。ASML由此成为全球光刻机第一。

日本的复仇。2001年Nikon对ASML掀起了专利战（比亚迪等日本企业挑战者都遭遇过类似的待遇），Nikon在美国加州和华盛顿提起了诉讼，目标就是打击ASML最重要的美国市场。ASML的CEO Dunn亲自前往Nikon寻求和解（1亿美元和解金），日本人不动摇，ASML需要应战。结果是在华盛顿法院不认可Nikon的专利，ASML宣布完胜，而在加州则以8700万和解金结束。ASML身处科技行业，专利申请对于保护自身也至关重要，公司内部拥有专利名人堂制度，超过200项专利申请员工相片可以挂在名人堂（2023年，ASML申请了1.6万项专利）。

修复和蔡司关系。Dunn带来萨克逊风格惹毛了最重要供应商蔡司，2004年Dunn离开了ASML，法国人Eric Meurice接班，ASML开始和蔡司缓和关系。而此时光学镜片占光刻机成本25%，Martin尤其恼火蔡司的镜片竟然不保修，出了问题ASML自己负责。此外，蔡司的镜片始终是固定价格，从不打折。而随着ASML发展不断加速，其对于镜片要求也需要加速。然而，蔡司始终是研究所风格，其坚持光学镜片研发需要提前3年，无法加速。就像怀胎十月一样，是必经过程。Martin甚至想过收购蔡司，不过其对于德国人显然属于非卖品。双方谈判最终结果是利益风险共担：ASML提前支付三分之一的订单金额，而蔡司需要提供担保，以及对突发订单的灵活性。

ASML光刻机设计方法论。一条半导体产线的30%成本花在光刻机上，而光刻机结构越来越复杂，已经远远超过单个人能够理解程度，只能靠整个团队分工来解决。要设计一款产品，首先是需要从客户需求出发设计机器的系统架构，例如如果客户需要一小时生产290片而不是270片晶圆，系统架构就需要更快速的马达。一台光刻机性能取决于三个核心要素：网格精细度，其决定打印集成电路精细度；其次是层叠精度，其同样决定半导体结构精细度；晶圆移动速度，整个系统构成需要和客户探讨。而整个系统需要权衡时间、技术要求、成本，而基础原则就是够用就好。一款新的产品由项目经理具体负责，整体开发过程则被分为十四步，例如第一次原型机，第一次交给制造商等。此后，整台机器会被分为多个模块，每个模块再指派一位负责人。此后整个机器研发过程，本质上也是不同模块团队合作的过程。这种合作过程，有效的沟通至关重要。不同领域的工程师重点工作之一就是寻找系统的bug，在扁平化的ASML内部，其更多是互相验证检查错误的合作关系。Martin在整个开发过程中除了把握大方向，主要任务就是做减法——他认为ASML的机器已经足够复杂了，没有必要再额外增加复杂程度，只要能满足客户需求即可。当不同部门争夺预算时候则是竞争关系，如果你不能有力发声，大概率就会是吃亏的那个。项目经理需要确保设备能够按时交付，此外ASML光刻机交付后仍然需要持续的维护，尤其是ASML习惯先交付80%完美度的产品给客户，在使用中迭代改进。

复杂系统像黑盒。足够复杂的光刻机系统，出了问题就和AI一样像个黑盒。走进半导体生产超净间，你会发现光刻机始终是“最靓的崽”，而光刻机大约98%时候是运行正常的，但也有少数突发事件导致宕机。这类问题往往像解迷宫（黑盒），因为光刻机系统太复杂了，任何一点环境小变化都可能带来系统宕机，而寻找这些问题源头往往需要花几个月。比如台积电在凤凰城fab里面的光刻机经常每次重启后2小时内良率不稳定，此后恢复。最后发现是水滴导致纳米级别的波动所致。比如Intel的工厂曾经发现在午夜经常出现良率下降问题，结果发现是附近农场牛放屁，午夜风向转变导致工厂空气杂质导致的。Intel最终只能花钱请农场搬走，而此后每次芯片厂选址都得注意附近有没有牛。还有人觉得光刻机被诅咒了（因为实在找不到问题），其在光刻机上加一个红色条幅结果真的解决问题了（玄之又玄）。

