#蔡司
手握12500項專利,牢牢卡住光刻機脖子,“恐怖”的蔡司!
有人說:“德國可以沒有西門子,也可以沒有奔馳,但唯獨離不開蔡司。”二戰期間,蔡司是德軍的殺手鐧,他的瞄準鏡讓普通步槍也能變身戰場殺器。能把一片眼鏡片賣到萬元以上的蔡司,不但受到達爾文、愛因斯坦等人的偏愛,使用蔡司儀器或鏡頭的研究成果,還產生了約40位諾獎得主。人們說蔡司是上帝的眼睛,想要看得清、看得遠,頂級鏡片幾乎只能是蔡司。在光學領域,蔡司恐怖的精度,甚至無人能望其項背。從衛浴、陶瓷到汽車、鐘錶,德國精工處處把公差壓進微米級,但蔡司才是精工領域當之無愧的天花板。一個直徑30cm的鏡片,蔡司可以確保表面的高度差在0.12奈米以內。這是什麼概念?相當於將青藏高原的起伏控制在一張A4紙的厚度。蔡司的超低膨脹玻璃在數百攝氏度的溫差中,形變可以不到一個氫原子。一套10萬個精密零件的組鏡,將組裝誤差控制在3個矽原子直徑內,全世界除了蔡司,沒人能做到。所以當光刻機卡著全球晶片製造商的脖子,蔡司則死死地掐著光刻機的命門。光刻機的製造成本,接近三分之一給了蔡司。熱衷於解決“卡脖子”難題的蔡司,產品種類超過萬種,手握萬餘項專利。全球70%白內障手術依賴蔡司裝置,做眼角膜手術的光學儀器,全世界除了蔡司沒有公司能製造。這些奈米、原子等級的精度,蔡司是怎麼做到的?179年,歷經三次工業浪潮,兩次世界大戰,以及冷戰時期的兩德分裂與統一,蔡司為什麼能一直站在最前沿?接下來我們一起看一看蔡司7個領跑百年的核心密碼。01 精密手藝人+物理學家+化學家=蔡司“鐵三角”手藝是金飯碗,但需要跟頭腦、生意結合,才能奏效。作為一名宮廷車工師傅,蔡司的父親奧古斯特·蔡司,將這份體悟寫進了卡爾·蔡司的生長軌跡,也奠定了蔡司公司“科研、生產和銷售”一體的成功伏筆。蒸汽機的發明和完善,拉開了工業文明的大幕,科學和生產結合爆發的巨大能量前所未有。卡爾·蔡司就出生在這樣科技大爆發的前夜。學手藝之前,父親將蔡司送進了校園,在這裡他對科學產生了濃厚的興趣。18歲,卡爾·蔡司開始遊歷各地手藝人門下,學造科研儀器。在這裡他目睹了手藝、科學、技術、生產的渾然一體。1846年,蔡司公司成立,開始生產各種光學裝置。此後,卡爾·蔡司在植物學家施萊登的鼓勵下,開始專注生產顯微鏡。守著大學廣闊的科研市場,蔡司的小作坊有了源源不斷的訂單和成長動力。擅長精密加工的卡爾·蔡司始終堅持“科研指導技術”。1858年,蔡司用“物鏡+目鏡”的復合顯微鏡“Stand I”,登頂全球,拿下“德國製造的最優秀儀器之一”的美譽。為了創造一門好生意,他持續改進顯微鏡鏡片製造工藝,降低製造成本。1866年,作風嚴謹、深孚眾望的物理學家阿貝開始與蔡司合作(後成為合夥人),他將蔡司的世界影響力,推向前所未有的高度。阿貝把鏡頭設計從“經驗試錯”帶入“理論驅動”的時代。他用“色差+球差+彗差”的鏡頭方程計算鏡頭模糊的解決方案,而非手動試錯。不但奠定現代光學基礎,也讓蔡司性能冠絕全球。1879年,玻璃化學家肖特開始與蔡司建立合作。1884年,耶拿玻璃廠成立。“機密工藝+科學+材料”的蔡司“鐵三角”終於集齊。1886年,蔡司的精工、肖特的新玻璃和阿貝的新技術,催生了復消色差物鏡,徹底革新了光學元件的性能。