重生之军工霸主 第409章

作者:芊之羽 标签: 长篇言情

  时光回溯到1959年,那时,伟大的仙童公司已经成立了一年有余,公司的工程师赫尔尼先生在几经周折之后,终于发明了制造扩散型晶体管的“平面处理工艺”,应用这种工艺可以使晶体管制造就像印刷书籍一样高效。

  “平面处理工艺”自诞生之日起,就成为制造集成电路的标准工艺并一直沿用至今,而这一工艺中最关键的一道流程,是把带有电路图的透光片正确投射到硅片上。

  正确执行这道工艺流程的关键设备,就是光刻机。

  起初,所有的光刻机都采用的是所谓“干式”,既以空气为介质的微影技术,这一技术一直沿用到二十世纪90年代,当然,随着技术的不断进步,镜头分辨率越来越高,所用光源的波长越来越短,能加工的晶圆尺寸也越来越大,工作过程也越来越自动化——就像摩尔定律遵循的那样,制造芯片对应的制程工艺也越来越细,从微米级一直下探到了纳米级。

  但忽然有一天,就碰到了无法突破的壁垒,在65纳米制程上卡壳了。

  因为,在很长一段时间内,人类无法突破光刻光源的技术瓶颈,只能使用波长为193nm的光源,却对升级成157nm波长光源所遇到的一系列问题束手无策。

  尽管当时全世界动员了无数的科学家,众多企业和财团为此投入了海量的金钱,但,受到当时基础材料发展及工业加工能力的限制,还是没能迅速解决问题,当时的半导体业界甚至称157nm“是一堵墙”,让所有有志于尝试突破的人都撞得头破血流,这一卡,就是十多年,直到进入了二十一世纪。

  其实,在业界,早有人为此提出了解决方案,1986年,此时还在IBM从事成像技术研究的林本兼提出了一个天才的想法:他认为缩短波长的最佳方案是由“干式微影技术”转向“浸润式”。

  但,就像历史上曾经多次重演过的一样,过于领先的天才想法注定得不到认同,当时整个半导体界还没在光源的波长面前撞墙并吃到苦头,他的“浸润式”技术方案无人问津。

  直到2001年,林本兼离开了IBM并加入了台积电,已经完善了 “浸润式光刻机”理论的他接连发表了三篇重量级的学术论文,在论文中他指出:既然157nm难以突破,为什么不退回到技术成熟的193nm,把透镜和硅片之间的介质从空气换成水,由于水的折射率大约为1.4,那么波长可缩短为193/1.4=132nm,大大超过攻而不克的157nm。

  而且这个被称做“浸入式光刻技术”的方案还有其他明显优势,第一,由于是利用现有成熟技术改造,资金投入小,可以给半导体设备制造商节省研发投入,并减小芯片制造商的导入成本;第二,如果把介质从水换成其它高折射率液体,波长还可以进一步缩小到132nm以下,也就是说提高光刻机的分辨率非常方便。

  他开始游说米国、汉斯、倭国的光刻机制造厂们,企图说服大厂们采用“浸入式光刻”方案,但,依然都被拒绝。

  因为这些大厂都为了157nm光源投入了巨量的资金,如果现在放弃,从头研发“浸润式方案”,就意味着前期的巨量投入都打了水漂,是个人想想都会心疼,而且没法向董事会交代——好吧这些企业后来都悔青了肠子。

  最后,林本兼找到了彼得﹒韦尼克,这个在当时最不起眼的在众多大厂的夹缝中勉强生存的光刻机生产厂ASML的CEO,两个落魄的天才终于擦出了火花。

  彼得.韦尼克在拿到了这个方案的时候,立刻就下定了破罐子破摔……搏一把的决心,押上全部身家,与台积电联合研制这台光刻机。

  三年之后的2004年,全球第一台浸润式微影机研发成功。

  “浸入式光刻机”一出,基本上宣判了半导体界正在开发的各种“干式”微影技术方案的死刑,因为循着这条技术路径,半导体芯片生产商可以以一个不算高昂的成本将芯片制程从65纳米逐步提升至10纳米以内!

