6.3 ASML 孤注一擲擁抱浸潤式技術:徹底擊敗日系尼康與佳能,奠定全球微影獨霸地位#
2002 年的抉擇:三家人、三個方向#
157nm 死局顯形後,全球微影三強的選擇:
| 公司 | 選擇 | 路線性質 |
|---|---|---|
| Nikon | 先精修 157nm、再考慮浸潤式 | 保守、日式務實 |
| Canon | 同樣著手 157nm,後來轉向 | 半保守 |
| ASML | 2002 年迅速全力投入浸潤式 | 高風險全押 |
ASML 的「孤注一擲」#
林本堅的論文與樣機數據一出,ASML 管理層就做出三個決定:
- 停掉或擱置 157nm 機型研發,把資源全部遷移到浸潤式;
- 直衝量產:2004 年初,第一台浸潤式機台 TWINSCAN AT:1150i 進入 fab 試用;
- 整機重新設計:防水的 stage、灑水系統(water dispenser)、與材料廠 top coat 的配對——全球只有 ASML 在兩年內做出浸潤式量產機。
客戶的反應#
- 台積電成為第一批量產客戶——林本堅的影響力直接指向 ASML;
- Samsung、Intel 等迅速跟進;
- 2006 年前後的 65nm 世代,浸潤式對 Nikon/Canon 的同世代產品全面勝出。
Nikon/Canon 的困境#
Nikon 的三重失敗#
- 浸潤式晚了 ASML 約兩年;
- 1990s–2000s 日本半導體客戶自身重組與衰退(NEC、日立、三菱 DRAM 分拆合併為爾必達等),Nikon 的客戶基盤萎縮;
- 在產能結構上沒有同步轉型到雙 stage 路線,2007 年前後 throughput 已被 ASML 明顯拉開。
Canon 的退賽#
- Canon 的半導體光刻業務在 2000 年代持續萎縮;
- 到 2010 年代初,Canon 在最先進製程已完全退場,只保留 i-line 與近接式等成熟製程利基;
- Canon 之後轉向本業(相機、影像),其步進機技術部分以 FPA 系列留在封裝與利基市場。
客戶結構的反身性#
日本大客戶群本身的重組(NEC、東芝、日立等的半導體重組浪潮),加上台、韓、美三大新客戶群(台積電、三星、Intel)的崛起,使全球微影客戶結構從「日本內循環」轉為「全球市場」——ASML 沒有歷史包袱,Nikon 的日本客戶紐帶反成桎梏。
市占率的翻盤#
timeline
title 光刻設備格局
1980s : Nikon 約 60% / Canon 約 30%
1995 : Nikon/Canon 兩強合計約 90%
2003 : ASML 浸潤式第一台量產
2007 : ASML 約 40%+
2015 : ASML 約 60%(EUV 獨占)
2020s : ASML 在先進製程約 90%+結構性勝利:浸潤式=ASML 的時代#
ASML 的勝利不只是技術,而是三重結構的交響:
- 時機——新公司、動作快;
- 技術深度——與蔡司聯合開發出浸潤式所需的高 NA 鏡頭;
- 資本——1995 年上市後的資金結構,使它承受了 Nikon 不能承受的研發賭注。
文化與經濟的深層原因:將來自日系大企業的組織慣性,與來自 ASML 缺乏在地客戶包袱的機動性,一正一反地廣結了微影產業的世紀。
小結#
浸潤式微影是半導體設備史上最有戲劇性的一戰——台灣工程師的一滴水、荷蘭小公司的孤注一擲,合起來使 Nikon/Canon 兩大日本帝國退出王座。但「浸潤」只是上半場;EUV 與摩爾定律的極限之戰,是第四篇的主題。