19世紀末,蔡司-阿貝鏡組四物鏡,創造了世界新高度,也奠定了蔡司“德系高端象徵”的身份。02 可計算的真理=挑戰極限的精密三個追求極致的人,幾乎註定了蔡司“挑戰想像力極限”的基因。有光學愛馬仕之稱的蔡司,一片眼鏡片可以超萬元,但他還是虜獲了眾多人的心。著名的生物學家達爾文,曾委託同事給兒子買顯微鏡鏡頭,信件中明確寫著“買蔡司的上等鏡頭”。因為精密是得出一切真理的前提。把7釐米直徑的蔡司鏡片,放大37萬倍,放大到26千米,其表面不平整位置的高度差也小於10釐米。不斷突破自我的極度的精密,讓蔡司的顯微鏡助力近40位諾貝爾獎得主突破科研瓶頸。這背後是營收佔比超10%的持續研發投入,也是阿貝把公式寫進蔡司研發中,實現了蔡司顯微鏡製造從一門手藝到一門科學的“代際跨越”。1872年,阿貝從光學理論根源上提出了“正弦條件”(n·y·sinU=n'·y'·sinU'),即讓鏡頭中心和邊緣的光線,在“折射角度”和“成像高度”上滿足嚴格的正弦關係,從而同時消除“球差”(中心與邊緣光線匯聚一致)和“彗差”(斜射光線匯聚成點)。1873年,阿貝還用公式算出了顯微鏡的解析度極限(d=λ/[2NA])。19世紀90年代,蔡司基於此技術推出Protar鏡頭,首次實現了大光圈下無球差、無彗差、無色差的成像,成為現代光學攝影的起點。沿著這些公式的極限,蔡司開始在光學材料、鍍膜技術和精密工藝上,孜孜不倦地突破。蔡司在高純度光學玻璃或樹脂材料上,通過離子濺射工藝在鏡片表面鍍上數十層奈米級薄膜,透光率可達99.5%以上(普通鏡片約95%),減少強光反射。再通過科學的鏡頭組合,實現銳利成像、色彩精準還原、四角幾乎無畸變。這是卡爾·蔡司鏡頭被稱為“鷹之眼”的技術根基。對於單片鏡片的眼鏡產品,為了讓呈像更清晰,蔡司還能根據觀察者的眼睛定製鏡片。通過“數位車房”技術,蔡司根據使用者的度數、瞳距、鏡架弧度等參數,用數控裝置直接打磨鏡片曲面(自由曲面),消除邊緣像差,使視野更均勻。當計算的精度向小數點後面無限延伸,蔡司的產品也在持續進化。當他們在奈米等級進行產品調教的時候,一個更大的世界自然緩慢打開。03 材料+鍍膜+精密加工:蔡司的精密武器98k步槍,不裝瞄準鏡就是一把普通步槍,可裝上蔡司的6倍鏡,就成了戰場大殺器,1000米外的目標也能精準打擊。蔡司的目鏡不僅看得清、看得遠、色彩高度還原,其1930年發明的T單層鍍膜(後升級為雙層、三層、多層T*鍍膜),還能讓狙擊手不會因為反光而暴露。二戰期間,蔡司成為德軍望遠鏡、測距儀和各種火炮、戰機、潛艇瞄準鏡的主要供應商。德國軍官幾乎人手一把6×30蔡司望遠鏡,就算自掏腰包也要買。領先世界5到10年的蔡司,成為德國的秘密武器。所以二戰結束後,美國軍隊突襲耶拿,用卡車把垂涎已久的蔡司的核心技術人員和管理人員裝到了西德。新蔡司公司在美國管理和資本影響下日漸強大,成為如今的蔡司總部。剩下的蔡司裝置和專家,則被蘇聯掌控(1990年兩德統一時,兩家蔡司合二為一)。在人類首次登月中,阿姆斯特朗拍照用的彩色鏡頭也是蔡司的。當時NASA對登月相機要求極苛刻,既要適應月球極端的溫度和輻射環境,又要保證成像質量。這種艱巨的任務,除了蔡司,還有誰能做到?通過蛾眼仿生設計的鍍膜,蔡司用小於可見光波長的奈米級結構鍍膜,來控制產品表層反射率。