光刻机是用来把电路图案投射到硅晶圆上、制造芯片的核心设备,现在垄断高端光刻机市场的 ASML,它的起点就是 1984 年荷兰埃因霍温一间漏雨的简易棚屋,由飞利浦分出的 47 名工程师开启项目,它不是凭空诞生的新技术,是飞利浦多年光刻技术积累,再通过合资公司独立商业化的产物。早在 70 年代飞利浦内部就已经在研发步进式光刻设备,也就是光刻机原型,但是光刻设备研发成本高、商业化难度大,当时飞利浦想找美国企业合作推进,谈判一直没有结果,最后选择和半导体材料厂商 ASMI 合资成立 ASM Lithography,也就是 ASML,把原本内部研发团队里 47 名工程师拆分出来,在简陋棚屋里独立做光刻机的商业化落地。
一、前期技术铺垫
- 时间:20 世纪 70 年代
- 主体:飞利浦 Natlab 实验室
- 内容:实验室内部启动晶圆步进光刻设备研发,搞清楚把掩模版上微小电路图形投射到硅片上的基础方案,积累了光刻、对准、晶圆载台相关技术,但是项目在飞利浦内部属于不被看好、投入产出很难估算的业务,很难持续拿到大额资源。
- 现状:技术原型有了,但没有独立销售、售后、迭代的商业化团队,没法推向外部芯片厂商。
二、合资公司成立,棚屋起步
- 时间:1984 年 4 月 1 日
- 合作双方:飞利浦、ASMI(Advanced Semiconductor Materials International),双方各占一半股份
- 人员:原飞利浦光刻研发团队一共约 50 人,其中 47 名工程师选择加入这家新公司
- 场地:荷兰埃因霍温飞利浦厂区旁边的简易棚屋,条件简陋,下雨会漏水,位置靠近垃圾堆,办公环境很差
- 首台产品:同年推出第一台光刻机 PAS 2000 步进机,采用油压驱动晶圆载台,性能有明显缺陷,早期客户很少,大部分订单来自飞利浦自家半导体部门。
三、早期关键发展节点
- 1985 年,团队扩充到 100 人,搬出漏雨棚屋,搬迁到维尔德霍芬新建厂房,这里也是 ASML 现在总部所在地。
- 1986 年,推出 PAS 2500 光刻机,升级对准技术,同年和德国卡尔蔡司达成镜头合作,蔡司光学镜头是光刻机成像的核心部件,这次合作成为 ASML 后续技术突破的关键。
- 1988 年,行业下行,客户数量不足,ASMI 选择退出投资,飞利浦独自承接股份和债务,公司一度濒临发不出工资,依靠飞利浦资金救助才活下来。
- 后续持续迭代,依靠 PAS 5500 模块化机型站稳市场,再一步步发展出浸没式光刻、EUV 极紫外光刻机,成为全球唯一能生产高端 EUV 光刻机的厂商。
四、光刻机的基础原理简单说明
光刻机本质就是一套超高精度的投影曝光系统:光源发出光线,穿过带有电路图案的掩模版,再经过精密镜头缩小投影,把图案印在涂了光刻胶的硅晶圆上,后续再通过刻蚀、掺杂等工序,在晶圆上做出无数晶体管。芯片制程越小,对光刻机光源、镜头、震动控制、对准精度的要求就越高。
【相关 FAQ】
问题 1:ASML 光刻机起步时,为什么 47 名飞利浦工程师要去漏雨棚屋办公?
回答 1:飞利浦当时不想在内部继续承担光刻机项目的商业化风险,于是和 ASMI 成立合资公司,这 47 名工程师是从飞利浦光刻研发团队拆分出来的首批员工,没有现成的正式办公厂房,只能临时使用厂区旁简陋漏雨棚屋开展 ASML 光刻机研发工作。
问题 2:1984 年 ASML 刚起步推出的 PAS2000 光刻机,有什么短板?
回答 2:PAS2000 是 ASML 第一款光刻机,采用油压式晶圆载台,油压容易污染芯片洁净车间,设备稳定性一般,市场认可度很低,早期几乎只有飞利浦内部部门采购,很难对外打开市场。
问题 3:ASML 光刻机早期能发展起来,和卡尔蔡司的合作起到什么作用?
回答 3:光刻机成像质量高度依赖高精度光学镜头,1986 年 ASML 和卡尔蔡司达成合作,蔡司为 ASML 光刻机提供精密光学镜头,解决光刻成像的核心难题,这也是 ASML 光刻机后续持续迭代、拉开和佳能尼康差距的重要基础。
【参考资料】
[2026-11-12](光刻机是怎么来的?飞利浦 47 名工程师搬进漏雨棚屋,1984 年 ASML 起步)OFweek 电子工程网
[2024-06-18](制造光刻机 40 年,一本新书重新发现了 ASML 成功的秘密)新浪财经
[2024-04-03](ASML’s founding story: our roots in the semiconductor industry)ASML 官网
[2023-11-30](光刻机之战)腾讯新闻
[2023-12-19](ASML:从飞利浦弃儿到光刻之王)经济观察网
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本文概览:光刻机是用来把电路图案投射到硅晶圆上、制造芯片的核心设备,现在垄断高端光刻机市场的 ASML,它的起点就是 1984 年荷兰埃因霍温一间漏雨的简易棚屋,由飞利浦分出的 47 名工程师开启项目,它不是凭空诞生的新技术,是飞利浦多年光刻技术积累,再通过合资公司独立商业化的产物。早在 70 年代飞利浦内部就已经在研发步进式光刻设备,也就是光刻机原型,但是光刻设备研发成本高、商业化难度大,当时飞利浦想找美国企业合作推进,谈判一直没有结果,最后选择和半导体材料厂商 ASMI 合资成立 ASM Lithography,也就是 ASML,把原本内部研发团队里 47 名工程师拆分出来,在简陋棚屋里独立做光刻机的商业化落地。