1984年从荷兰著名电子制造商飞利浦独立,当时办公室尚在母公司的空地一旁的木屋内,仅有百馀人陆续加入,此后致力于当时正在发展的大规模积体电路设备的研究和制造市场。阿斯麦公司为半导体生产商提供曝光机及相关服务,根据摩尔定律不断为提高单位面积集成度作贡献。2007年已经能够提供制造37nm线宽积体电路的曝光机。
制造大规模积体电路时要对半导体晶圆曝光3、40次。为在不降低品质的情况下减少曝光次数,阿斯麦公司在曝光机上使用德国蔡司公司的光路系统,镜头使用萤石和石英制造,其反射镜更是人类史上最平滑的光学镜面。曝光机是高附加值产品,一台当时龙头尼康的新的曝光机动辄上亿美元。而研发周期长,投入资金也相当巨大,使得单一家公司独立研发开始出现困难。
阿斯麦的成功转变在于整合,当年眼前有这样级别的业界对手,因此没有走上完全自主研发的传统路线,面对这样的条件,选择了做专业设备不如以外包采购代替、用先进制造不如委托厂商协助代理的方法突破,同时在DUV节点上除了投资干式显影法,运用自己规模较小的优势,转向了林本坚在2002年提出,还在业界推广的浸润式显影技术,并与台积电形成同盟,渐渐击败Nikon自家的技术,以全球多元分工的模式取得一席之地,其中比如极紫外光刻(EUV),也是透过产业联盟进行合作,EUV技术由美国科技公司率先倡导,然而此时美国自己的曝光机产业已被日商光刻技术击垮,阿斯麦此时出现抢市,伙同多家美国研究机构、供应商联合近20年潜心研发未知的新技术,才终于让实用级别的EUV设备诞生,使得虽然总部和生产都在欧洲,但阿斯麦取得编辑协助摩尔却像研究单位,只负责专业整合、设计和机台操作等自有强项,大部分极紫外光的技术和供应皆为美国。
现在市场上提供量产商用的曝光机厂商依照排名,首位阿斯麦、第二名尼康(Nikon)、以及佳能(Canon)共三家,根据2007年的统计数据,在中高阶曝光机市场,阿斯麦公司约有60%的市场占有率。而最高阶市场(immersion),阿斯麦公司目前约有90%的市场占有率,在14奈米节点以下更取得100%市占率,同业竞争对手已无力追赶。
2010年代以后,阿斯麦公司继续坚持制造与生产方共同来研制的思路,甚至让三星、台积电、英特尔等竞争对手纷纷放下敌意和成见,出现死对头们联手研发并联合资注EUV项目的景象,并已经向客户递交若干台EUV原型机型,用于研发和实验。同时,基于传统TWINSCAN平台研发的双重曝光技术也对光刻技术做出了大量的贡献。早在07年末,三星宣布成功生产的36nm NAND Flash,基于的便是双重图形技术(double patten)。
TWINSCAN系列是目前世界上精度最高,生产效率最高,应用最为广泛的高端曝光机型。目前全球绝大多数半导体生产厂商,都向ASML采购TWINSCAN机型,例如英特尔、三星、海力士、台积电、联电、格罗方德及其它台湾十二吋半导体厂。除了目前致力于开发的TWINSCAN平台外,阿斯迈公司还在积极与IBM等半导体公司合作,继续研发光刻技术,用于关键尺度在22纳米甚至更低的积体电路制造。
目前,已经商用的最先进机型是Twinscan NXE:3400C,每小时单位产出为136片(WPH)12英寸晶片,属于极紫外线曝光(EUV)机型,用来生产关键尺度低于7纳米的积体电路。
后3纳米制程时代,ASML与合作伙伴正在开发全新 EUV 微影曝光设备Twinscan EXE:5000系列。
据Bloomberg数据,2018年全球五大半导体设备制造商分别为应用材料(AMAT)、阿斯迈(ASML)、东京威力科创(TEL)、科林研发(Lam Research)、科磊(KLA),这五大半导体制造商在2018年以其领先的技术、强大的资金支持占据着全球半导体设备制造业超过70%的份额。
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原文标题:阿斯迈(ASML)成长的传奇历史,诞生于小木屋中的光刻机
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