在追求極致的路上,蔡司的T單層鍍膜,升級為雙層、三層、多層T*鍍膜。讓產品更透亮,極弱反光,抗鬼影等。從1901年為諾貝爾獎實驗室提供顯微鏡,到如今為NASA火星探測器設計鏡頭,蔡司的技術始終代表行業天花板。頂級材質+頂級膜+頂級結構,蔡司的鏡頭當然是航空、航天、攝影等各種領域的首選。04 黑科技賦能下的極致穩定性1925年,愛因斯坦曾發出感嘆,“蔡司鏡頭代表著最高的品質和可靠性,當要達到萬分之一的精度時,研磨技術非常困難,只有蔡司才能做到。”作為納粹的殺手鐧,蔡司的U型潛艇潛望鏡的氮氣密封技術,可以讓鏡組膨脹係數降至0.000001/℃,這種能力移植到太空相機,當然也非同凡響。1969年7月21日,阿波羅11號登月艙的蔡司Biogon5.6/60mm鏡頭記錄下人類首個地外足跡。這架價值相當於今日300萬美元的相機,承受著-180℃至120℃的極端溫差,卻未出現一絲鏡片脫膠。材料上,蔡司的摻鈰石英玻璃,可以使鏡頭在宇宙射線轟擊下的透光衰減率僅為0.3%/年。蔡司給歐洲南方天文台做的鏡頭,可以在野外惡劣環境下工作(溫差大、有灰塵)一直精準捕捉遙遠星球的光線,這種“極端環境下的穩定性”,很多品牌根本做不到。蔡司的鏡頭能做到“畸變率低於0.1%”,相當於拍1米長的物體,誤差還不到1毫米,而且不會因為用得久就“拍不准”。這種穩定性,對需要高精度檢測的行業(比如晶片製造)非常重要,因為差一點就可能讓一批產品報廢。2021年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,主鏡由蔡司的18塊六邊形鏡片拼接而成。每塊鏡片直徑達1.32米,表面誤差不超過20奈米——相當於將北京到上海的高鐵軌道起伏控制在一根頭髮絲的直徑內——來捕捉130億光年外的宇宙訊號。極致的穩定背後,是蔡司的黑科技。在蔡司柏林地下實驗室,鏡片在磁懸浮平台上,以0.00001g重力環境拋光,避免地球引力導致的微米級形變。蔡司的黃金反射膜厚度,可以精確至100±2原子層(約20奈米)。蔡司鏡片經得住168次-243℃到+85℃的驟變測試,其硼矽酸鹽基板的分子鍵強度,達到其他產品的3倍。將極致的技術,引入不同領域並最佳化,讓蔡司的產品變成了各個領域的天花板。蔡司鏡頭在工業檢測領域“大視野、高速度”也能快速掃描出零件的極細微問題,醫療顯微鏡在弱光下也能拍清組織細胞、保護樣本活性。蔡司把“檢測”也做成覆蓋幾何、材料、缺陷、表面、公差的“數學公式”,讓每一片鏡片、每一支鏡頭、每一套光刻鏡組都沿著小數點向後不斷接近最優質,在出廠前就經歷“原子級體檢”,從而確保產品的極致精度。技術通用+領域適配+原子級檢測,讓蔡司在多個行業都成了“信賴之選”。05 光刻機EUV鏡片:面型精度0.12奈米如果說光刻機卡著晶片製造的脖子,那麼蔡司則掐著光刻機的命門。阿斯麥ASML光刻機裡最關鍵的光學部件,正是蔡司提供的。毫不誇張地說,蔡司沒有阿斯麥這個客戶照樣能活,但阿斯麥沒有蔡司就玩不轉了。蔡司的光刻機光學部件約佔阿斯麥產品成本的25–30%。波長13.5奈米的極紫外光EUV光刻機,需要通過蔡司的光學系統將晶片電路圖案縮小並精準投影到矽片上,讓晶片結構比頭髮絲細4000倍,精度要求為“奈米等級”。