ASML 如何打造价值 1.5 亿美元的 EUV 机器

ASML 如何打造价值 1.5 亿美元的 EUV 机器

ASML 是英特尔等代工厂的半导体光刻机的关键供应商，
台积电。在我讨论台积电 280 亿美元资本支出的视频中，我简要讨论了他们的
情况。他们的 CEO 在财报电话会议上表示，他们可以制造 50 台高端 EUV 光刻机
一年。而已。没有这些机器，代工厂就无法生产出更多的 5nm 芯片。
那么为什么不制造更多这些机器呢？ASML 本身拥有数千家供应商
制造最终进入其机器的零件。协调和整合所有这些部分
将它们组合成一台平稳运行的机器是非常具有挑战性的。
在这个简短的视频中，我们将继续深入研究 ASML，并了解该公司如何将
一起为价值数十亿美元的半导体公司提供价值数百万美元的光刻机。
以及 EUV 如何使它变得如此困难。
在开始这个之前，您可能想先观看我的 ASML 解释器视频，
以防万一您需要复习。
ASML 是一家全球性的庞大公司——与其工作性质相称。
该工厂位于荷兰，但有
位于康涅狄格州和加利福尼亚州的其他制造和研发基地。
它的产品比你最初想象的更像飞机。在我关于中国商飞的视频中，
我提到波音和空客不再制造他们放置的大部分零件
一起。相反，他们已经发展成为他们选择的系统集成商角色，
采购，并将其网络中不同供应商的输出放在一起。
ASML 也是一样。他们的光刻机，就像那些 TWINSCAN 品种一样，是建造的
出独立的模块。有点像 Power Rangers 中的 Megazord。
进入这些模块的 90% 的组件是由 500-600 家外部公司制造的
在 ASML 的外包供应商网络中。这些是极其关键的公司，并且与众不同
ASML 的供应商网络来自其竞争对手佳能和尼康，后者倾向于在内部做事。
其中 300 家供应商位于荷兰。
另外 100 个在欧洲其他地区，主要是德国。其余的主要是
在美国。在这个全球网络内进行协调至关重要。
正如台积电严重依赖 ASML 提供有关如何使用其产品的培训和建议一样，
反过来，ASML 在如何最好地使用其组件方面严重依赖其供应商。
例如，他们与德国公司 Carl Zeiss AG 的战略联盟。
蔡司是精密光学领域的专家，帮助生产镜头——一个非常关键的部件。
那么为什么要外包呢？这不就是波音不能再制造好东西的原因吗？
外包不是西方资本主义的祸害吗？
那么，ASML 可能会不时收购一家供应商公司，以带来关键的、独特的
内部的专业知识。例如，收购美国公司 Brion Technologies，
计算光刻技术，以及另一家专门研究激光的美国公司 Cymer。它发生了。
但在大多数情况下，ASML 希望继续担任系统集成商的角色并离开
其供应商的大部分实际制造。这有几个原因。
首先，ASML 可以得到它的模块组件，而不需要学习如何成为世界上最好的
在制作那个特定的部分。单个光刻步进器可以包含超过 1,600 个单独的
成分。其中 200 个在成本或生产时间方面并不便宜。
公司不能专注于那些组件
细节，同时保持大局观。
其次，这使 ASML 能够灵活地改变并适应不断变化的技术
趋势。如果发生了什么事，ASML 必须从根本上改变它创建机器的方式，
就像它对 EUV 所做的那样，然后它可以灵活地做出这种改变 - 无需
处理投入资源开发现已失效的技术的沉没成本。
第三，与波音和空中客车一样，ASML 想要系统集成商的角色，因为它让他们
在整个大型企业的顶峰。监听的网关
对客户的要求，并最终决定哪一部分去哪里。
这个角色允许最大的经济价值。事实上，ASML 通常是其供应商的唯一
最重要的客户。它可能占他们收入的 50% 或更多（尽管这不是
首选情况）。因此，ASML 可以对其运营和规划施加强大的影响。
这些供应商中的许多都过于专业化，无法摆脱 ASML 的多元化。
有多少客户需要高精度电机或光束测量单元？
好的，现在我们对供应商网络有了一个很好的了解，
