一臺(tái)光刻機(jī)有上萬個(gè)零部件要在電腦程序的控制下進(jìn)行復(fù)雜協(xié)調(diào)的聯(lián)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)程度的誤差不得超過一根頭發(fā)絲的千分之一,這無異于在頭發(fā)上“繡花”!打個(gè)通俗的比喻,就如同坐在一架超音速飛行的飛機(jī)上,拿著線頭穿進(jìn)另一架飛行飛機(jī)上的針孔。
而光刻機(jī)就好像一個(gè)人,一個(gè)個(gè)子系統(tǒng)就如同人體的各種器官。首先,要有總體框架,每個(gè)“器官”大小尺寸必須系統(tǒng)設(shè)計(jì),否則五花八門,大小不一,不合規(guī)范。其次,即使各個(gè)單位制造的“器官”都符合指標(biāo)要求,但一裝到系統(tǒng)就常常出現(xiàn)問題,這里還存在很多復(fù)雜因素。其中的集成經(jīng)驗(yàn)要通過大量的工程演練才能形成。就如同人經(jīng)常會(huì)發(fā)燒生病,有先天體質(zhì)原因,這就是光刻機(jī)的性能指標(biāo);也有后天因素,這就要靠“醫(yī)生”也就是集成部門去診斷,技術(shù)人員不僅要“驗(yàn)血檢查”,還要告訴供應(yīng)商真正的病根。
比如說,今天天氣和溫度變了,空氣壓力變了,設(shè)備的對(duì)焦就不準(zhǔn)確了。這需要研發(fā)部門的人做仿真模擬,研究空氣對(duì)哪些部件有影響,或許這其中會(huì)遇到一個(gè)問題,百思不得其解,往往需要花費(fèi)無數(shù)的時(shí)間才能解決。任何集成都是創(chuàng)新,在這個(gè)過程中研發(fā)部門都經(jīng)常會(huì)遇到死胡同,為了絕地反擊,起死回生,除了大把的往里面砸資金以外,別無他法!
光刻機(jī)就像一臺(tái)精密復(fù)雜的特殊照相機(jī),是芯片制造中“定義圖形”中最為重要的一種機(jī)器。
每顆芯片誕生之初,都要經(jīng)過光刻技術(shù)的鍛造。光刻機(jī)就像個(gè)以光為刃的鑄劍高手,將硅片從一粒頑石變?yōu)橹腔壑X,一閃之間,母版上復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)圖形即轉(zhuǎn)化為硅片上細(xì)微繁密的溝壑紋理。誰掌握了這種利刃,就擁有了集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的技術(shù)掌控權(quán)。各發(fā)達(dá)國家政府一直對(duì)相關(guān)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)持續(xù)投入,爭取戰(zhàn)略競爭優(yōu)勢(shì),在此領(lǐng)域,荷蘭、美國、日本早已虎踞龍盤。
前世的尼康公司創(chuàng)建于1917年,由當(dāng)時(shí)在日本領(lǐng)先的3家光學(xué)儀器制造部門合并組成,現(xiàn)有職員6900余人。于60年代中期涉足半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,1980年介入stepper步進(jìn)曝光機(jī)制造領(lǐng)域,至今已向世界市場提供了6200余臺(tái)stepper,自1996年起stepper年銷售額20億美元便超過了公司年銷售額約35億美元的一半以上,達(dá)60%。2000年尼康公司的stepper全球銷售額達(dá)24.3億美元,占當(dāng)年全球光刻設(shè)備市場41%的份額。自1985年起,nikon公司的stepper全球銷量便取代了gca公司多年來1978~1984年的霸主地位當(dāng)年nikon公司145臺(tái),gca公司115臺(tái),之后其產(chǎn)量逐年上升,到1996年財(cái)政年度1996年3月~1997年3月nikon公司stepper年銷售量創(chuàng)歷史最高記錄,達(dá)到900余臺(tái),占當(dāng)年世界stepper市場銷售量1530臺(tái)的3/5,從1985年2001年,尼康公司已連續(xù)獨(dú)霸世界stepper市場之首達(dá)16年之久。
而前世同屬日本的佳能公司創(chuàng)建于1937年,其前身為“精機(jī)光學(xué)研究所”,是全球著名的跨國公司,1970年開始涉足半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,更是早于尼康在1978年推出激光自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)光刻機(jī)“p-500fa”,1979年推出了第一臺(tái)1:1反射投影光刻機(jī)“mpa-500fa”,1984年推出第一臺(tái)商品化步進(jìn)重復(fù)縮小投影光刻機(jī)“fpa-1500fa”,1990年推出第一臺(tái)i線光刻設(shè)備“fpa-2000ii”,整個(gè)80年代公司以生產(chǎn)1へ1反射投影光刻機(jī)為主導(dǎo)光刻設(shè)備。截止1991年,其向世界市場提供p300~p600fa系列光刻設(shè)備3000臺(tái)。進(jìn)入90年代之后,該公司的光刻設(shè)備轉(zhuǎn)向了以stepper為主。1996年的市場銷售額達(dá)12.12億美元,在當(dāng)年世界十大半導(dǎo)體設(shè)備公司中排序第五,在stepper銷售市場中排名第二尼康、佳能、a**l。其stepper市場主要集中在日本和歐洲,2000年的全球市場銷量為260臺(tái),2001年約為400臺(tái)。
然而,花無百日紅,人無千日好。
前世的a**l公司從2011年起已經(jīng)壟斷了高端芯片曝光機(jī)市場,也控制了中低端芯片曝光機(jī)市場80%的份額,同時(shí)擁有整個(gè)芯片曝光機(jī)市場105%的利潤因?yàn)槟峥的崾翘潛p的,此后,a**l的壟斷格局更加明顯了,佳能識(shí)時(shí)務(wù),2008年開始逐步退出芯片曝光機(jī)業(yè)務(wù),停止虧損,專注于打印機(jī)業(yè)務(wù)。日本最大財(cái)團(tuán)三菱集團(tuán)不甘心失去這個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)能,竭盡全力支撐尼康的芯片曝光機(jī),虧損也不愿意退出,不過結(jié)果是越陷越深。
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