美媒:美国错失引领芯片制造 史无前例的战略失误

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最新回复:2024年4月13日 17点53分 PT
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观察者网

4月12日,彭博社以《美国曾有机会引领芯片制造,但却错过了》为题撰文。

文章指出,美国早期曾在半导体技术开发上发挥了至关重要的作用,但现在荷兰企业ASML垄断了关键芯片制造工具极紫外光刻机(EUV)的生产,台积电、三星等亚洲企业主导了先进芯片制造。

这篇文章认为,美国错失引领芯片制造的关键原因在于EUV光刻机。首先,早期很少有行业高管认可EUV可行;第二,曾经全球最大的芯片制造商英特尔,对何时引入EUV发生了误判。

彭博社报道截图

观察者网编译原文如下:

这是一次史无前例的战略失误。

早期,美国在开发半导体技术方面发挥了至关重要的作用,而半导体技术是当今人工智能革命的基础。然而,现在是一家荷兰公司垄断了这一过程,亚洲制造商主导了生产。

极紫外光刻机(EUV)可以说是目前世界上最重要的电子设备。

它们的出现,使得芯片制造能力实现了跃升,为新一代人工智能发展铺平了道路。人工智能平台(如OpenAI的ChatGPT和谷歌的Gemini)执行了大量并行计算,代替了通常由人类来执行的大量任务。

这使获得EUV技术成为美国等大国的国家经济安全问题。现在的问题是,EUV仅由一家公司制造:ASML。每台EUV都有一辆公共汽车那么大,成本超过2亿美元。迄今为止,ASML已售出200多台EUV,使该公司成为欧洲最有价值的科技股,市值超过3500亿美元。

美国是如何放弃对这一关键技术控制的?部分原因是,早期在半导体行业中,很少高管认为EUV是可行的。另一个原因是,一直是全球最大芯片制造商的英特尔公司,发生了误判。

EUV光刻机内部结构

抛开日本,支持ASML等研发EUV

半导体芯片由晶体管组成——本质上是一系列门和开关,它们是现代计算中0和1的物理表现。为了使计算机更强大,半导体工程师们一直在寻求把晶体管做得更小。上个世纪中叶发明的第一个晶体管大约有一厘米长。现在它们只有几纳米,或者说十亿分之几米宽。

在芯片制造的最初几十年里,可见光被用来在硅片上刻蚀图案来制造晶体管——这一过程被称为光刻——然后该行业才转向紫外光。

在20世纪80年代,科学家们开始探索芯片制造如何才能达到接近原子的体积,以保持创新的步伐。总部位于新泽西州的贝尔实验室的研究人员开始研究极紫外光技术,紧随其后的是美国能源部的三个国家实验室:劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室和桑迪亚实验室,该部门最终为这项研究投入了数千万美元。

随着这些机构在一些技术要素上取得进展,他们意识到,要将极紫外光技术推向市场,行业支持是必不可少的。1997年,一家名为EUV LLC的公私合营组织成立,其中包括美国公司英特尔、AMD和摩托罗拉。这个组织最终扩大到包括光刻技术公司硅谷集团和ASML,后者也参与了欧洲一个类似的EUV研究联盟。

当时,日本的尼康和佳能是光刻领域最大的玩家,而日本似乎是美国在芯片制造领域主导地位的最大威胁。因此,华盛顿不愿在下一代技术的竞赛中帮助这个亚洲国家,而是支持硅谷集团和ASML。这家荷兰公司在EUV上重金押注。2001年,ASML斥资11亿美元收购了硅谷集团,成为EUV竞争中仅剩的一个玩家。当时,它预计到2006年EUV将具有商业可行性。

英特尔美国芯片工厂

英特尔发生误判

事实证明,这种看法过于乐观。这项技术非常复杂。它包括用高功率激光以每秒5万次的速度轰击锡滴,产生能发射极紫外光的等离子体。这样的光在地球上不会自然产生,事实上它会被空气吸收,这个过程必须在真空中进行。然后,光线被一系列镜子聚焦,反射到一个准星上。掩膜上的图案,可以阻挡和吸收一些光线,这样就形成了要蚀刻到芯片上的电路图案。

由于这些东西的运行规模,由德国蔡司公司制造的镜子必须要光滑得近乎不可思议:最大的瑕疵只有一个原子那么高。ASML表示,如果镜子按比例放大到一个国家的大小,那么最高的凸起将只有1毫米高。用激光轰击熔化的锡很麻烦。它需要定期清理,这意味着有很多停机时间。这使得人们很难想象这种机器是如何做到经济实惠的:半导体制造设备几乎需要每周7天、每天24小时不停地运转,才能证明数十亿美元的建造成本是合理的。

直到2012年,业界才开始认为这项技术可能是可行的。而且它仍然需要注入大量的资金。因此,ASML转向了其最大的客户:台积电投资14亿美元,三星电子投资9.74亿美元,英特尔投资41亿美元。当时,这三家芯片制造商总共持有ASML约四分之一的股票。

这一策略奏效了。到2018年,ASML开始大量出货EUV。尽管早期的大部分运转都是在美国完成的,而英特尔是ASML最大的行业支持者,但第一代EUV设备没有一台运往英特尔。

这并不是ASML的选择,而是英特尔的。

当时英特尔的首席执行官布莱恩·科再奇(Brian Krzanich)对这项技术能否产生规模经济效应没有信心。他把赌注押在了现有技术能够继续发挥作用上,直到他所看到的EUV问题得到解决。他有充分的理由充满自信:英特尔在尖端芯片制造工艺方面一直领先于同行。