這樣的難度,只有蔡司能完成。蔡司為阿斯麥定製的光刻鏡頭,單塊鏡片的拋光精度誤差小於0.3奈米,相當於一根頭髮直徑的百萬分之一。不但如此,每套鏡組是超過10萬個精密零件組裝而成的,蔡司的組裝誤差可以做到小於3個矽原子直徑(≈0.33nm)。這種“極致精度”背後,是蔡司在光學設計、材料研發、精密加工等領域170餘年的技術沉澱,也成了它寬大深厚的護城河。2023/24財年,蔡司收入達108.94億歐元(約合904億元人民幣),總體增長7.7%,其中半導體製造業務增長了16%,達到了41.22億歐元的歷史新高。在蔡司德國韋茨拉爾的超淨實驗室,EUV鏡片正在不斷超越著極限,來幫助晶片製造商生產更強大、更微小的晶片。這個直徑30釐米的EUV鏡片,採用超低膨脹玻璃陶瓷(ULE),在極端溫差下的形變誤差被壓縮到0.1奈米。鏡片拋光的磁懸浮平台,將地面震動降至0.02奈米以下,相當於蚊子振翅能量的十億分之一。2.5兆電子伏特的氬離子束轟擊鏡面,逐原子修正表面形狀,歷時3年完成的面型精度達0.12奈米RMS值——相當於將青藏高原的起伏壓縮到一張A4紙的平整度。這樣的極致精度,無論放在精密製造、軍工、航空,還是半導體晶片、汽車製造、奈米新材料等“風口”產業的製造和檢測上,都能創造出核聚變等級的強大革命力。蔡司,想不牛都難。06 雷射與數字處理能力百年來,世界各地的研究人員都使用蔡司顯微鏡,來觀察最微小的結構。如今,蔡司的光學、電子/離子和X射線顯微鏡,不但看得更小更精,還能看清物體內部,甚至生成細胞的演變過程。蔡司的超高畫質生物相機——雷射共聚焦顯微鏡,就是這樣神奇的存在。生物相機不但可以用極精密的光學機械清晰拍攝細胞裡100奈米左右的結構(相當於頭髮絲直徑的1/500),還能依靠極靈敏的電子探測技術,像“切面包”一樣,把厚樣本(比如一塊組織)一層一層做“光學切片”,再拼成3D圖像,從而看清器官內部的血管分佈。對活細胞,它能長時間“跟拍”,還不會因為光照太強把細胞“烤死”。最後將數萬張二維圖像拼合成清晰立體的三維生命動態圖,拍出活細胞“動起來”的過程(比如細胞分裂、病毒入侵細胞)。這不僅需要機械的精密和電子探測的精準,還呈現了蔡司極複雜的多維控制和海量資料處理能力。07 蔡司為什麼行?要感謝技術,感謝阿貝歷經三次工業革命,始終站在技術最前沿的蔡司,早已把對科技、工藝和材料的敬畏刻在骨子裡。創業鐵三角的組合,註定了蔡司對技術投入會毫不吝嗇。蔡司每年在研發上的投入,都超過營業收入的10%。2024財年,蔡司將收入的15%(15.92億歐元)投入到研發中,創下歷史新高。公司持有12500項專利,有超過7000名研發人員每天專職“啃硬骨頭”。正是阿貝奠定了蔡司對技術人才的視若珍寶。1888年,卡爾·蔡司去世後,執掌公司的阿貝感覺當時工人待遇太差,開始推行8小時工作、有薪假期、有薪病假、退休金等制度,成為現代僱員保障制度的先導者。在蔡司,技術專家是一個令人尊敬的稱呼,這吸引了許多嚮往走技術路線的人才進入蔡司。蔡司實行師徒幫扶制度,並且用真金白銀的獎賞和職業晉陞獎勵師傅,讓一個人的智慧變成一群人的能力。