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光刻机之战

时间:2019-07-05 22:01:21     

在80年代初,为了不被强劲发展的美日甩开距离,欧洲共同体在高科技领域推出政府资助主导的“尤里卡计划”。在这个计划框架内,有个关于集成电路的子计划叫做JESSI。


JESSI里面最重要的一个项目叫做MEGA,就是做Megabit(1Mb)的内存。看我专栏的朋友都知道,内存就是电子业的石油,因为电子产品基本都需要用到


MEGA项目的核心主导者是飞利浦(NXP前身)和西门子(英飞凌前身)。考虑到内存业投资巨大和风险巨大,两个公司分工了一下:飞利浦负责SRAM,西门子负责DRAM。


项目正式启动是在1984年,两大巨头计划五年内各出资约15亿马克,其中两国政府资助约5亿马克,目标是在80年代末赶上日本人。


那时美元对马克大约是1:2(中国职工月工资应该不到30美元),所以这是非常大的一笔钱。


MEGA项目也有很多配套厂商,包括ASML。理论上它将从MEGA项目中获益,然而实际上如何呢?我们留到后面再说。



法国的Thomson公司找西门子想要合作做内存,而德国人似乎看不上法国人。结果Thomson去找了意大利的SGS公司,两公司当时都相对弱一些,决定抱团取暖参加JESSI。合并后的SGS-Thomson后来缩写成ST,就是著名的意法半导体(ST Microelectronics)


因为当时电子电路数字化的潮流浩浩荡荡,日美公司都把绝大多数资源投入数字电路。制程落后的意法半导体选择了避开锋芒,在模拟和混合电路上找到了立足点,他们在低级的EPROM上也赚了不少钱。


西门子则选择了弯道超车,直接从日本东芝引进DRAM技术,顺利在1987年量产了1Mb DRAM,甚至领先了美国人。


因为这个原因,西门子直接引入了全套日本生产线,包括佳能光刻机。


ASML则欲哭无泪,原本案板上的鸭子飞了。说好了是欧洲政府补贴的项目,好处却给了日本人


ASML当时产品还没有很好的成功案例,西门子不愿意做小白鼠也是可以理解的。


这个大生意一丢就是十来年,ASML直到英飞凌独立才开始拿回光刻机业务。


西门子MEGA项目的成功使得其内存业务蒸蒸日上二十年,直到奇梦达破产,而破产根源之一是东芝退出了Trench技术联盟。(这是一种轮回么?,详见《内存的故事》)


西门子1Mb内存 (Photo Credit: Siemens)



好在ASML还有飞利浦这个亲爸爸。在ASML一台光刻机都卖不出去的时候,飞利浦还是率先买了几台。1987年飞利浦MEGA项目上线时,把宝都压给了ASML第三款光刻机PAS2500。


然而,SRAM的市场需求并不大,而且英特尔还把它集成到CPU里(Cache缓存)


最终飞利浦的MEGA项目失败了。有分析师说,飞利浦SRAM的年产能足够全球用四年。


有意思的是,飞利浦MEGA的失败却酝酿着一个巨大的成功——台积电。


很多人不知道,台积电1987年诞生时是台湾工研院和飞利浦的合资公司。在台积电里,飞利浦占27.5%股份,是最大的外部股东。


飞利浦毫无保留地把MEGA生产线开放给台积电学习,然后再原封不动地把整条生产线搬到台湾给台积电。


意外的是,1988年底生产线快装好的时候,发生了一场火灾。台积电把所有被烟熏了的光刻机退回ASML,并下了个十七台新机的订单。


ASML刚好非常缺钱,这些订单在关键时刻救了急。结果为火灾买单的保险公司,等于成了ASML 1989年最大的客户。


一小时可以生产70片6英寸晶圆的PAS2500,刚好是ASML第一款真正实现高速和稳定的光刻机。



也许真的是时势造英雄。ASML和台积电两个当时默默无闻的小公司,经过如此因缘巧合互相扶持,终成今天半导体行业的绝代双骄。