荷蘭光刻巨頭崛起對我國發展核心技術的啟示

張金穎 安暉

光刻機是大規模半導體制造的核心設備。荷蘭阿斯麥公司通過適時推動產品更新、專注關鍵技術攻關、打造上下游利益鏈、建立開放研究網絡，在較短的時間內從激烈競爭中突出重圍，成為光刻機領域的絕對龍頭。

光刻機是大規模集成電路制造核心設備，對芯片的工藝制程起著決定性作用。集成電路產業發展主力雖集中在美國、日韓、中國臺灣等國家和地區，但全球最大的光刻機設備及服務提供商卻是來自荷蘭的阿斯麥（ASML）公司。阿斯麥僅用30年時間就在本領域建立起極高的技術壁壘，在45nm以下高端光刻機設備市場占據份額高達80%以上，在極紫外光（EUV）領域，目前擁有全球壟斷地位。ASML在不具備先發優勢的情況下如何逐步占據市場統治地位，對于啟迪我國企業核心技術發展路徑、培育世界一流的高技術企業具有重要參考和借鑒意義。

堅持產品代際革新獲得技術壟斷地位

構建外延研發網絡奠定初期技術基礎

AMSL僅用30年時間即發展成為光刻技術領域的“絕對王者”，其成長之路被業界譽為傳奇。然而阿斯麥早期發展并不順利，面臨著市場飽和與資金短缺的雙重壓力。市場方面，除尼康和佳能在當時占據了全球超過80%的市場份額外，還有GCA、SVG等十幾家光刻機廠商，市場競爭激烈。資金方面，產業發展環境惡化，加之企業產品技術過時，導致企業資金鏈幾近斷裂。在市場夾縫和生存逆境下，企業開始對外尋求政府支持和研發合作，拓展了外延的研發網絡，一方面與供應商建立了利益分享機制，另一方面與研究機構、科研院校建立了互惠合作關系。在歐洲信息技術研究與發展戰略計劃的支持下，阿斯麥與合作伙伴共同參與了多個項目的研究，推出了在當時具有重大技術突破的PAS 5500，為新一代產品奠定了堅實的技術基礎。

研發浸潤式微影設備獲得重大技術突破

ASML獲得市場主導地位的關鍵轉折點是193nm浸潤式微影設備（immersion lithography）的研發和面世。2002年前后，摩爾定律的延續遇到瓶頸，傳統的193nm光刻機無法將芯片制程推進至65nm以下，而尼康和佳能研發的157nm光刻機又難以獲得理想的效果，于是臺積電工程師提出，以水為介質制造浸潤式光刻機。尼康、佳能等日系廠商決策較為保守，對這種顛覆性技術路徑持觀望態度，而ASML卻敢為人先，決心投入研發。經過三年與臺積電的聯合攻關，首臺具有顛覆性意義的浸潤式光刻機Twinscan XT研發成功，浸潤技術改寫了半導體十幾年來的發展藍圖，拉動阿斯麥市場占有率由2001年的25%一路攀升至80%。

借力攻關EUV設備? 形成全球技術壟斷

繼浸潤式微影設備之后，極紫外光（EUV）設備的研制成功，使阿斯麥進一步取得該領域的技術壟斷地位。2005年前后，摩爾定律的延續再度陷入停滯。極紫外光刻技術雖被認為是制程突破10nm的關鍵，但技術難度和投資金額極高，讓尼康和佳能幾近放棄。在此情況下，ASML仍堅持投入研發，并積極向外尋求研發支持。在政府經費方面，阿斯麥從歐盟第六框架研發計劃中獲得2325萬歐元研發資助;在合作伙伴方面，ASML提出“客戶聯合投資專案”，以23%股權向英特爾、臺積電、三星等客戶籌得53億歐元研發資金，并向股東提供設備的優先使用權;在合作研發方面，聯合3所大學、10個研究所、15個歐洲公司共同開展“More Moore”項目，大大推進了EUV技術的研發進程。極紫外光刻設備研發成功后，成為目前世界上精度、生產效率最高的設備，ASML也成為全球唯一擁有EUV尖端技術的廠商。