研發上高投入探索技術的邊界,給員工有行業競爭力的薪酬和多元化的福利體系以挖掘人的最大潛能,這一正向閉環形成了一個“只有蔡司做得出”的競爭力的根基。這樣的技術優勢和文化傳統可以延續一個多世紀,沒有因為鐵三角的離世而改變,甚至連二戰後蔡司被一分為二都沒有中斷,必須感謝阿貝贈予蔡司的另一個壓艙石——卡爾蔡司基金會。為了避免部分股東為逐利(比如跟風炒股、炒房地產)干預營運,阿貝規定公司只能由基金會管理。唯有如此,才能確保蔡司在幾年都看不到回報的領域,持續高投入。只有這樣蔡司才能不計成本地給員工高福利,確保團隊穩定。商業機會驅動與使命能力驅動,這可能是普通企業和蔡司最大的不同。蔡司今天在光刻機領域的不可替代,是技術人才幾十年坐冷板凳的積澱,更是幾代工匠在鏡片拋光等關鍵崗位上,經驗技術的傳承與積累,這是蔡司與眾不同的根基。在營收方面,蔡司並不是商業巨擘,但在專注和突破上,他是絕對的巨人。它以最前沿的科學公式指導著一個個“不可能”實現的目標,用員工的高福利和研發的高投入,實現著時間與專注的複利。蔡司正是中國企業未來站上世界之巔的絕好樣本。 (功夫財經)
號稱“上帝之眼”的蔡司,曾經給美國提供不合格的鏡頭,將美國的光刻機產業直接帶進了墳墓
01前沿導讀德國蔡司是ASML光刻機的獨家鏡頭供應商,也是全球唯一一家可以製造EUV光刻機鏡組的廠商。由於其出色的技術水平和製造工藝,蔡司也被國際產業稱之為“上帝之眼”。其涉及的產品眾多,小到眼鏡片、照相機鏡頭、顯微鏡鏡頭,大到工業CT鏡頭、光刻機鏡頭,蔡司這個公司已經成為了全球領先光學技術的代名詞。雖然現在的蔡司如日中天,但是當年的蔡司卻遠沒有如今這麼強大。甚至當年蔡司給美國廠商提供的光刻機鏡頭,成為了美國光刻機產業快速消亡的罪魁禍首。02美日光刻機大戰在ASML發展的初期,由於其名聲小、產品需求量少,很多供應商都在拒絕ASML的合作請求。ASML母公司飛利浦旗下的物理實驗室,在法國設有技術分支,其技術核心是法國的CERCO公司。該公司專精於製造高水平光學鏡頭的製造商,在母公司的推動下,ASML的PAS系列光刻機開始採用CERCO公司提供的鏡頭。彼時的國際光刻機市場,仍處於美日兩國企業爭奪天下的時期。美國的GCA與日本的尼康,雙方在光刻機領域展開了激烈的技術火拚。GCA已經與蔡司達成合作,而尼康本身就是傳統光學技術起家,可以為自己的光刻機提供鏡頭。看似雙方的實力不相上下,實際上美國GCA與蔡司的合作正處於內亂的邊緣。購買GCA光刻機的晶片廠商發現光刻機有問題,在製造的過程中會出現大量無法使用的晶圓,GCA就此與蔡司進行爭論。蔡司堅持認為自己的鏡頭沒問題,是GCA的光刻機設計落後,導致產品出現問題,GCA必須對產品重新設計修改。而GCA也對蔡司進行反駁,聲稱蔡司的鏡頭在交付之後有著明顯質量下降的情況,是蔡司的問題,要求蔡司檢查鏡頭。雙方就這個問題爆發爭論,誰也不肯低頭。GCA與蔡司的爭吵,也讓ASML躍躍欲試。法國CERCO公司為ASML提供的鏡頭遲遲滿足不了大規模製造的要求,ASML便將目光放在了蔡司身上。飛利浦物理實驗室的技術專家范希克,曾經就彼此之間的合作問題求見蔡司數學部門負責人格拉策爾。經過30分鐘的會談,格拉策爾的最終回覆很簡單,蔡司不會給飛利浦旗下的公司製造鏡頭。