十数年的EUV研发冒险

提前15年垄断EUV。随着芯片工艺越来越精密，其要求施工精度持续降低，DUV光刻机需要迭代到下一代了。其实研发下一代的工作从2000年就开始了，但谁也没想到用了接近20年才落地成熟产品。有三个潜在技术方案：离子束，电子束，和极紫外光（EUV），ASML押注的是EUV，主要原因是其产能效率显著更高，经济性显著领先。然而，EUV同样需要极度复杂的技术，比如其光源来自极强的激光发射产生的等离子体，光源的温度远远超过太阳表面（50万摄氏度VS5500度）。EUV科研研究从1980年代就开始了，1997年Intel还专门组织了EUV研发项目组，不过随着苏联解体，美国国防预算下降，这类项目优先级也被降低。最终2001年Intel主要支持搞出来一台10nm的样机，成本高达2.5亿美元，且仍然需要2.5-7.5亿美元才能大规模生产。由此可见，ASML不是最先进军EUV研发领域的，从1995年开始进入可行性论证，1997年确定蔡司具备生产EUV级别精度透镜的能力，收购SVG后，Intel的光刻机研发主要也由ASML承担了，ASML成为西方世界研发EUV的独苗。日本的Nikon和佳能也想研发EUV，但是其无法绕开美国的专利，因此基本没戏。ASML距离产品落地15年时候已经几乎获得了垄断。

低估难度是好事。2006年，ASML研发EUV团队有275人，其中还包括来自飞利浦，蔡司等合作伙伴团队。Martin要求尽快生产样品，ASML于是准备制造了一台35nm，1小时只能曝光一个晶圆的样品机。瓶颈出现在光源，其由美国公司Cymer负责，2004年Intel投资了Cymer2000万美元加速研发。关键之一在于能量，光束需要通过10个透镜，每个衰减30%，其结果就是1.5兆瓦的初始能量最终只能产生100瓦的EUV光速，投影到晶圆上只有1瓦。巨大初始能量会产生多余热量，这会导致透镜膨胀等一系列问题，甚至包括芯片的掩膜板，其决定了芯片打印精度，其本身也可能膨胀。这导致EUV对运行环境要求极高，其对空气纯净度要求是医院超净间的1000倍。再比如，EUV光源喷嘴上有两组线圈，其复杂的缠绕工作只能通过少数几个人来完成，自动化也没法同时保证精细度和随机应变程度。事实证明，ASML最初极大的低估了EUV的开发的时间周期和投入金额，但事实证明低估是好事，因为没有一位CEO可以开启一个20年为研发周期的项目。这也是为何日本人逐步退出了EUV的研发。ASML的样机（一小时生产1片晶圆那个）落地后，Martin和三星签订了交付合约，2010年交付100W功率的EUV光刻机，而当时ASML的进度是5W。

三大芯片厂投资ASML。2008年金融危机，ASML也裁员了1/8的员工，部分员工还降了30%的工资。不过此时ASML账上已经有13亿欧元现金，所以公司并不慌张。进入2009年随着市场需求逐步恢复，ASML开启扩张模式，目标是将市占率从50%提升到80%。2012年，Intel33亿欧元投资ASML，获得了15%股权，而三星和TSMC则合计获得了25%股权（以上股权都没有投票权），这笔几十亿欧元投资意在建立ASML和芯片大厂之间利益共同体关系，而有钱在手的ASML也将加速研发EUV。Cymer仍然是EUV开发的瓶颈，有钱在手，Martin准备收购对方加快进度，收购价格最终为19.5亿美元（股票支付）。此时Intel提出要求生产450毫米更大尺寸晶圆（行业标准是300毫米），Martin说你必须提前付款才可以，因为三星和台积电没有类似意向，可见此时亚洲的芯片厂已经掌握了更大话语权。

