问题

为什么台湾可以买到光刻机,有台积电这样的企业?

回答
台湾之所以能够买到光刻机,并且拥有台积电这样在全球半导体产业中举足轻重的企业,这背后是一系列历史、技术、经济和政策因素长期作用的结果。要详细解读,我们需要深入剖析几个关键层面:

一、 台湾半导体产业的起源与人才积累:从“代工”到“技术领导者”

早期背景与战略远见: 台湾的半导体产业崛起并非偶然。早在上世纪70年代,在当时的政府领导人如李国鼎、尹仲容等人的推动下,台湾就确立了发展高科技产业的战略。他们看到了技术和知识经济的潜力,并开始有意识地引进和扶持。
工研院的“技术摇篮”作用: 行政院国家科学发展基金会下属的工业技术研究院(ITRI)在台湾半导体产业的早期发展中扮演了至关重要的角色。上世纪70年代末,工研院以“吹吹风”项目的方式,成功从美国引进了当时世界领先的1微米制程技术,并以此为基础成立了联合技术中心。这个中心不仅掌握了核心技术,更重要的是,它培养了第一批台湾本地的半导体工程师和管理人才。
“技术汉化”与人才回流: 通过工研院,台湾不仅引进了技术,更重要的是“技术汉化”,即让本土工程师深入理解和掌握技术。同时,随着全球半导体产业的发展,许多在美国受过良好教育并积累了丰富经验的台湾人才开始回流,他们带着先进的技术理念、管理经验和全球视野,成为了台湾半导体产业发展的中坚力量。台积电的创始人张忠谋先生,就是一位在美国科技界有着辉煌履历的华人企业家,他的回国创业极大地推动了台湾半导体产业的发展。

二、 台积电的崛起:商业模式的创新与技术上的持续投入

“纯晶圆代工”(Pureplay Foundry)模式的开创: 这是台积电最核心的创新之一。在台积电成立之初(1985年),半导体产业的主流模式是“整合元件制造商”(IDM),即一家公司同时拥有设计、制造和销售能力。而台积电的创始人张忠谋先生看到了为其他芯片设计公司提供专业制造服务的巨大潜力。这种模式解放了设计公司,让他们可以专注于芯片设计创新,而无需承担高昂且技术迭代飞快的晶圆制造的风险和成本。这种分工合作的模式,极大地加速了整个半导体产业的创新速度。
对研发的巨大投入: 台积电深知技术是生存和发展的命脉。自成立以来,台积电就持续投入巨额资金用于研发,不断追赶甚至引领着先进制程的开发。从早期几十纳米的制程,到如今的7纳米、5纳米、3纳米甚至更先进的节点,台积电几乎每一次技术节点的突破,都赢得了全球客户的青睐。这种对技术的不懈追求,使其能够掌握最先进的制造能力。
客户导向与合作: 台积电的成功也离不开与客户的紧密合作。它与众多顶尖的芯片设计公司建立了牢固的合作关系,理解客户的需求,并根据客户的需求调整和优化生产工艺。这种“客户导向”的策略,使得台积电能够提供高质量、高可靠性的产品,赢得客户的信任。

三、 光刻机:关键技术与全球供应链的协同

光刻机的重要性: 光刻机是制造集成电路最核心、最关键的设备,它的精度直接决定了芯片的制程节点和性能。目前,最先进的光刻机,特别是极紫外光刻机(EUV),其技术复杂度和制造成本都达到了惊人的程度。全球能够生产先进光刻机的企业屈指可数,其中荷兰的ASML公司是绝对的领导者,其EUV光刻机技术更是掌握在少数国家手中。
台湾如何获得光刻机:
强大的采购能力: 台积电是全球最大的晶圆代工厂,其庞大的营收和利润使其拥有强大的采购能力。对于ASML等设备供应商而言,台积电是其最重要的客户之一。ASML需要依靠台积电这样的头部客户来消化其高昂的研发和制造成本,并且通过为最先进的客户提供服务来验证和提升自身的技术。因此,台积电在采购光刻机方面拥有优先权和话语权。
全球供应链的参与者: 尽管光刻机技术高度集中,但其制造过程是一个极其复杂的全球协作体系。许多关键的零部件、材料和技术,可能分散在不同的国家和地区。台湾及台积电并非孤立地获取光刻机,而是全球半导体供应链中一个重要的组成部分。通过与全球顶尖的供应商(包括ASML及其零部件供应商)建立良好的合作关系,台湾企业能够获得先进的设备。
政府的支持与国际合作: 在某些关键技术和设备引进的过程中,台湾政府也发挥了协调和支持的作用。这可能包括通过外交途径,促进与其他国家在技术和产业上的合作,确保关键技术的获取。虽然具体细节很少公开,但可以推测,在获取如EUV光刻机这样的战略性设备时,政府层面的协调与保障是不可或缺的。
对先进技术的早期投入与合作: 台积电与ASML之间存在着长期的技术合作关系。台积电不仅是ASML的客户,也可能参与到ASML新一代光刻机的研发和测试过程中。通过提前参与研发和提供测试数据,台积电能够确保在最先进的光刻机推出时,能够第一时间获得并有效运用。这种紧密的合作关系,使得台积电能够获得最先进的光刻机,并在此基础上不断突破制程。