ASML發展核心技術的主要經驗

保持穩定戰略目標? 適時推動產品更新

半導體行業周期性強、技術更新迭代快、投入回報期長，核心技術發展需要有穩定目標的牽引，也要有準確敏銳的判斷決策力。并稱“微影雙雄”的佳能和尼康曾是阿斯麥強勁的競爭對手，但后期卻將大量資金轉投了投資回報快的數碼相機領域，逐步失去了在光刻機領域的優勢地位。美國GCA公司則因為產品更新迭代斷檔，被迫退出市場。與之相反，ASML始終專注于光刻機領域，持續更新符合市場需求的產品，在代際革新產品的攻堅戰上具有異常堅定的信念和持之以恒的毅力，推出了PAS5500、TWINSCAN、TWINSCAN NXE等系列革命性產品，持續縮短工藝制程，目前在研發新一代1.5nm制程裝備和技術。長期持續的研發攻堅和穩定的戰略目標，使其在光刻機領域建立了極為深厚的技術壁壘，也在人才儲備、核心領導層等技術影響要素方面有了深厚的積淀，逐漸與大量競爭對手拉開差距。

模塊高度采購外包? 專注關鍵技術攻關

ASML把大多數模塊、零部件委拖外包研發生產，將寶貴的人才和資源集中投入能夠創造核心價值的技術中，即圍繞客戶需求開展關鍵技術研究和系統設計，一方面避免技術研發與市場需求脫節，另一方面使光刻機的研發和生產周期大大縮短。在客戶需求分析方面，ASML建立了市場、產品、技術三大路線圖，以保證精準把握、有效解決客戶需求。首先由市場部門對客戶要求的功能和期限進行評估，其次由產品部門研究符合客戶所需功能的技術參數和特征，最后由技術部門研究產品路線圖中所需的技術，主導新的研發方向。在核心技術研發方面，ASML基于客戶需求研究結果，著重突破具有全局性影響的關鍵技術。例如，大客戶臺積電提出EUV的商用化需要將全新光罩的原生缺陷降低90%，否則晶圓的良品率難以達到市場要求。針對該項重大技術瓶頸，核心技術團隊研發推出了革命性的可移動光罩薄膜技術，大大提升了EUV光刻機的生產性能和市場滿意度。

打造上下游利益鏈形成穩定利益共同體

ASML通過資本市場運作構建利益鏈條，與產業上下游供應商和客戶建立了密切的合作。在供應商方面，ASML通過并購將具有戰略意義的光學系統廠商進行垂直整合，通過投資、入股等方式與重要廠商開展戰略合作，獲取新一代光刻系統核心技術。例如，入股卡爾蔡司SMT子公司并投入大量研發資金，以獲得EUV反射鏡片;收購美國光源技術公司Cymer，獲得公司量產EUV的決定性技術。在客戶方面，以接受股東注資的方式引入英特爾、三星、臺積電等全球半導體巨頭作為戰略合作方，并給予股東優先供貨權，從而結成緊密的利益共同體，在共享股東先進科技的同時降低自身的研發風險。

建立開放研究網絡下合理共享研發成果

ASML依托自身的資源和技術積累，主導打造了囊括研究機構、高等院校、合作伙伴的巨大開放式研究網絡，并通過建立特有的專利制度管理知識產權和研究成果。在合作研究方面，共享用于促進研發的大量背景技術和知識，并聯合研究機構和供應商共同參與設計，鼓勵合作伙伴進行產品改善和技術創新，這與部分日、美系廠商要求的“一顆螺絲釘的位置也不能變”的研發策略不同。在專利管理方面，ASML采取“寬窄結合”的知識產權保護策略，涉及光刻機系統集成及整體架構方面的專利保護范圍較寬，涉及光學鏡頭、傳感器等具體零部件方面的專利保護范圍較窄，即ASML將專利保護范圍限定在光刻機領域，合作伙伴可將具體模塊專利用于其他領域，形成良性促進的技術合作機制。