ASML进入双核时代，EUV终于商用。2012年，CEO Eric Meurice的合约到期了，ASML进入双核领导时代，其中Martin主导技术，就任CTO和总裁，而Peter Wennink则从CFO就任CEO，俩人从1999年开始就配合，已经形成了默契，俩人的薪水相同=此前（CEO+CFO）/2。EUV开发依然在攻关期：2013年，来自Cymer的EUV的锡滴（droplet）可用率依然只有一半，其采用全手工制作，无法提前测试，而EUV的光源功率依然离支持商业化大规模生产有很大距离。Cymer总是保证即将突破，然后总是延期。Martin将部分光源团队收拢到荷兰本部（Cymer完成收购了），并且两边（荷兰和美国）至少每半年同步一次，加速突破瓶颈。EUV虽然仍未突破（据说每周开发成本1000万美元，每年5亿美元，10多年开发用了大几十亿美元）。2018年，ASML的EUV终于成功交付给三星，而后者也不含糊，随即下了High-NA系统订单。台积电下下了EUV的订单。2019年三星的Galaxy Note 10基于7nm的芯片打造，后者使用了EUV光刻机。台积电也在2019年交付类似先进工艺芯片（大约40%ASML收入来自台湾）。EUV的落地也带动了成熟的DUV销量，原因是先进芯片也仅需部分层采用EUV，其他可用DUV。此外，Martin已经主导开发下一代High-NA系统光刻机产品了（一台EUV售价2亿欧元，High-NA售价再加一倍），这这需要合作伙伴蔡司投资几十亿美元升级设备和技术，2016年，ASML以10亿美元投资蔡司半导体公司获得了24.9%股权，蔡司也拿到了7.6亿欧元研发High-NA技术的经费。High-NA系统至今仍处于商业化大规模生产的试验期。

从硬件到软件。你可能认为花几亿美元购买的EUV高科技光刻机就能生产完美的芯片，可能是想多了，问题无处不在，比如芯片掩膜并不能完美复制芯片结构。这就需要软件纠错的介入，其就像照相滤镜，能够滤出脸部的瑕疵。1999年，ASML就收购美国的MaskTools，2006年又以2.7亿美元收购Brion，后者用来制作掩膜。一套EUV光刻机的掩膜成本50万美元，制作周期很长，使用软件先仿真能够节省不少。2016年，ASML以27.5亿欧元收购了台湾测量软件HMI。这三套软件组成了软件三件套，Martin命名为Voodoo，ASML的软件团队主要在硅谷，有7000名员工，在中国深圳还有1500名员工。软件收集大量数据用于产品和技术开发，而ASML也开始基于大数据用AI能力来优化光刻机流程。不过Martin讨厌那种为了偷懒用AI的方法，他需要员工解释为何使用AI，而不是没有其他方法就求助AI。他认为过于依赖黑盒技术本身就是风险。

“芯片战争”中的ASML

2017年，美国对中国发起了科技战和贸易战，而芯片，尤其是先进芯片成为美国遏制中国的核心抓手之一，华为、中兴等企业进入制裁名单。不过这种制裁美国本身也面临阻力，一方面美国芯片巨头约三分之一收入来自中国，芯片禁运等于这些芯片巨头损失很大一部分收入；另一方面，相当部分美国芯片专业人士认为只有保有庞大的市场，才能驱动美国芯片产业持续领先。不过，禁运的声音依然压倒了开放的声音，2020年台积电被迫对中国厂商禁运。ASML自然也逃不开，从此时开始其基于美国技术开发的产品被禁售到中芯国际等中国企业。