彼時的美國GCA公司還有一個最致命的問題,那就是不重視客戶的反饋。依靠自己在光刻機領域的絕對領先地位,GCA擁有著極高的市場話語權,其公司管理層也越來越傲慢無禮。而日本的尼康和佳能,則是特別注重客戶意見,並且願意聽從客戶的意見來最佳化產品。1979年,美國惠普公司公開炮轟美國本土光刻機企業的狂妄自大,並且惠普還在報告中大肆表揚日本企業的光刻機產品,稱其質量好的難以置信。尼康憑藉著與客戶深度交流、傾聽客戶意見,其製造的光刻機銷量越來越好。1982年,尼康從美國矽谷建立了分公司,搶奪美國GCA的客戶群體。GCA的營收在這一年中下降了50%,許多美國的晶片工廠都優先選擇購買尼康的光刻機,狂妄自大的GCA開始走向沒落。03美國光刻機的黃昏ASML首位CEO賈特·斯密特在領導公司的過程中,將客戶意見放在了產品製造的第一位,並表示客戶的願望就是他對手下工程師的命令。而且ASML還有一個獨家的技術手段——超高精度的光刻機對準系統,這個技術是ASML獨有的,GCA和尼康均沒有涉足,這個技術成為了ASML與蔡司合作的關鍵。1984年,ASML的技術員馬丁·范登布林克在與蔡司的會面當中,建議其提前檢查供應給美國GCA的光刻機鏡頭,但是蔡司並沒有聽他的意見。蔡司認為檢查鏡頭就是浪費時間的行為,畢竟蔡司向GCA交付了上百台鏡頭,沒有一個被退回,責任肯定在GCA身上。馬丁的個人實力很強,他給蔡司提的建議都是從技術角度進行分析,非常有用。並且他在後來還擔任了ASML首席技術官,領導團隊開發出了浸潤式DUV和EUV光刻機。但當時的蔡司心高氣傲,壓根沒有把他當回事。在隨後的幾年裡,GCA給蔡司退回來了大量光刻機鏡頭。蔡司對其進行技術調查,終於發現了問題。蔡司使用柔性密封劑將玻璃透鏡黏附到金屬支架上,但是密封劑對於水分和溫度特別敏感,受熱會產生膨脹,緊接著玻璃透鏡就會出現了漂移的情況。這種設計剛開始使用的時候一切正常,可一旦長時間使用,機器內部的溫度變高,透鏡就會出現漂移,從而大幅度降低成像質量。在這種情況下,尼康是競爭對手,蔡司不會跟其合作解決問題。就算想合作,對方也不同意,甚至還會懷疑蔡司是過來探取技術的。思來想去,只有跟ASML合作這一條路可選。ASML母公司飛利浦旗下的製造技術中心對蔡司伸出援手,維爾澤爾與科斯特兩位技術人員選擇用鉸鏈固定以及玻璃與金屬膠接的方法,解決了透鏡漂移的問題。在此之前,蔡司拒絕與ASML的任何技術合作。但是經過這次事件,雙方的關係得到了進一步的加深,也為後來蔡司入股ASML,幫助ASML製造獨家光刻機鏡頭埋下伏筆。GCA因為蔡司鏡頭的問題,市場口碑出現大面積崩盤。不管是美國晶片工廠還是其他國家的晶片工廠,均選擇購買日本的光刻機,或者是荷蘭ASML的光刻機,美國的光刻機成為了燙手山芋。隨著產業競爭的不斷升級,GCA的光刻機業務被美國矽谷集團收購。彼時的光刻機市場成為了尼康與ASML相互競爭的局面,其他競爭對手要麼被大企業收購之後轉型其他業務,要麼就是面臨倒閉的邊緣。2001年,ASML正式收購了美國矽谷集團,將美國的光刻機技術納入麾下。至此,美國本土企業徹底退出了光刻機產業的競爭。 (逍遙漠)
德國媒體:美國能否通過對蔡司進行制裁,封鎖蔡司的鏡頭出口,以此來徹底堵死中國光刻機的發展?