對我國產業發展核心技術的啟示

分類施策，視不同情況選擇技術發展模式

由于高端裝備的技術壁壘、競爭壁壘及市場認可壁壘極高，全球高端市場基本被歐美、日韓等發達國家巨頭所掌控，我國多生產中低端產品或外圍裝備，高端設備自給率較低，與ASML的發展條件與發展環境并不完全相符，因此需要在厘清產業現狀的基礎上分類施策，在不同時期或情境下，有的放矢地借鑒ASML的垂直整合、高度外包、合作結盟的技術發展模式。對于資本實力雄厚、意圖通過補短板完善戰略布局的企業，可以采取投資并購等垂直整合模式，快速進入某技術領域，發揮集團綜合效益，但該模式對資本實力要求較高，且由于瓦納森協議對中國的技術禁運限制，因此該模式目前在我國適用范圍較窄;對于在某領域擁有核心技術或占據絕對優勢地位的企業，可以建立以該企業為核心的價值鏈條，鏈條上的其他企業圍繞核心企業開展基礎技術及應用研究，該模式對于核心企業的技術水平要求較高;對于在某領域具有一定技術優勢的產業鏈上下游企業，可以采取合作結盟、抱團發展的策略，共同推動核心技術的研發。

使優者聯立，構建多主體深度合作的戰略創新聯盟

借鑒ASML早期發展模式，在企業初具技術實力和規模時，鼓勵企業開展上下游合作，在政府指導下建立多方戰略聯盟，共同促進技術創新。一是構建外延開放的企業創新網絡。單個企業在創新中容易陷入重復投入、資源浪費的怪圈，組織產業鏈上下游企業、研究機構、高校等開展戰略合作，有助于避免低水平重復研究。戰略聯盟應以產業需求為導向，建立優勢技術互補和利益共享機制，在核心和薄弱技術領域分攤巨額研發費用，共同推動基礎和應用領域創新。二是建立差異化的專利保護策略。針對系統性與分模塊的技術領域，實施不同程度的知識產權保護，使分模塊的研發成果能夠用于其他領域，以強化合作伙伴的研發積極性。三是納入保證采購條款。戰略聯盟合作應納入保證采購的相關條款，在同等質量下鼓勵下游廠商選用本土技術和設備，以保證市場需求的穩定性。

促強者恒強，建立以核心企業為主導的產業技術鏈

借鑒阿斯麥中后期發展模式，在企業擁有全球領先的核心技術及產業地位時，在政府指導下搭建以核心企業為主導的產業技術鏈，以模塊化分工外包為手段，與供應商、研究機構、高校構筑利益生態，形成從基礎研發、零部件研發制造到核心部件研發制造的技術鏈，推動核心技術持續深入發展，促進分模塊技術協同發展。一是專注核心技術，創造核心價值。鼓勵核心企業建立客戶技術需求路線圖，專注產生核心價值的技術研發，將部分非核心的模塊組裝、零部件制造等業務委托外包生產。二是強化與供貨商的協作，鼓勵供貨商參與技術改善與創新。支持企業建立嚴格的供貨商認證評估制度，強化對于供貨商在產品質量、技術水平、成本管控、物流時效等方面的評估，將成熟可靠的供貨商納入企業研發生產體系，為其提供技術支撐，并鼓勵供應商深度參與技術改善。三是鼓勵以核心企業為主導的基礎和應用研究。支持企業以資助研究項目、聯合高校設立專業等方式，推動基礎和應用研究，為企業乃至價值鏈整體發展作好戰略儲備。

優化政策環境，建立技術創新協同服務平臺

借鑒荷蘭高技術領域產業扶持政策，建立由政府、咨詢機構、金融機構、科研院所等協同參與的技術創新服務平臺。一是堅持以需求為導向。在了解產業共性技術和企業重大需求的基礎上，確定關鍵技術領域和應用領域的優先順序，為政府確定產業資金支持方向提供建議。二是促進技術的轉移和擴散。鼓勵產業鏈上下游相關企業、科研院所協同參與平臺支持的合作研發項目，并建立研究成果知識庫，擴大創新成果的輻射面。