  而对于任何一家半导体芯片制造企业来说,制程,都是第一重要的关键因素,是企业的生命线!

  制程为什么重要?

  答案很简单——因为钱!

  在解释清楚这个问题之前,我们首先需要树立一个基本概念——对于芯片制造企业来说,芯片的制造成本与芯片内部的复杂程度无关,而只与芯片的面积有关,换句话说,同样面积的芯片,不管里面包含多少只晶体管、电路多么的复杂,其制造成本几乎是一样的。

  这就好比,对一家承接复印业务的誊印社来说,它不会管你复印的那张纸上究竟有多少个字,它只按页数收钱。

  明确了这个概念之后,理解下面这个例子就容易了:一块12英寸 304.8mm 直径的晶圆,假设用16nm 工艺可以做出 100 块芯片的话,那么用10nm工艺就可以做出 210 块芯片,于是价格就便宜了一半,在市场上就能死死摁住竞争对手在地上摩擦,赚了钱的同时又可以做更多研发,差距就这么拉开了。

  所以,阿斯麦尔的“浸入式光刻机”顿时就成了抢手货,需要排队才能买到,从2004年开始,它只用了短短5年时间,到2009年,其市场占有率就从几乎可以忽略不计一路飙升到了70%,而原先曾经占据50%市场份额的行业老大尼康,其市场占有率顿时就从顶点一路断崖式下坠到了个位数。

  尝到了甜头的阿斯麦尔于是又在“极紫外线光刻机EUV”上倾力一搏并再次成功,从此登顶全球光刻机王座,特别是在“极紫外线光刻机EUV”上,取得了惊人的100%市场占有率,绝对垄断!

  绝对垄断的生意做起来自然很爽,这台“极紫外线光刻机EUV”的售价高达1.2亿美金,且需全款订货,排队至少一年!

  彼时的国际半导体行业流传着一句无奈的调侃:“ASML一打喷嚏,全世界的半导体企业都感冒。”

  当然,ASML能登顶成功,也不全是因为技术领先,还有很多的因素在其中发挥了作用——不过那是另一个故事了,咱们今后有机会再说——好吧估计可能没机会了,因为在本时空的米国纽约州阿蒙克市,正在发生如下这场对话:

  “林本兼博士,你好,我是“矩阵”实验室的创始人埃里克·谭,很高兴您能同意与我见面,我对您提出的“浸入式光刻”的理论非常感兴趣,我个人认为,这将会是一个改变半导体制程行业的伟大发明,不如,我们深入地探讨一下?”

  

第1022章 你将如何证明

  

  “埃里克,我听说过你,也了解过一些关于“矩阵”实验室的研究内容,你可能还不知道吧?我甚至还到过去年的CES展会并在你们“矩阵”实验室的展位上逗留了挺长时间,只不过,那时候我并不认识你。”

  今年44岁的林本兼身材瘦削,皮肤微黑,双目炯炯有神,也如大多数的脑力工作者那样,发际线很高,他在听完了谭振华的来意之后,并没有急着表态,而是先聊了一些看似不太相关的问题。

  谭振华微微点了点头道:“林博士,看来我曾经与你失之交臂,不过这没关系,我们两个终究还是有缘,你看,现在我们又坐在一起了。”

  林本兼扯了扯嘴角,露出了一个微笑道:“是啊,看来我们两个确实有缘,那么埃里克,请直接告诉我你的来意吧?我猜,是想邀请我加入你的“矩阵”?”