事实证明这是一个错误。使用EUV工艺的台积电在2018年左右首次在技术上超过英特尔。包括苹、英伟达和AMD在内的科技公司自己设计芯片,然后委托台积电制造。与此同时,英特尔正努力使用替代的“多重图形化”芯片光刻技术可靠地工作。当它将工艺调整到可以大规模生产的程度时,台积电和三星已经在生产更先进的半导体了。

英特尔、英伟达和台积电市值对比

英特尔高管不想重蹈覆辙

时至今日,英特尔仍在被当初的误判所困扰。

2021年接任英特尔首席执行官的帕特•基辛格今年4月表示:“我们采取了很多措施来避免对EUV的需求,但正如你所看到的,这导致芯片功率、性能、面积和成本方面都存在不足。”

股市证明了这个错误的严重程度。早在2012年投资ASML时,英特尔的市值是英伟达的15倍,几乎是台积电的2倍。现在,英特尔的规模只是这两家公司的一小部分:英特尔的市值为1640亿美元,台积电的市值为6500亿美元,英伟达的市值为2.2万亿美元。

这在很大程度上是由于英特尔没有接触到EUV技术。基辛格急于确保自己不会重蹈前任的覆辙。英特尔正在大力支持下一代EUV:高数值孔径。这种设备使用新的光学系统将光线聚焦到一个更小的点,该公司已经在俄勒冈州的一个地方安装了第一个预生产模型。

r
rootrootroot
1 楼
别写这种烂文章了,美国本来就没有哪样的因素,亚裔人数不够,碰巧大战略又搞了全球化,肯定被更符合的地区抢走机会的
据说据说
2 楼
用不了几年,美国又会开始引领芯片制造。 [3评]
铗归来
3 楼
把台积电“抬”到美国 什么问题 还是问题吗? 它敢不愿意?
g
googlebot
4 楼
芯片生产是夕阳产业,很难赢利的
R
Robin_Snow
5 楼
这文章看到的是一个技术的选择错误,但是大的层面上,是美国90年代对自己太过于自信,主动把制造端和技术给了日韩台,这样留下intel 一个当时巨无霸一样的行业旗舰(觉得靠一家能领先世界),中低端都停了或者让出去了。现在看,这才是最傻逼和没眼界的地方。同理,现在如果半导体和所有高端制造业,美国想引领世界,那从生产端就不能短视的都让出去,或者对于技术剽窃不管不顾。如果生产端出去了,那供应链就完了,上游大学或者高科技企业里的基础理论研发,也都会萎靡了
拿大家
6 楼
阿三是资本主义的最后掘墓人。看看美国有多少个阿三CEO,西方用多少个阿三首相总理?
r
renanxing3390
7 楼
我们台弯摇摇领先
C
Crosscurrent
8 楼
: 可能吗?哪来能操作机器的技术工人?
b
bett
9 楼
你这狗杂种长期舔干爹肛门,把自己都舔成脑瘫了
G
Griller
10 楼
你也知道美国是靠亚裔,现在英特尔研发团队,主要也是东亚裔。 不过改变不了,这个美国劣化国企的大框架,即使很多东亚裔的研究人员,维持了很多研发进度,但还是劣化的预期。
五谷不分
11 楼
就好像美国一直说,用不了几年,美国又能登月一样
m
minihead
12 楼
外行人永远搞不清高科技市场的情况,彭博社也是一样。半导体产业即是高科技,也是制造业。美国的商业模式只喜欢来钱快的行当。美国人的生活也不习惯制造业。
维基解密3
13 楼
现在芯片肯定是要淘汰的,未来是不需要光刻技术的,至于是什么技术我不知道
掏光洋灰
14 楼
美国只想收钱不想干活,奴隶制度依赖。
小日子坏的很
15 楼
把台积电国有化不就解决了
o
octane
16 楼
昂撒做主子,阿三做管家,世界上其他种族都靠边站。这就是失败的原因
G
Gerrard1982
17 楼
一个大公司,那么多大股东,超高新高管,他们的资产基本都是股票。公司发展的还行,这个时候你指望他们破釜沉舟冒着巨大的风险,以及激烈的内部资源和人力斗争去追捧新技术。怎么可能? 所以IBM,英特尔,思科都不行了。微软算是一个奇迹,靠Azure复兴了一下。才起来了FANG,然后现在谷歌也似乎要掉队了。。 不光是大公司,大到王朝,帝国都是类似规律。
o
oldoldcandy
18 楼
哈..哈...
S
Sleepyjoebd
19 楼
S
Sleepyjoebd
20 楼
80年代就开始流行夕阳工业的说法,钢铁工业、汽车工业等等都成了被淘汰的夕阳工业,然后就看到美国逐步去工业化,然后就看到铁锈带把川普推上总统宝座,然后就看到川普要让美国再次伟大,然后。。。就没有然后了。
I
IAMPI
21 楼
真几把搞笑。ASML的核心技术大部分都是美国的,没有cymer的光源有个屁用
p
purejerry
22 楼
台積電是美國人的公司。。。。七八成股份都在外資手上 董監事都是人家決定。。。美國建廠只是人家決定 Asml最大兩個股東也是美系。。。。決策道理同台積。。。
人生就醬
23 楼
在美國有能輪24小時的血汗工人?工資直接吃掉營利