ASML和中国。ASML身处荷兰，本来就是全球化受益者，其公司文化本身也是全球性文化：如果中国公司到访，ASML就会准备中国国旗迎接客户。2017年，中国客户订单量达到7亿欧元，甚至签订首单EUV的订单，中芯国际是ASML的老客户了。Peter Wennink每年要去5-6次中国，ASML认为应该参与到中国增长的故事中来。而对于普遍IP窃取质疑，他自信认为ASML的技术门槛不可能轻松被中国厂商模仿。2017年后，随着中国厂商申请出口审批，美国人很快介入暂停了EUV对中国出口（就是一直不给审批就可以）。荷兰政府在此时不出意外选择站队美国（忠实的盟友）。ASML在其中也是身不由己，公司认为EUV的直接产品并不是军事武器，因为后者用不到这么先进的技术，反而是iPhone等消费电子产品，但美国人显然不听这一套。2020年，路透社报道了美国要求荷兰禁止EUV出口中国消息，由此变成了公开信息。美国的要求是25%用到美国技术就可以长臂管辖，但ASML的光刻机大概只有光源等不到10%用到美国技术，但美国依然实现了实质性控制。

美国加大芯片限制措施。拜登政府上台后，仅EUV禁运不够，他们认为浸没式DUV也应该加入禁售名单，美国政府不断给荷兰政府施压。不过此时荷兰、德国、比利时政府联合认为EUV禁运已经给了美国人面子了，不需要再继续妥协了。这个硬立场没有坚持多久，后来软化了如果其他俩国家同意禁运，荷兰才加入。此后，随着美国禁运名单中国公司越来越长，ASML对中国出口竟然开始需要美国的审批了。此后，美国开始酝酿明文限制14nm以下的先进制程光刻机出口中国。疫情暴发后出现了芯片短缺，引起美国汽车停产，Peter Wennink开始联合美国汽车公司进行游说，其核心逻辑是中国市场营收可以被用来做技术研发，进一步保持技术现金。2022年中国有消息已经突破了7nm制程，这引起美国人进一步反扑，其认为应该加大对于中国限制措施：芯片制程14nm，DRAM内存限制18nm，而Nand存储限制128层。对于成熟制程则对中国开放（因为中国自己已经可以造）。美国开始限制美国人在中国芯片厂任职。禁令还影响海外公司在中国开设芯片代工厂。ASML自然成为首当其冲，其也意味着荷兰成为先锋，当中国政府开始反治时候，荷兰也有点慌了（他也怕中国打出稀土禁运等牌）。2023年，中国芯片厂商订单开始猛增，为了应对潜在禁令而囤货，来自中国收入一度占到ASML的50%。与英伟达不同，ASML没有为了禁令单独定制类似H20这类的中国特供品。

中国加大光刻机自主研发，欧洲推出芯片振兴计划。和美国人步步紧逼对应的是中国加速光刻机自主研发，核心包括上海微电子等，其成立于2002年，主要就是攻克光刻机技术。2018年Martin访问了上海微电子，认为和ASML技术仍有15年差距。显而易见的是，随着禁令持续，中国在光刻机的投资只会加大，进步只会加速。中国底气很大部分来自人才，以ASML为例，中国员工排名第四，仅次于荷兰、美国和台湾（也属于中国）。而ASML硅谷的员工大概有一半是华人。美国一面禁运中国，一面振兴美国本土芯片制造产业，这使得欧洲也开始重提振兴欧洲芯片产业，欧盟宣布了430亿欧元的芯片刺激计划，Intel，三星，台积电等都表示欧洲建厂的兴趣。

AI时代面向未来的ASML

ChatGPT掀起了AI革命带来GPU等芯片需求井喷，直接带来光刻机需求井喷，而ASML也成为直接受益者，预计到2030年全球芯片产品规模将翻倍达到万亿美元。2023年，ASML有4.2万名员工，其中2万在荷兰本土，大概是6年前的2倍，未来6年预计将增加1倍。ASML面临问题不再是需求不足，而是产能不足。2020年前，ASML大概每年交付200台光刻机，到2020年，每个季度订单就达到200台（4倍），尤其是来自中国订单井喷。

