日本企業能製造頂尖機床母機,為什麼卻做不出EUV光刻機?

日本的精密機床聞名全球,在這一領域日本不光擁有一大批機床生產企業,而且在超精密加工領域,日本企業同樣處於頂尖水平,目前全球精度最高的母機就是來自日本的捷太科特,專門對光學鏡頭和藍光鏡片模具進行加工和研磨。精密機床被稱為工業母機,這些先進設備的生產能力體現了日本企業在工業裝備領域的技術領先優勢。不過在半導體工業設備領域,高端光刻機技術卻掌握在一家荷蘭企業手中,就是ASML。日本兩大光學巨頭佳能,尼康面對ASML的市場壟斷地位,卻毫無作為。

半導體光刻機經過6代產品演變,已經進入EUV極紫外光刻機階段,目前14nm製程以下的高端光刻機市場,完全被ASML一家所獨佔。而日本企業佳能,尼康已經沒有能力生產14nm工藝製程以下的光刻機,並且放棄了高端EUV光刻機的研發。日本號稱”技術立國“,幾乎所有的工業設備都是自己生產,1982年起,日本就已經是全球最大的機床生產國。


日本企業能製造頂尖機床母機,為什麼卻做不出EUV光刻機?

80年代末期,日本半導體產業空前繁榮,世界90%的DRAM產量來自日本企業,NEC,日立,東芝壓倒英特爾,成為全球芯片龍頭。半導體產業的繁榮也帶動了日本半導體設備產業的發展,東京電子,SCREEN等成為市場的佼佼者。不過唯獨在光刻機上,日本企業止步不前,拱手將市場讓給了ASML,那麼日本企業為什麼沒能拿下高端光刻機?

目前主流的說法是日本企業走錯了方向。在45nm製程以下製程面臨技術瓶頸之際,市場面臨兩種選擇,一種是以尼康,佳能為主,主張開發157nm光源,另一方以臺積電為首,主張開發193nm浸入式光刻技術。而ASML抓住了機會,率先響應了臺積電,並且在2007年推出了第一臺浸入式光刻機,突破了45nm工藝製程,逐漸壟斷了市場。


日本企業能製造頂尖機床母機,為什麼卻做不出EUV光刻機?

表面上看是尼康,佳能選擇了錯誤的方向,更深層的原因是日本企業面對市場的革新浪潮,往往缺乏應變之道和適應能力。有一種說法,日本企業只擅長小打小鬧,對於小的改善和改良更拿手,所以一些重大技術進步都來自歐美企業,而日本公司購買了這些專利和發明後,加以改良,再推向市場。雖然這種說法不一定準確,不過還是有一定的道理。日本企業提倡工匠精神,勝在時間的積累,對於細節比較專注,而欠缺對一些重大技術進步的把握。


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此外從ASML成功的經驗來看,這是一家注重開放和創新文化的企業,經常和周邊的大學和科研機構進行交流,以掌握最新的技術應用,其中著名的IMEC(比利時微電子研究所)在ASML前進的道路上發揮了很大作用。ASML高達九成的零部件來自供應商,他們在世界範圍內尋找最好的產品和技術,這家企業獨創的客戶入股的研發模式相信在世界上是絕無僅有。

而日本企業的文化就封閉很多,大多數的零部件都來自於自己內部系統,並且很少會更換供應商,無形中就形成了巨大的差距。由於光刻機技術高度複雜,涵蓋了光學,機械,電子電路,化學等諸多學科,對於專業知識的儲備要求極高,因此開放式,學習型的組織顯得尤為重要,或許這才是日本企業做不出高端光刻機的真正原因。

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