我们都知道，芯片制造离不开光刻机，高端芯片制造离不开EUV（极紫外）光刻机。
近日，光刻机巨头ASML在接受采访时表示，公司正在有序推进新的技术路线“High-NA EUV 技术”，明年将正式向客户交付产品，但ASML并没有透露客户的名字。
ASML是全球最大的光刻机制造商，总部位于荷兰埃因霍温，主要向全球芯片制造企业提供领先的综合性关键设备。
2021年，全球光刻机市场份额为1076亿，ASML一家就达到了854亿，占比79%。中端市场（DUV光刻机）出货103台，占据93.6%的市场份额，高端的EUV光刻机直接垄断（100%）。
换句话说，你使用的手机、电脑、蓝牙耳机、汽车等设备的芯片，基本都使用了ASML的光刻机，没有ASML就造不出高端芯片。
ASML今天风光无限，但你能想象这家公司一路走来有多么艰难吗？
成立之初就注定了它的艰难之路
1984年，德尔·普拉多与飞利浦公司开始谈判，决定收购它的光刻机子公司。
当时，这家子公司年收入3700万美元，但研发费用达到了5000多万美元，更要命的是它的技术在光刻机领域简直不值一提。
谈判开始，飞利浦突然意识到光刻机团队的价值，要求竭尽全力保住这个团队。而德尔·普拉多的战略中，恰好缺少光刻机，因此也执意要收购这个团队。
谈判一度陷入了胶着，面对财大气粗的飞利浦，最终德尔·普拉多让步了。飞利浦拿到了ASML一半的股权，而ASML获得了访问飞利浦实验室的权限。
原本是皆大欢喜的事，但是飞利浦要求新成立的ASML支付20台步进光刻机零件和材料费用，导致ASML陷入了财务危机，以至于“这家新公司买杯咖啡都会破产”。
行业危机却意外让ASML活了下来
ASML刚成立，就遇到了行业危机，市场连续3年衰退，但ASML却奇迹般的活了下来。
行业危机致使镜头厂商蔡司降低了产能，光刻机巨头GCA、尼康等也陷入了衰退。ASML同样也很惨。
ASML当时不但走错了技术路线，而且装配车间根本满足不了大的订单，公司士气低落，毫无斗志。
为了挽救ASML，德尔·普拉多吃住都在公司，他的顽强、无畏、睿智令人佩服。
几年过后，ASML从一个士气低落、被抛弃的团队，逐渐变成一个自力更生的开发团队，物流和大规模生产系统也趋于成熟，销售和营销也已成为一股重要力量。
错失IBM大单
1990年，ASML的财务状况变得十分糟糕，它急需一个订单缓解这种糟糕的状况。于是ASML付出了大量的人力、物力、财力获得了与IBM签约的机会。
正当ASML畅想着与IBM如何合作时，意外发生了。
海湾战争爆发了，出于安全考虑很多跨国公司禁止高管乘坐飞机，这其中就有IBM。
一场与之无关的战争，却差点让这个明日之星直接破产，这去哪里说理去啊。
成功押宝浸润式光刻机
上世纪90年代，光刻机市场的老大是日本尼康，巅峰时期的尼康市场份额达到了50%，佳能、ASML等都是小弟。
1999年的尼康共出售了6000台光刻机，包括分辨率436nm、365nm、250nm、193nm四个型号。市场份额达到了50%。
随后，尼康开始进军157nm工艺，但是尼康先后花费了几十亿美元，大量的人力、物力依然没有结果。此时，出现了一个人名叫“林本坚”。
林本坚当时就职于台积电，他一语就道破了其中的关键，他说：“不就是把光变细吗？通过水折射一下不就细了吗？为什么一定要在空气里传播？”
为了说服尼康、佳能等大厂，他写了多篇论文，表示采用水折射的方法可以得到132nm的光线，比157nm更具优势，而且成本更低、难度低、节约资金。后续继续打磨，低于100nm也是可以做到的。
但是，尼康过于骄傲，不愿意承认自己花费了大量的财力、人力、物力没有做到的事情，现在只需一滴水就可以实现，这不是打脸吗？于是，尼康、佳能都拒绝了这个方案。
尼康甚至还做了最大的错事，“要求台积电雪藏林本坚”，直接导致林本坚跑去荷兰去见ASML高管。
ASML高管听完报告后，觉得可行，于是决定试一试。万一成功了，就不用受尼康的压制了，业绩也会大幅上升。
就这样ASML成为了第一个吃螃蟹的人，它和台积电合力完成了浸润式光刻机。
2003年，ASML推出了首台浸润式光刻机，第二年又推出了改进版，波长为132nm。而尼康不仅慢了一年，而且波长为157nm。
随后，依靠浸润式的技术优势，ASML一举拿下了65nm、45nm、32nm工艺制程，将摩尔定律向前推动了三代，ASML也超越了尼康成为了最先进的光刻机制造公司。
芯片制造的终极武器“EUV光刻机”
台积电、三星、英特尔互为竞争对手，但它们却做了同一件事，那就是投资ASML。
其中台积电投资8.38亿欧元，三星投资5.03亿欧元、英特尔投资41亿欧元。这些资金主要用于EUV光刻机的研发。
ASML称：EUV光刻机是延续摩尔定律的关键，如果造不出EUV光刻机，芯片迭代就此终结。
EUV光刻机制造有多难？有人说比造原子弹还要难，还有人形容是挑战人类的极限。
EUV光刻机的难点主要是光源、镜片。
光源采用13.5nm的极紫外光，这种光获得极为不易，破坏性极高，却又极易容易被干扰。需要功率30KW，频率5万/次的激光束轰击下落的锡珠才能获得。
镜片由德国蔡司打造，要求平整度达到皮米级别。什么意思呢？相当于手电照到月球光斑不超过一枚硬币大小，或者从北京到上海的铁轨起伏不超过1毫米。
最终，在台积电、三星、英特尔的助力下，ASML成功的研发出了EUV光刻机，将芯片制程推进到了7nm、5nm、甚至3nm。
