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【材料/设备】首次披露!ASML不为人知的崛起故事

来源:全球半导体观察    原作者:徐竞然    

技术封锁、时间紧迫、前途未卜……

在一个不算好的时机入场,要如何开拓,如何坚持,如何在群雄环伺中逆风突围?

今天,我们的半导体行业仍要回答这个问题。

所幸,几十年前,ASML已经用亲身经历给出了参考答案。

01

艰难开始

最重要的事是要想清楚值不值得做

如今光刻机领域内响当当的ASML,成立于1984年,迄今只有36岁。

ASML脱胎于大名鼎鼎的飞利浦公司,但它曾是最不受重视的那个。广为流传的故事是,ASML初创时期,几十个员工挤在飞利浦门口的简易板房里办公,门口就是一排臭气熏天的垃圾桶。

最初只有几个简易厂房门口就是垃圾桶的ASML

图源《光刻巨人:ASML的崛起之路》

不过这个几十人的小团队也有高光时刻。1967年,ASML前身——飞利浦Natlab实验室研发出的6镜头重复曝光光刻机的原型成品曾在公司内部展会上吸引了飞利浦董事的关注。但高光时刻显然没持续多久,一台带有自动平衡系统的新型洗衣机把董事的眼光和脚步全都吸走。

看来,连集齐了人类尖端科技与尖端制造技术的光刻机,也有过明珠蒙尘,不被重视的时候。

创新事物的开始,都必然要经受过一段艰难的尴尬期,比起说服别人,更重要的是说服自己,究竟值不值得做。

那么,ASML是如何开始光刻机项目的呢?

一次,ASML母公司飞利浦派人前往美国考察,回来时带来一颗“芯片”,面对这颗来自美国的芯片,飞利浦人的第一反应是遗憾,为什么别的国家有而我们没有?在他们看来,这是错失了与世界先进技术同步发展的“证据”,他们下定决心“要放下一切工作,集中精力投入集成电路的技术研发”。

但即使投入集成电路研发,也并不意味着一定要自造光刻机。在很多人看来,完全可以外部采购,没必要亲自制造。

不过一小撮对技术精益求精的飞利浦人并不这么想,其他公司的光刻机设备既不够精准,也过于耗费人力,不足以应对芯片的更新。于是在一次日常聊天中,飞利浦的半导体和材料部Elcoma的技术经理定期与前沿技术研发实验室Natlab的领导决定联合起来——合作制造一台光刻机。

牢牢把握核心技术,只有更好,永无止境。这是伴随着ASML发展的最深沉基因。

02

吸纳人才

让专业的人做专业的事

ASML入场时,并不属于大众眼中的“好时机”。彼时,GCA是当仁不让的市场领导者,紧跟其上的尼康正强势崛起,而ASML的市场份额为0。

那么又是谁操持着ASML,为它从一个行业小透明逆袭成如今的领跑全球奠定基础呢?

ASML由飞利浦科学与工业部和先进半导体材料公司ASM合资创立,ASM的首席执行官德尔·普拉多,正是很多人眼中的欧洲设备工业之父。

德尔·普拉多

图源《光刻巨人:ASML的崛起之路》

德尔·普拉多曾就读于哈佛大学商学院,混迹于美国硅谷,最初遇到计算机芯片时,产业内流淌的乐观与野心让他毕生难以忘怀。

流传颇广的经典叙述是——当德尔·普拉多返回荷兰时,一手拿着晶圆,一手拿着500美元,决心投入半导体行业。

为了和飞利浦公司合作,德尔·普拉多奇招频出,或是直接致信联系,或是利用宣传隔空喊话飞利浦——美国的大型公司都渴望与小型公司合作,为什么不推动荷兰成为第二个硅谷呢?又或是大肆营销自己的企业事迹——1983年春,飞利浦的技术董事就在晨报上读到了ASM的成功消息,德尔·普拉多在纳斯达克发行了100万股股票。

最终合作成功,1984年,ASML成立。

而后,德尔·普拉多又为“襁褓”中的ASML找到了首席执行官贾特·斯密特。

虽然擅长数学和科学,是一位拥有博士学位的工程师,但斯密特的雄心壮志更在于:管理、战略、制定路线、赢得胜利。也正是此人成为ASML的首席架构师,为ASML种下了种子“不计成本和闪电般的速度”。