  这位说话倒是没什么避讳。

  谭振华心道,不过很多研究技术的人员都是这样的,他们不太喜欢在互相试探的言语交锋中浪费太多的时间。

  与这类人打交道其实挺简单省心的——行就行,不行就不行,没那么多拖泥带水、婆婆妈妈的事。

  于是,谭振华点头道:“是的,林博士,你也许知道,在我们“矩阵”实验室,有一个数码光电研究院,而这个研究院院长的位置却一直空缺,实际上,从这个研究院成立的那一天开始,我就打算邀请你加入,只不过那个时候我手上的事情实在太多了,一时没能顾得上。”

  林本兼点了点头,沉思了一会儿才道:“埃里克,看来你一直在关注着我的研究,那么我能问一下,是什么让你觉得,我的研究一定会有价值呢?那毕竟只是一点理论上的可能,在我接触过的光刻机企业中,甚至没有一个人对此表示出一点点感兴趣的意思,也没人愿意为我的这个设想投入哪怕一个美分的资金。”

  “那是因为,资本总是短视的,在“干式”光刻机还能通过不断地缩短使用光源的波长、用制作更加精良的镜头组达到提升制程目地的时候,将这一切都推翻而走另一条技术路径,是非常不合算的投资。”谭振华耸了耸肩膀道:“而我却认为,随着光源波长越来越短,其物理特性将变得越来越难以管控,以人类现有的技术,突破某些技术瓶颈也许需要二十年甚至更久,但半导体制造技术却不应该因此而停滞,在比较了几个备选的方案之后,我认为你提出的“浸润式”方案是最有可能获得成功的方案,所以,我愿意为此做出长期的投资。”

  林本兼再次点了点头,并又沉默了很长时间才开口道:“埃里克,我想我能理解你的意思,也很感谢你对我做出的邀请,但是,我暂时还不能同意加入“矩阵”。”

  “为什么呢?是因为私人的原因还是因为觉得“矩阵”不能为你提供良好的科研环境?”

  林本兼摇头道:“不是因为私人的原因——我听说过埃里克你的豪爽,这在整个IT业界都已经不是什么秘密了,大家都说你是一个非常好相处的人而且很大方,我也相信只要我提出私人的要求,你一定会尽力满足,所以我根本没有考虑过这方面的问题。”

  “那是为了什么?”

  “埃里克,恕我直言,“矩阵”实验室虽然在去年的CES上大出风头,但是,它成立的时间还是太短了,也因此缺乏足够的积累——我们就拿光刻机来说吧,目前主要的生产商都是米国或者倭国的厂家,而光刻机是一台非常精密的设备,牵涉到了光学、电子学、基础物理、基础化学、精密机械加工等等各方面最前沿科学的紧密协作,绝不是我一个人就能够起到扭转乾坤的作用的。换句话说,就算我的理论是正确的,我也需要有足够多的协作者帮我解决其中可能出现的各种工程实践难题,而这,不是在一座实验室内能做到的事情。”

  谭振华点点头,表示自己明白了,同时也在心中对这位林本兼的评价更高。

  因为他说的非常中肯。

  光刻机,首先是一台精密的设备。

  而要制造这样一台极其精密的设备,需要整个基础工业水平的支撑,而不仅仅是某个人天才创意的灵机一动。

  举个最简单的例子,为了使波长为纳米级别的光线准确地对焦,需要精度极高的镜头组和支撑这些镜头组的伺服机构——那就需要能够生产出这些镜头组的光学仪器生产厂家、能够制造纯度更高的玻璃的生产厂家;为了让伺服机构能够达到工作要求,就需要能够加工这些复杂伺服机构的高精度机床和精密加工企业、能够用来制造这些伺服机构的各种金属、非金属、能够驱动这些伺服机构正常工作的高精度电机及其驱动电路和程序……

  总而言之,研发制造这样一台光刻机,哪怕只是一台原理样机,都需要整个社会拿出最高级别的科技成果来投入其中。

  相比来说,现成的光刻机生产企业在这方面有着先天的优势——至少,他们已经有着完备的供应商体系,能够解决这其中绝大部分的零部件产品的供应问题,而“矩阵”实验室在这方面显然是处于劣势的,它目前对这方面的掌握度是零,而要重新构筑这样一套体系,无论人力、物力的投入都必然是巨大的,而如果仅仅为了实验而构筑这套体系,又显然非常的不值得。

