習近平布局關鍵控制點─中國的「特洛伊木馬」:《半導體地緣政治學》選摘(2)

2022-09-06 05:10

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ASML光刻機(取自ASML官網)
ASML光刻機(取自ASML官網)

艾司摩爾具備什麼優異的技術呢?

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想像一下雨後的天空所出現的七色彩虹:紅、橙、黃、綠、藍……彩虹的外側是紅色,而內側應該是紫色。紅色與紫色的尾端,彷彿融化在空中般消失不見。

人類肉眼所能看到只是光的一部分而已。彩虹兩側之外、人眼看不到的區域是紅外線與紫外線,而紫外線中波長更短的光線則稱為「極紫外光」(EUV, Extreme Ultraviolet )。

要製造高電晶體密度的半導體晶片,極紫外光扮演重要的任務。為了提升蝕刻在晶圓上的電路圖的精細度,必須竭盡所能使用波長更短的光線。因此如果想要電路做得愈精密,極紫外光的波長就必須要愈短。

艾司摩爾所掌握的正是極紫外光的曝光技術。半導體的精細加工方面,韓國三星電子與台灣的台積電突破了7奈米製程量產的屏障,更進一步朝5奈米、3奈米精細化競爭,但到了這麼精細的程度,沒有艾司摩爾的光刻機,恐怕難以製造出來。

主客顛倒的三星,慘遭擊垮的日本

「希望(艾司摩爾)能賣我們公司更多EUV光刻機。」

新冠疫情高峰期的2020年10月13日,根據韓國媒體報導,三星電子的李在鎔副會長專機飛往荷蘭,直接找艾司摩爾的執行長溫彼得(Peter Wennink)洽談。

這1年三星手上的艾司摩爾設備估計約25台,只有對手公司台積電的一半左右,這表示他們的生產力將會落後對手,這讓三星十分焦慮。

從三星要求更多設備來看,外界臆測李在鎔想必投資了巨額的研發費用。原本三星應該是艾司摩爾的客戶,現在主客關係完全顛倒,三星反而得懇求艾司摩爾販售設備給他們。

本章章名頁的照片,就是正在組裝中的艾司摩爾EUV光刻機。大小幾乎相當於大型卡車,一台價格高達200到300億日圓(約新台幣45到65億元)。雖然擁有愈多設備,就能生產愈多半導體,但艾司摩爾1年能生產的光刻機數量最多只有30、40台,因此各國廠商都在搶購。

理應擅長設備製造的日本,表現又是如何呢?直到2000年左右為止,光刻機仍由日本Canon及Nikon獨占,兩家公司合起來約占全球8成的市占率。然而,這兩家公司在EUV技術的開發競爭失敗,逐漸離開第一線戰場。如今艾司摩爾取代這2家公司,占有8成的市占率。

當我請教Nikon今後EUV技術的方向性時,技術部門透過宣傳部給出了禮貌性的回答:「因為公司並沒有開發EUV光刻機,所以我只能大概回答。我們認為必須改善光刻機模組化的缺陷、光罩的不足、光阻劑、光源輸出等問題。」

這個回答似乎透露出遺憾。同時我也藉此知道,EUV技術需要有多少條件才能成功。日本和荷蘭的製造廠動員了各領域的技術,激烈競爭,更有多次的專利訴訟。但現在荷蘭公司已經穩居市場山頭,日本企業很難再東山再起了吧!

《半導體地緣政治學》立體書封(野人出版提供)
《半導體地緣政治學》立體書封(野人出版提供)

*作者為《日本經濟新聞》編輯委員,日本最大國際新聞獎「伯恩-上田國際記者賞」得主。本文選自作者著作《半導體地緣政治學》(野人出版)

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