贾特·斯密特是个喜欢冒险的年轻人。他善于沟通,初到美国,第一次参加星期天的教堂礼拜时,贾特·斯密特就在中场休息时给他的荷兰女友找了份工作;他注重生活品质,偏爱环球旅行,意大利浓缩咖啡和精致的饭菜;更热衷迎接挑战,化腐朽为神奇。

例如把专业的人放在专业的位置上,不仅是技术,斯密特想要一切都设置完美。

他吸纳了物流专家贝特朗,设计了一个能将“一万个零件从河流汇入大海”的物流系统,可以将供应商的指示按照开发人员的工作优先级排序;吸纳了斯特夫·维特科克作为首席技术官,在当时,这是个创新性岗位,不仅要向客户解释技术,还参与公关营销;吸纳了专业的财务优化专家杰拉德·韦尔登肖特担任首席财务官,不仅是发文件和报告,他似乎能搞定任何事,能让“每一个不情愿掏钱的投资者打开腰包”。除此之外,还吸纳了组织架构师博默斯帮助公司设计规章制度体系。

贾特·斯密特20世纪80年代初照

图源《光刻巨人:ASML的崛起之路》

ASML需要涉及各个学科的人才,传统的招聘需要发送审阅简历,斯密特却组织了电话招聘,保证第一轮就可以简洁高效地直接筛选,在糟糕的经济形势下,他们大胆雇用了近百名人才。

在任何缺乏经验的领域,雇佣外部专家,斯密特从不在乎花多少钱,他只要最高水准。也正是这一特质使ASML成长为以卓越品质著称的世界一流企业。

03

坚持坚持再坚持

伟大的事业总有爬坡之路

贾特·斯密特希望ASML成为一个统一的整体,不是演奏钢琴或小提琴,而是指挥一场交响乐;不是迈克尔·乔丹,而是整个芝加哥公牛队。

但理想很丰满,现实很骨感。

成立于1984年4月1日愚人节的ASML,除了“因为被选入ASML而对前途不抱希望”的47名飞利浦员工和1名ASM员工,17台无法出售的光刻机,0%的市场份额和空空的存款,这个新公司什么都没有,买杯咖啡都会破产。

ASML在缺钱——动不动缺一亿美元,缺人——高精尖技术没人能掌握,缺客户——没人愿意买产品,缺时机——整个半导体行业都陷入颓势,缺时间——赶着交不出货中艰难求生。

ASML于1985年SEMICONWest展会上展出的将PAS2000的机台更换为电动机台的路线图

图源《光刻巨人:ASML的崛起之路》

办公室的气氛通常笼罩在一片阴霾之下,贾特·斯密特知道,想要成功,士气是第一位。

斯密特在“画饼”中鼓励员工。面对消极气氛,他联系了一位画漫画的教授,将ASML的奋斗前景变成了能现场演示的搞笑卡通片,借助卡通片,斯密特告诉员工:“先生们,我们要争夺金牌”。即使实际上,斯密特根本不知道他的竞争对手究竟有什么样的技术,但他甚至将不被看好的ASML描绘成技术赢家,他知道如果教练告诉球员自己的队伍比对手强很多,奇迹就可能发生。“虽然我们现在还没有产品上市,但我们一定会成功的。”

“要抱着必胜的心态。”

“我们必须去争取金牌,第三名都是不够的,我们必须争取第一名。我们获胜的唯一机会是制定积极进取、创新、集中的战略。”

…………

“不管未来发生什么,都会令世界瞩目”。

或许首席执行官的充沛激情和强大的洗脑能力,让一个颓废消极的企业重燃信心。《光刻巨人:ASML的崛起之路》的作者瑞尼·雷吉梅克曾在采访中发现,ASML团队中的很多人甚至能逐字引用斯密特的原话。

员工们用“负余量”代表时间危机,ddl来临之际,午夜加班是常事,大楼灯光彻夜不灭,危机处理会议每天都开,员工们把睡袋放在汽车上,随时准备“自愿”通宵。

要做的事很多,关键的事很多,问题也很多。有人看到越来越长的待办事项清单哭了出来,同事安慰“让我们一个一个解决”,他们知道,自己能做的就是不断向前。

一次,ASML又陷入了缺钱危机,这一回,是整个半导体行业都不景气,ASML甚至没有一张正经芯片制造商的订单,连母公司飞利浦都拒绝购买。斯密特甚至怀疑,ASML究竟能否捱过这场风雨,他多次询问首席财务官“我们到底要不要踩刹车?”财务官拒绝得坚决,大家都心知肚明,削减预算等于削减研发,等于告别未来。