  想来,林本兼不肯立刻点头的原因也就在于此了。

  为了明确这一点,谭振华于是问道:“林博士,我是不是可以这样认为,你觉得“矩阵”从来没有从事过光刻机这项产品的研制工作,所以缺乏必要的供应链整合能力,而且也不知道“矩阵”是否会为了这项新技术投入足够的时间和金钱,担心这只是我个人一时兴起的一个项目,缺乏对此进行长期投资的准备,所以才暂时不同意加入我们“矩阵”的,对么?”

  他说的很直接,林本兼则在稍微犹豫了片刻后,点了点头,表示同意谭振华的猜测。

  “这个简单。”

  谭振华微笑起来,“林博士,不如这样好了,你给我一点时间,我可以向你证明,对于投资光刻机领域,我抱有百分之百的决心和诚意,但我也希望等到你的一个承诺,当你看到了我的诚意之后,你会接受我的邀请。”

  林本兼这次没有犹豫,点头对此表示了同意,并好奇地问道:“埃里克,你将如何证明呢?”

  “嗯,暂时保密,不过你很快就能知道了。”

  

第1023章 备选名单(上)

  

  “这是目前市场上主要光刻机供应商的基本资料。”莫妮卡将厚厚的一叠文件放到了谭振华的案头:“我已经为你做好了索引,你可以先简单了解一下。”

  “谢谢你,莫妮卡,你实在是太好了!”谭振华感激地冲着莫妮卡笑了笑道:“能给我泡一杯茶么?要浓一点的。”

  莫妮卡微微摇了摇头,叹了口气道:“我这就去帮你准备,不过埃里克,你得注意一下身体了,你看看你现在的样子,唉。”

  谭振华也知道自己现在的状态有些狼狈——与林本兼见过面后,他就一头扎进了对整个半导体制造设备的钻研之中,这才发现,他前世习以为常“拿来就用”的芯片,其制造过程是那么的复杂,其中需要解决的技术问题、各种专业设备是那么的多,牵涉的行业也是那么的广泛。

  尽管他现在旗下的“华芯微电子”已经有了一条全套的,目前在世界上也算是领先的芯片生产流水线,其承接的业务量也正以极快的速度成长,但他的忧虑却没有因此而减少,反而更多——因为这条生产线上几乎所有的设备,都打着外文的标签!

  西汉斯CS公司的氧化炉、倭国尼康的光刻机、倭国光驰的真空镀膜机、米国AMAT的离子注入机、米国Rtec的化学机械抛光机……

  在这条长长的设备链条中,见不到一家华夏供应商的名字。

  通过这次回国之后与电子部、华夏科学院的深入交流,谭振华知道,这每一个环节,其实都有华夏的单位能够制造相应的设备,但其技术指标,却都与当前的国际先进水平有着至少2代以上的代差!

  而对于半导体行业来说,这个代差,是致命的!

  因为在这个残酷的,竞争激烈的行业中,赢家通吃,落后者却连苟延残喘都非常的困难。

  谭振华知道,在这颗星球之上,其他国家,包括发达强大如米国,都可以不必建立完整的,从设备到产品生产的完整产业结构,他们只需要专攻自身最强大的几点就好,自有全球的供应链补齐所有的环节——但,华夏不行,华夏必须具备自己生产从一颗螺丝钉到整台设备再到每一件商品的能力。

  这就好比,在他前世华夏已经具有了全球最领先的高铁制造和使用优势,可依然会有网络喷子说,你看那上面有一颗螺丝是倭国造的。

  这就像那句调侃说的,这个世界上,只有两个国家,一个中,一个外……

  他轻轻叹了口气,揉了揉酸胀的太阳穴,拿起了那份莫妮卡为他编制的索引——再难再复杂的事情,也总要开头,更何况他知道,这一次,整个华夏的半导体行业都站在了他的背后?