01. 前沿導讀據德國媒體《德國之聲》發佈的新聞報告指出:想要製造先進晶片,離不開ASML的光刻機,而後者的核心元器件則是由德國蔡司製造的高精度鏡組。這對於千方百計想要遏制中國晶片發展的美國來說,能否通過對德國蔡司進行施壓,切斷其給中國企業提供鏡頭的機會,以此來達到制裁中國的目的?02. 供應鏈體系據德國蔡司半導體部門發佈的官方新聞表示:ASML首發了搭載蔡司光學器件的浸潤式DUV光刻機,憑藉著該技術,ASML與蔡司打敗了日本的尼康和佳能,成為了光刻機領域的老大,延續了摩爾定律。現階段的晶片產品,不管是汽車、手機、家電、工業裝置,均需要相應的晶片作為驅動基礎。晶片製造需要用到ASML的DUV光刻機,先進晶片的製造需要EUV光刻機。不管是那一種裝置,其光刻機的鏡頭元件均由德國蔡司半導體部門獨家供應。蔡司的首席技術官托馬斯·斯塔姆勒曾公開表示:全球大約80%的晶片是使用了蔡司光學器件製造出來的產品,蔡司鏡頭已經成為了晶片製造業不可分割的一環。如果將蔡司製造的光刻機鏡組等比例放大到德國國土面積那麼大的尺寸,那麼其平整度可以保持在0.1毫米之內。蔡司與ASML一起開發出了人類迄今為止最精密的裝置,這是其他企業無法完成的項目。EUV光刻機是目前最先進的裝置,也是大量製造先進晶片的核心裝置。EUV光刻技術從研發開始算起,距今已經有超過20年的時間。據蔡司半導體製造光學副總裁Frank Rohmund透露,蔡司已經拿下了超過1500項跟EUV有關的技術專利,其他企業想要繞過蔡司的專利去製造EUV光刻機的鏡組,目前來看希望渺茫。就算僥倖在某些技術環節繞過了蔡司的專利,也無法達到蔡司產品的技術水平,更不要說製造晶片了。除反射鏡組之外,還需要照明系統與投影光學器件進行搭配,整個一套裝置的連鎖反應需要在無塵室內進行應用,蔡司為其單獨製造了一個高潔淨的工廠。在普通室內的空氣中,每立方米大約有1億個常見的灰塵顆粒,而蔡司的工廠則是將這個灰塵數量大幅度減少到3500個左右,並且生產工廠內部還配備空氣過濾裝置和抽氣裝置,每隔一段時間對室內進行淨化。03. 產業合作在蔡司半導體部門,有7500名以上的員工,這些員工當中有大約1500人被分配到了最新的High NA-EUV光刻機的研發,剩下的員工負責DUV光刻機和第一代EUV的製造。蔡司和ASML的背後是美國資本、德國政府、歐盟等多個勢力的資助,其供應鏈涵蓋了超過1200家來自於全球的各地的供應商,全球化體系是光刻機產業和晶片產業的核心發展模式。據蔡司半導體部門前CEO Andreas Dorsel表示:蔡司聘請了大量開發人員和研究人員,包括精密儀器的配鏡師、機械工程師、機電一體化工程師等各類頂級的人員。這些人員來自於全球各地,與蔡司深度繫結,許多人甚至一開始就在蔡司工作,從來沒有跳槽。蔡司既可以帶給他們創造研發頂級裝置的機會,讓他們為人類發展實現價值,又可以帶給他們豐厚的待遇,這是蔡司的文化體系,其他企業學不來。將核心內容總結起來,反射鏡組和配套的技術系統相結合,實現光刻機的整個曝光流程。光刻機的鏡頭由德國蔡司獨家供應,並且蔡司已經申請了大量EUV裝置的技術專利,在智慧財產權方面獲得了先發優勢。而且光刻機是全球化的產物,是建立在獲得國際範圍內頂級資源的前提下。美國對中國企業的制裁,讓中國企業被迫與全球化模式分割,走上獨立自主的國產化模式,精密元器件的製造,是我們必須要面對的問題。根據國家發改委主管的《中國戰略新興產業》雜誌表示:中國的光學器件早在20世紀50年代就已經有了初步的情況,天津照相機廠在這個時期製造了第一台國產的照相機,但是該產品是以徠卡IIIc型為藍本,仿製了部分零件製造出來的模仿物。雖然是模仿,但也讓中國的鏡頭產業有了初步的經驗。20世紀90年代,中國中科院長春光機所就開始研發EUV成像技術。2002年,長春光機所研製了第一台EUV的原理裝置,將EUV技術的整體理論融會貫通。歐菲光、舜宇光學等國產光學鏡頭廠商,也對精密鏡頭產品開始了猛攻。歐菲光已經憑藉著手機鏡頭開始大規模應用,而舜宇光學已經在手機鏡頭、顯微鏡技術、醫療裝置等多個領域推出了自主製造的鏡頭產品,這與蔡司當年的發展路線如出一轍。 (逍遙漠)