此时，尼康、佳能再无力追赶ASML，高端光刻机领域被ASML牢牢把控，ASML也成为了光刻机的代名词。
ASML最新计划就是打造High-NA EUV光刻机，也就是目前的EUV光刻机的升级版。
NA (NumericalAperture)是数值孔径，是光学镜片的主要技术参数，是判断透镜和聚光镜性能高低的重要标志。
计算公式为：NA = n * sin α
n：透镜与被检物体之间介质的折射率；α：透镜与被检物体孔径角的半数。
在光刻机中，NA的数值直接决定了设备的分辨率，分辨率越高，雕刻的电路图越精细。工艺制程也可以更先进。
因此，获得更高的NA值成为了光刻机领域的必争之地。那么如何才能获得更高的NA值呢？
增大折射率
当透镜与被检物体孔径角（2α）固定时，增大介质的折射率n，就可以增大NA值。
当年林本坚提出用水改变光的折射率，进而制造出更先进的浸润式光刻机，道理就是如此。
不同的液体折射率也不相同，例如：水的折射率为1.33，玻璃的折射率为1.5，溴萘的折射率为1.66，因此加入不同的液体，NA值也会随着变化，n为溴苯时，NA值超过了1.4。
增大镜片的直径
通过公式，我们可以知道：增大孔径角2α，也可以增大NA数值。
孔径角是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。
孔径角越大,进入物镜的光通量就越大,它与物镜的有效直径成正比,与焦点的距离成反比。
因此增大物镜的直径也可以增大NA数值的，但镜片的直径越大，误差也就越大，打磨镜片的难度也越大。
据悉，EUV光刻机的NA数值为0.33，而High-NA EUV 光刻机的NA数值将达到0.55，这样的进步足以让芯片制程突破3nm，达到2nm、甚至1nm。
因此，蔡司能否打磨出合格的镜片，就成为了High-NA EUV 光刻机研发成功的关键。
High-NA 镜片的尺寸是之前的两倍，需要在20皮米范围内保持平整。这需要在一个大到“可以容纳半个公司”的真空容器中进行验证，该容器位于蔡司公司。
没想到芯片发展到今天，想要继续更新迭代，居然要靠一家镜片公司。
据悉，EUV下一代设备为High-NA EUV，之后是Hyper-NA。数值孔径也由0.33到0.55再到0.75。
这对供应链是极大的考验，或许在技术上有可能，但在经济上毫无意义。因为届时成本需要转嫁到消费者身上，消费者根本无力承担。
试想一下，iPhone手机起售价达到1万，甚至2万块，又有多少人会购买呢？而产品卖不出去，就会倒逼手机厂商砍单，导致制造企业降低产量，最终影响到ASML。
ASML却执意耗巨资搞研发，这极有可能是感到了危机，这个危机也极有可能来自中国。
据悉，自从华为在芯片领域遭受“特殊待遇”后，国内就加快了光刻机的研发速度。
上海微电子已经量产90nm光刻机，90nm光刻机在经过三次曝光后，可以制造28nm芯片。但距离最先进的3nm还差4代。
如果能够再进一步研发出45nm光刻机，三次曝光后就可以制造7nm芯片，就能满足国内智能手机、笔记本、智能穿戴的需求，因此国内多个机构加快了零部件的研发速度。
例如：
清华大学朱煜教授带领的团队成功研发出了双工作台光刻机，中国已经成为全球第二个掌握双工作台的国家；
中科院也加大了研发力度，旗下光电所研制出“超分辨光刻装备”，采用365nm波长的紫外光单次曝光就实现了22nm的分辨率，多次曝光后可以达到7nm；
武汉光电所采用激光衍射，成功刻出了9nm线宽的线段，实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新；
合肥芯硕半导体、无锡影速，也实现了200nm光刻机的量产，并且积极布局下一代制程；
中微公司带头破冰5nm刻蚀机，在全球刻蚀机产业中，中微公司的实力已位居一线，甚至将5nm刻蚀机打入了台积电的供应链。
国产光刻机在不断地突破，取得重大突破或许指日可待。
之前，芯片制造对我们来说简直是天方夜谭，现在中芯国际已经突破了14nm，而成熟的28nm工艺更是自主全产业链。
再看光刻机，ASML、台积电等都把它称之为工业皇冠上的明珠，科技的珠穆朗玛峰。甚至直言：把图纸给中国，也造不出先进的光刻机。
先进光刻机涉及数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别等众多学科。
零部件就超过10万个，线缆长达十几公里，其中不乏镜片、光源、光束矫正器、能量控制器、掩膜台等精密组件。
单单听起来就让人头皮发麻，然而仔细想想，上海微电子注册资本1.7亿，加上后续资金投入，加起来也就20个亿，研发人员不过300人，就能取得如此成绩。
如果我们加大研发，增加研发人员数量，那么EUV光刻机突破之日也不远了。
而ASML正是嗅到了危机，才加快High-NA EUV的研发，试图再度与我国拉开差距。
经历了几十年，无数次处于破产的边缘，最终成为该领域的老大，这足以证明ASML有着极其灵敏的嗅觉。
此次ASML迫不及待的打造High-NA EUV，或许是国产光刻机突围的征兆。
国产突破绝非一朝一夕，但需要持之以恒，或许突破就在明日。
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