ASML独特供应商网络和体系。ASML的EUV光刻机由30万个部件组成，来自700多个供应商，这些外来供应商占光刻机成本的80%，这也是ASML和日本Nikon等垂直一体化测量核心区别，ASML只是光刻机设计者和整合者，其受益者全球化产业链分工。对于供应商，ASML要求来自其收入占比不能超过40%。如果你进入ASML的Top5供应商，ASML将对其拥有近乎绝对掌控力，如果其认为供应商高管不给力，其可以直接要求更换管理层。当ASML的供应商陷入财务困境时候，ASML可能会投资等方式来介入（比如蔡司）。当供应商变成瓶颈时候，ASML可以采取收购方式（比如Cymer）。不同于其他巨头都执着于寻找备份供应商，ASML核心供应商都是独家合作（比如蔡司），ASML认为这种合作关系才能保证紧密的合作情分。但这种方式也确实可能带来实实在在的风险，比如一次光刻机马达控制系统供应商发生火灾，ASML也需要排除团队进行灾难支援。然而，这套供应系统往往最大风险来自ASML本身，比如这轮AI革命ASML极大的低估了需求增长幅度，这使得供应商们始终处于疲于应付订单的状态。最后，台积电等芯片大客户同样也是ASML利益共同体，他们开始给ASML分享生产数据，这样一单出现问题可以更快发现问题。而ASML由此也掌控了芯片全行业新的生产数据和现状，从而可以更精准预测未来需求。

ASML公司文化的A面和B面。ASML始终定位为技术驱动公司，Martin是公司的灵魂，其直接了当就事论事的风格也上行下效成为公司风格。决定公司地位不是title，而是真正建功立业。不同领域的专家们能够合作发现问题，解决问题。公司内网有“认可系统”，受到同事认可最多的同事可以得到类似50-250欧元小礼物。而公司内部运营管理一直存在低效问题，比如其经常出现内部物流问题导致客户收不到货，或者发错货的情况。这种低效也有主动而为之，高管认为如果为了提升效率，而牺牲了技术精神，这将得不偿失。为了解决运营效率问题，ASML上线了ONE系统，主要解决库存管理等问题。这类系统投资背后也有ASML充足的财力——2021年其净利润达到60亿欧元，同比增长70%。此外，ASML员工数随着公司扩展也迅速扩展，能否维持传统的公司文化同样是挑战（2023年其年龄平均39岁）。2020年，ASML推出了3C核心价值观：Challenge，Collaborate，Care。

下一代技术和高管。ASML的高端技术目前只有三星和台积电两个客户了（投入太大了，对中国禁运），其互相已经成为利益共同体关系，High-NA价格高达4亿欧元，因此其研发显然需要台积电等积极参与，而后者也依赖于先进光刻机保持先进芯片的技术进步趋势。2024年，Martin和Peter都将退休，而法国人Christophe Fouquet成为了ASML新任CEO。

结语：光刻机的轮替，美国、日本和ASML

最后我们可以探讨一个有意思问题，美国光刻机为何落后？日本又为何败给了ASML？简单来讲，美国光刻机技术衰落应该是美国制造业和芯片产业整体衰落，在关键技术路线上，美国厂商忽视了光学精度，这让日本厂商在第一波光刻机战争中获胜。而日本Nikon等败给ASML本质上是日本封闭模式和全球化合作模式中的弊端，封闭垂直一体化模式优势是追赶起很迅速，但弱势则是其在领先时候自己会成为自己的阻力（因为封闭减弱创新势能）。反观ASML则完全采用合作模式（有一部分是获得了美国的遗传和支持），更好杠杆全球产业链。且其崛起主要伴随着TSMC台积电等横向模式崛起，本质上是全球合作分工的受益者。直接原因则是在浸没式DUV关键一场战役选错了路线，日本厂商彻底溃败了。

#ASML光刻机之王如何炼成