  所以,第一步要做的事,是需要引进当前国际上的先进技术,让华夏能够进入第一梯队。

  先从光刻机开始。

  谭振华决定在这份索引名单中,用排除法。

  1986年的光刻机市场,竞争无比激烈而胶着。

  此时,尼康正逐渐显露出王者之像,由于在倭国的芯片生产企业中占据了绝大多数市场份额,使得其有了牢固稳定的大后方,可以在米国与它的竞争对手放手一搏——而众所周知,倭国在精密制造领域有着极为优秀的成本控制能力,使其的产品具备极佳的性价比,所以,虽然从表面上来看,米国的GCA还能勉强与其分庭抗礼,各占30%的市场份额,但实际上从业内流传的消息来看,IBM、Intel、TI、MOTO这几家大户已经纷纷在自己的设备供应商中增加了尼康的占比——甚至不惜为此排队,由此可见,GCA走向没落的趋势简直不可避免。

  不过以GCA目前的市场占有率,想打它的主意还是为时过早——不然的话,就凭倭国企业现在那财大气粗的样子,还不早就下手把它买下来了?

  把自己的主要竞争对手买下,或者说好听点叫“合并”,不是最方便省事的消灭对手、扩大市场占有率的办法么?

  市占率越高,就越有商品的溢价能力,这个道理,精明的倭国人怎么会不懂?

  这两家头部企业恐怕不是那么好下手的,谭振华首先在尼康与GCA这两家企业的名字上画了一个叉。

  他将视线投向了下一家米国企业。

  一家曾经的王者,P&E铂金埃尔默公司。

  P&E,在光刻机市场上,其市场占有率一度曾经高达30%,这几年则因为受尼康冲击,市场份额一路下跌到了不足5%,业内已经有其打算出售光刻机业务,专注于健康检测设备的传言。

  谭振华在这家公司的名称上画了一个圈,打算与其进行一番接触,试探是否有收购其光刻机业务的可能。

  不过他也知道,这事的难度有点大。

  因为他知道,铂金埃尔默可不是一家小公司,其来头相当的牛逼——创立于1937年的P&E是全球领先的环境、食品和消费产品的测试仪器、诊断工具以及医疗和工业成像设备生产商,在光电学领域具有突出的成就,著名的“哈伯太空望远镜”中的光学元件就由这家公司承制,主镜的制造于 1979 年开始,1981 年完成并交付。

  而谭振华还知道,所谓的“哈勃太空望远镜”其实是米国“锁眼”系列侦查卫星的民用降级版本,只不过这两货一个镜头对着地球,一个镜头对着太空而已。

  由此可见,P&E必然是上了NASA和米国军方名录的重点管控企业,想要收购它,哪怕只是它的一个部门,其难度都相当的高。

  除了这三家以外,欧洲还有两家光刻机生产企业,其中一家是西汉斯的SUSS,另一家自然是凭借着从飞利浦得到的“自动化步进式光刻机”技术的ASML。

  西汉斯的SUSS也是一家老牌的光电企业,从某种意义上来说,得算是西汉斯的国宝级企业,迄今已经有超过30年的历史。

  谭振华知道,西汉斯最近与华夏的关系发展得很快,这从一个事例可以得到证明——1982年,华夏魔都汽车制造厂与西汉斯大众合资,并获得了一条桑塔纳汽车组装线,随着这款汽车的投产以及国产化进程的推进,华夏终于建立起了一套完整的汽车标准零部件产业链,这件事对华夏的帮助,绝不仅仅是生产出一台已经“过时”的轿车那么简单,它更重要的是确立了一整套工业生产的质量控制标准,一套真正让华夏工业体系与国际接轨的质量管控标准,从这个角度来说,花了十多年才走完的“桑塔纳国产化”进程,无论给予多高的评价都不为过。