德國蔡司:DUV比EUV重要,美國的錯誤制裁,讓中國成為了市場贏家
最近德國蔡司放出了一個讓整個科技圈都炸鍋的觀點:DUV技術的重要性要遠遠大於EUV技術 。這話聽起來是不是有點顛覆認知?畢竟現在媒體天天在吹EUV有多麼先進,但蔡司卻說,真正撐起晶片產業的其實是DUV。有意思的是,美國的制裁非但沒有卡住中國的脖子,反而讓中國在成熟晶片領域成了最大的受益者。我先給大家解釋一下這兩個技術。EUV就像是晶片製造界的“法拉利”,技術確實很先進,但價格也貴得離譜。一台EUV光刻機要1.5億美元,中芯國際2018年買一台,就花光了整整一年的利潤。DUV更像是“公車”,雖然看起來沒那麼炫酷,但實用性強,成本也相對合理。蔡司的資料顯示, 全球80%的微電子晶片都是由DUV光刻機製造的,其中95%的晶片離不開DUV技術 。你看,這就像是城市交通一樣,法拉利雖然好,但真正承擔運輸任務的還是公車和計程車。蔡司是全球光刻機鏡頭的獨家供應商 。不管是ASML的EUV還是DUV裝置,裡面的核心鏡頭都只有蔡司能做。他們最清楚那種技術在實際生產中更重要。有時候我真覺得美國的制裁策略有點“弄巧成拙”。本來想通過禁售EUV光刻機來卡中國的脖子,結果卻把中國推向了一個更廣闊的市場。EUV買不到,那就專心搞DUV。2022年和2023年,中國企業瘋狂向ASML採購DUV光刻機和配套材料,這些裝置現在正在高效地生產成熟晶片,滿足全球市場需求。當海外企業越來越依賴中國生產的成熟晶片時,中國在全球半導體產業鏈中的話語權就會越來越大 。別以為DUV就是落後技術。特別是浸潤式DUV光刻機,裡面可是有真正的黑科技。台積電的前工程師林本堅想出了一個絕妙的辦法:在光刻機鏡頭和晶片之間加一層超純水。光在水中傳播時波長會變短,這樣就能把解析度提升到40奈米以下。憑藉這個技術,國產DUV裝置2024年已經能批次生產28奈米晶片,良率從30%提升到70%。成熟晶片的市場規模其實比先進晶片大得多 。拿汽車產業來說,一輛新能源車除了自動駕駛晶片需要7奈米製程,其他的電機控制、電池管理、車門鎖控制,全都是28奈米以上的晶片。這些晶片不追求跑分,只追求十年不壞、成本兩塊錢一顆。工業控制、智能家電也是一樣的道理。冰箱的晶片根本不需要什麼7奈米製程,只要穩定、耐用、便宜就行。中國大陸在28nm及以上成熟晶片產能中佔據全球33%的份額,而且這個優勢還在持續擴大。面對技術封鎖,中國選擇了一條很聰明的路: 先把成熟晶片市場做紮實,形成技術積累和產業生態,再逐步突破高端技術 。中國企業現在手裡握著大量的DUV裝置,這些裝置可以持續高效地生產成熟晶片。 一旦中國在全球成熟晶片市場佔據主導地位,就等於深度融入了全球半導體產業鏈 ,讓海外企業對中國產品產生依賴性。晶片產業的競爭從來不只是技術的競爭,更是市場和產業鏈的競爭。美國想通過技術封鎖來維持霸權,但忽略了一個基本事實: 市場需要的不僅僅是最先進的技術,更需要穩定可靠、性價比高的產品 。中國現在做的,就是把這種基礎能力做到極致,然後在此基礎上穩步向高端技術邁進。 (陳老的茶話會)
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