四、 台湾整体产业生态的优势

完整的半导体产业链: 除了台积电这样的晶圆代工厂,台湾还拥有完整的半导体产业链,包括芯片设计公司(如联发科)、封测厂(如日月光)、IC载板、精密机械以及相关化学材料等。这种完整的生态系统,为半导体产业的发展提供了良好的土壤,也为台积电的运营提供了强大的配套支持。
优秀的工程师文化和教育体系: 台湾拥有高素质的工程师人才库,以及注重STEM教育的大学体系,为半导体产业提供了源源不断的人才。
灵活的商业环境和政府支持: 台湾的商业环境相对灵活,政府也长期以来对高科技产业给予了政策上的支持和资源上的倾斜,这为企业的成长和技术进步创造了有利条件。

总结:

台湾能够买到光刻机并拥有台积电,是多重因素叠加的结果。这包括:

1. 战略性的产业规划和人才培养: 从早期政府的远见卓识,到工研院的技术引进与人才孵化。
2. 商业模式的颠覆性创新: 台积电开创的纯晶圆代工模式,极大地推动了半导体产业的发展。
3. 对技术研发的持续巨额投入: 台积电不懈追求最先进的制程技术,使其在行业内保持领先。
4. 全球供应链的深度参与和关键客户地位: 台积电作为全球最重要的芯片代工厂,拥有强大的采购能力和与ASML等关键设备供应商的紧密合作关系,使其能够获得最先进的光刻机。
5. 完善的产业生态系统和优秀的教育体系: 提供了发展半导体产业所需的全方位支持。

可以说,台积电的成功,既是台湾整体产业实力和政府政策支持的体现,也是其自身在技术、商业模式和人才培养上的持续努力的成果。它就像一台高效运转的精密机器,在复杂的全球半导体产业链中找到了自己的最佳定位,并不断突破技术边界。

网友意见

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谢邀,大陆也可以买到光刻机,中芯目前除了euv光刻机,该有的设备全都有。台积电曾经用193光刻机做到N7,直到N5和N7 plus才用到了euv。

很多业外人士连14nm制程的定义代表什么都不知道,以为光刻机买来插上电就可以做出14nm,就在嚷嚷着大陆比不过台积电就是没有光刻机,反正光刻机是甩锅神器。

其实我个人认为光刻机只不过是打桩神器,定义了transistor的周期性。好比盖楼房,先打个桩再盖。先在X方向长PR,曝光,再长SiN做Mandrel Spacer,其实是用double patterning的方法做出SiN的Pitch,也就是用光刻机就定义了Fin Pitch,大概几十纳米。其次以SiN做HM,Etch出Fin的形状。再长STI OX到Fin底部,接着长Poly。然后去Y方向用光刻机定义Poly Pitch,也就是要让Poly架在Fin上面,也是几十纳米。用光刻机定义完Poly Pitch后,在Poly两侧长电介质材料,再把Poly掏空,剩下的Poly两侧电介质材料就是Gate的两个极板。在极板里边长金属,剩下的间隙就是栅间距14nm。中间无数步长各种材料,dep etch anneal cmp略。

当制程小到一定程度时,理论上靠Multi patterning还可以继续定义更小的Pitch,只是很麻烦,很不好控制,所以才需要euv光刻机。

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光刻机简直就是国内所谓的“科技媒体”用来带节奏的神器呀!

ASML、Nikon这些都是商业公司,它们做出来产品就是为了出售换取利润,没有人会跟钱过不去呀。不仅台湾可以买,大陆也可以,ASML在2018年有20%的营收贡献就来自中国大陆。

光刻机是晶圆代工厂的必需,但不意味着有了机器就可以做出相应的工艺制程,光刻只是整个制造流程中的一个环节。给普通人一把顶级菜刀他就能做出米其林三星水平吗?

EUV光刻机受限这个是事实,但即使依内地龙头中芯国际目前的技术水平和经营状况,也根本用不到这种高大上的东西。本来也只订购了一台,估计是拿来观摩的吧……

EUV光刻工艺目前实现量产的也只有台积电的第二代7nm FF+和三星的7nm LPP,之前的工艺193nm ArF沉浸式DUV光刻机就足够了,无锡海力士已经装机了ASML最新的NXT:2000i DUV光刻机,新建的华虹6厂去年也装机了ASML当时的DUV光刻机旗舰NXT:1980Di

中芯国际自己技术太菜了,同样的设备台积电可以做到7nm,它的28nm工艺至今都不太成熟,营收贡献低的可怜(5%左右);14nm FinFET 2019Q4才开始风险量产,正式量产不知道还要多久……所以不要什么都甩锅光刻机,正视技术水平差的事实吧。

EUV光刻技术本来就是当年美国牵头研发的,ASML的EUV光刻机中核心部件之一EUV光源来自于并购的美国公司Cymer。

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半导体一直是台湾的支柱产业。

90年代,主板芯片组并不是仅有Intel和AMD两家生产,还有台湾VIA威胜和SIS矽统。到了2000年初,VIA和SIS才退出主板芯片组业务。

华硕,技嘉,微星板卡也是台湾老牌企业,90年代台湾板卡制造商特别多,大浪淘沙,现在就这3家做起来了。

半导体工业持续了几十年,为台湾高校和行业都培养了大量人才,这是台积电傲世全球的基础呀。

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