整个团队都沉浸在已经看到终点线,知道他们终将冲过终点线的激动中。他们坚信,虽然胜利还有些遥远,但曙光已在前方。他们正在制造一台业内第一的机器。

04

抓住机遇

制造“未来时代的入场券”

当然,如果没有独一无二的技术优势,光凭借士气、信心、人才与资金,公司也将是一盘散沙,无法在竞争颇大的半导体行业找到一立足之地。

ASML发展的核心正在于经营技术,永远掌握时代前沿的核心技术。

1986年9月8日

荷兰女王特使德里斯·范·阿格特参观了ASML的超净室

图源《光刻巨人:ASML的崛起之路》

最初被“骗”到ASML,接手“烂摊子”时,完全不懂光刻机的斯密特曾以为自己差点上当,但听到的信息碎片和故事越多,他心中的迷雾消散得越快。慢慢地,他真切地意识到ASML的光刻技术包含着许多远远领先于他们所在时代的元素。无论是对准系统精确叠加芯片图案,还是电动晶圆台,都是竞争对手没有的,行业内独一无二的。

正如斯密特所说:“想要征服世界,只有用一台革命性的机器,一台让竞争对手望尘莫及的机器才能做到。拥有一款伟大的产品,ASML才能在老牌玩家多多,没有份额的市场中分一杯羹。”

这一特质伴随着ASML的企业发展,在不同时机都焕发生机。

例如20世纪90年代,整个半导体行业都陷入了共同的难题,光刻机光源波长被卡死在193nm。光刻画不出更精致的线条,自然就造不出更精细的,性能更强的芯片。

面对难题,虽然实践成功率低、回报率也低,但老巨头尼康等厂商依然采用传统解题方法,强行将光源缩短到157nm波长。

另一边,为什么非要改变波长?时任台积电研发副经理的林本坚提出了创新想法——浸润式光刻。在镜头和光刻胶之间加一层水,经过水的折射,天堑一跃而过,光线波长可以由193nm变为132nm。

但当他拿着新型创意前往巨头大厂毛遂自荐时,得到的却全是拒绝。与此同时,ASML却向林本坚伸出了手。

命运总是嘉奖勇敢者。2004年,ASML全力赶出了第一台浸润式光刻机样机,波长132nm,力压尼康的157nm。2007年,在原有光源与镜头的条件下,ASML又显著提升蚀刻精度,继而拿到60%的光刻机市场份额,首次超过尼康。

不仅如此,ASML还超越尼康,加入了EUVLLC联盟。

2015年,第一台可量产的EUV样机正式发布。

有资料显示:光源产生极紫外光EUV的难度相当于在飓风中心,以每秒5万次的频率用乒乓球击中同一只苍蝇两次;冷却激光器,每秒需要能填满6个浴缸那么多的水;光刻机的分辨率,则相当于把48万个单词的《指环王》在同一张纸上印刷2625遍;每一步都难度颇大,但制作一颗芯片大概需要3000道工序,要想保证光刻机完美运转,每一步的成功率都要高于99.99%。

目前,EUV光刻机也是光刻领域最领衔的设备。EUV涉及上游5000多家供应商,3万多个零部件90%需要进口,想要浇灌出这株盛放在荷兰的技术之花,既需要德国的光学设备与超精密仪器,也需要美国的计量设备与光源……光刻机的发展,也体现着全球产业链的合作。

虽然没有任何一份成功可以复制,但ASML的故事足够给人信心。

哪怕看起来毫无胜算,技术、人才、资金、体系、团队……将元素一点点协调,传奇依旧可以炼成。

在人民邮电出版社新书《光刻巨人:ASML的崛起之路》中,95%都是目前尚未公布于世的全新内容。作者瑞尼·雷吉梅克采访了百余位ASML员工,从CEO到一线的技术工人,展现了一个生动真实的ASML。

如何组合技术、人才、资金,在正确的决策下走向成功?如何攻坚克难、解决技术难题、谋划市场运作、与客户携手并进、打造全球供应链……

无论是芯片相关从业者、科技创业者、投资人还是关心科技行业及创业公司成长的读者,也许你想知道如何管理团队,凝聚合力;也许你想知道如何寻找投资,反败为胜;也许你想知道高科技企业如何保持创新,锻造领先技术;甚至你想知道,如何在一个看起来希望渺茫的竞赛中,获得第一名……

他山之石可以攻玉,对于如今中国的科技创新发展,ASML的企业经历是极好的参考。