让我们看看它是如何工作的。至少，这是过去几年的工作方式。
从那以后可能已经发生了一些变化。这是我掌握的最新信息。
它从客户端开始。英特尔、三星或台积电计划他们未来的客户和
产品需求。他们需要提前一年或更长时间完成这项工作，这可能具有挑战性。
他们通知 ASML，他们想购买一台机器来满足这一需求
以及他们希望何时交付这台机器。
下订单时，客户从 30 多种客户特定选项中进行选择，
制作最终产品以满足他们自己的需求。这意味着没有单机
ASML 推出的和其他的完全一样。这也解释了为什么台积电，
尽管共享同一个供应商，英特尔和三星可能会得到不同的结果。
一旦 ASML 知道它有订单，他们的供应链计划部门
制定主生产计划。本 MPS 阐明了何时生产此特定产品，
单个机器开始和结束。它考虑到资源需求，
可用的工作时间、组件的交货时间，当然还有客户的最后期限。在那之后，
通知供应商并下达采购订单以开始工作。
正如我之前解释的，每台机器都是由模块组成的。
这些模块在公司内部称为“ASSY”的流程步骤中独立构建。这
然后在一个称为“FASY”（代表“Final Assembly”）的步骤中将模块集成在一起。
FASY 之后，对机器进行测试，看它是否符合内部基准。
可以进行配置以帮助提高性能。这个阶段称为“测试”。
一旦确定机器的性能和可靠性符合 ASML 标准，
机器被拆卸和包装交付给客户。
ASML 超过 80% 的客户位于亚洲，因此这通常是一个长途飞行。
一旦到达目的地，ASML 的技术人员将与
铸造厂的技术人员将设备安装到晶圆厂的无尘室中使用。
这是一个痛苦而微妙的过程。如果您想了解更多关于铸造厂如何建造的信息
并设置这样的房间，我建议观看我关于台积电晶圆厂建设工作的视频。
ASML 不仅要构建和交付产品，他们还负责
它的保养和服务时间。它不像冰箱，他们设置好然后回家。
ASML 在售后与铸造客户签订服务合同，并提供正常运行时间 KPI。
对于公司之间的大额资本购买，这种安排是正常的。
这些服务合同可以让 ASML 对因机器停机造成的销售损失承担财务责任。
因此，该公司通过训练有素的技术人员和员工提供 24/7 全天候支持服务。
这些来自日本当地的技术开发和培训基地，
韩国、台湾、美国和全球其他 16 个国家/地区。
当事情发生时，尽快向客户提供备件至关重要。公司保持
备件在当地服务仓库。如果客户需要当地仓库的东西
没有，那中央仓库就得把它运过来，目标日期是14天。
比快速周转更换损坏的零件更好的是让它们不会损坏
第一名。为此，ASML 对其产品保持严格的质量控制标准。
供应商——“零缺陷”政策。每个零件在工厂车间都经过仔细检查
如果有任何事情可能出错，那么它就会被拒绝。
ASML 的供应链是混乱和紧张的交响曲。
他们的计划者必须考虑到由于缺陷而在工厂车间被拒绝的零件，
可能的中断和运输问题。
如果被拒绝或丢失的零件不是那么重要，那么工人可以找到解决方法 -
通常通过用“虚拟部件”替换该项目 - 并按计划继续。但如果
部分是关键任务，然后生产可以完全停止，整个模块可能会处于危险之中。
从供应商的角度来看，事情可以
出错。它发生了。但 ASML 必须在截止日期前将机器交付给客户。
而台积电这样的代工厂也不想非得去苹果
并告诉他们，由于容量不足，他们的 iPhone 不得不延期。
此外，其中一些部件——通常是透镜和激光器——需要大量的交货时间。更长
比最终产品的实际交货时间。制作一个镜头可能需要长达 40 周的时间。
这意味着一些工作需要在实际客户订单之前开始。
因此，即使拥有世界上所有的钱，你也不能在一夜之间敲响它。
是的。钱。我还没有提到成本，但这也很重要。
建造新的前沿晶圆厂可能花费 180 亿美元的部分原因
与最新的光刻设备成本上升有关。
每个 EUV 设备的成本可能高达 1.5 亿美元，相当于一架波音飞机。单个组件和
更换这些机器的成本通常远远超过每台一百万美元。
哦，既然我们提到了EUV ...
极紫外光刻技术是当今最先进的光刻技术。
通过 TWINSCAN NXE 系列实现商品化
预计将比 10 纳米以下节点的其他技术更具成本效益。
该技术自 1980 年代以来一直存在。我做了一个
如果您想了解更多有关它的视频，请早些观看。
我不会重复自己讲述漫长的旅程。因此，让我们进入一些坚韧不拔的细节。
EUV 光刻需要对许多传统的半导体制造原理进行重新设计。
我听说它被描述为革命性的，
而不是进化技术，我认为这是正确的。
ASML 的整个供应链必须自下而上重新调整以适应这些变化。
让我给你举一个例子。EUV 光刻的关键挑战
是如何确保您可以在给定的时间内蚀刻足够的晶圆
同时避免大量的良率缺陷。但 EUV 镜面相对
低反射率，小于 70%。所以他们需要一个非常强大的光源。
他们通过向锡滴发射二氧化碳激光来实现这一目标
为了制造等离子体和紫外线的云。
为什么是飞沫？因为他们需要减少等离子中锡屑的数量
以防止收集和聚焦光线的镜子受到污染。
起初他们用一个旋转的圆柱体做实验，然后他们转移到一个薄的目标磁带上，
然后是喷射，然后是液体灯丝，最后落在微小的液滴上。
电源方面的误差幅度非常小，这有
对整个供应链产生了影响。在较旧的光刻方法中，通常使用
一种叫做薄膜的东西，一种只有 1 微米宽的聚合物薄膜，用于防止颗粒
从投射到蚀刻晶圆上并破坏它们的“阴影”差异。
然而，在 EUV 世界中，即使是传统上使用的超薄薄膜也可以吸收和削弱
EUV 灯。因此，虽然 ASML 致力于开发合适的薄膜，但前几代的
整个供应链中的 EUV 机器现在必须遵守超严格的清洁标准。
一个只有 52 nm 宽、小病毒大小的颗粒会污染 EUV 供应组件。
保持这种清洁度推动了技术上可能的极限。
在所有供应商处所安装了新的专有探测器。
必须在整个构建过程中添加粒子冲洗步骤。
这些挑战是 EUV 商业化的原因
即使在 80 年代证明了科学的可行性之后，也被推迟了几十年。
笔记。最近宣布，薄膜现在可用于 EUV 机器。
因此，从现在开始，这种清洁很可能不需要成为工作流程的一部分。
但在此之前，这样的清洁标准执行了几年。
现在拥有它们将提高晶圆产量和成本。
ASML 在该领域的市场领导地位有两种定义。
首先是产品的技术优势。ASML 产品贵一倍
作为尼康或佳能的竞争产品，但性能比竞争对手好得多。他们
可以更详细地以更高的速度打印。这就是客户想要的不仅仅是价格。
第二个与它非常强大的合作记录有关。
公司与客户和供应商密切合作，
在他们之间进行沟通，以交付与任何飞机一样苛刻的产品。
这种跟踪记录和不断的流程改进有助于保持 ASML
处于市场的前沿，摩尔定律一直在嗡嗡作响。