先給差友們看一張圖。。。

臺上站著的，有美國總統(tǒng)拜登，還有英偉達皮衣黃、 AMD 蘇媽、蘋果庫克，等等一眾科技圈大佬。

不過看站位大家都能猜出，那天的主角不是他們，而是最中間的三位臺積電核心人物：創(chuàng)始人張忠謀、總裁魏哲家和董事長劉德音。

搞出這么個罕見名場面的，是 2022 年年底，臺積電美國晶圓代工廠迎來的第一臺機器。

而就是這么一臺機器，直接讓拜登激動地說出 “ 芯片制造業(yè)回來了 ” 。

對，你沒看錯，美國的芯片制造業(yè)，其實是失去過的。。。

一直以來，大家說的美國芯片很強，其實都有個限定詞：芯片設計。除了設計外，還有造晶圓、刻電路、測試、封裝等流程，而后續(xù)這些，都屬于芯片制造的范疇。

這么說吧，從上個世紀開始，他們的半導體制造份額就跟滑滑梯一樣，一路向下。

白宮發(fā)布的全球半導體制造份額占比：

除了還在堅持自己造芯片的英特爾外，其他企業(yè)像是英偉達、 AMD 啥的，幾乎都在向臺積電、三星等討飯吃。

昔日的半導體搖籃，制造業(yè)務一丟再丟，背后的原因是啥，這些年也被大伙們分析爛了。

主流的觀點基本就是美蘇冷戰(zhàn)期間，美國為了扶持東亞幾個國家和地區(qū)的芯片技術，結(jié)果就被日本偷家超車了。

老美發(fā)現(xiàn)打不過，并正值在搞去工業(yè)化，更加看重價值鏈最頂端的芯片設計，于是順水推舟來了波產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，覺得能用其他手段當好群主，掌握住芯片霸權就行。

但，制造不好芯片，真的是老美不想嗎？最近彭博社那邊又曝出了個新的細節(jié)，或許給出了個答案。說是其實老美一直在想法子，想著讓自家芯片制造產(chǎn)業(yè)東山再起。

而在 EUV （ 極紫外光刻 ）光刻機，差點讓老美翻盤。。。但卻因為一張膜，讓老美痛失良機。

光刻機大伙兒應該不陌生，就是把電路蝕刻在晶圓上的機器， EUV 算是現(xiàn)在最先進的技術。而在這之前霸榜的，一直都是深紫外（ DUV ）光刻機。

而美國 “ 最強 ” 的硅谷光刻集團，在造 DUV 光刻機時，一直打不過日本的尼康佳能和荷蘭的 ASML ，于是他們準備另辟蹊徑超車，早早研發(fā) EUV 技術。

早在1997 年的時候，美國能源部就和英特爾一起，整了個 EUV LLC 聯(lián)盟，不僅拉來了三大國家實驗室，甚至把摩托羅拉和 AMD 等企業(yè)的科學家們都薅了過來。

萬事俱備，但美國怎么也沒想到的是，綜合評估之后，發(fā)現(xiàn) EUV 光刻機比 DUV 光刻機難造得多，而自家硅谷光刻集團的技術實在菜得離譜，根本奶不動。。。

但聯(lián)盟都費老大勁整起來了，總得找個能造出光刻機的廠吧，而有這個能力的，除了日本的尼康，就只剩荷蘭的 ASML 了。

當時美國還沒走出日本之前偷家的陰影，這個機會 ASML 自然是當仁不讓。

不過畢竟不是親兒子，在達成合作之前， ASML 還簽了一系列 “ 賣身 ” 協(xié)議，比如光刻機核心零部件要有一半多從美國那里買等等。

達成這樣的 PY 關系后，英特爾后續(xù)還給 ASML 投了41 億美元，成了最大的股東，可以說美國芯片制造業(yè)的偉大復興，就看這一仗了！

當然事實證明，美國在 ASML 身上的心血沒白花，在 2018 年， EUV 光刻機就量產(chǎn)了。

該輪到享受成果的時候了。。。只要你英特爾說一句，我 ASML 肯定會供貨，然而，美國這邊又開始掉鏈子，英特爾這個口啊，實在是張不開，愣是沒買。

因為 ASML 一開始量產(chǎn) EUV 光刻機的時候，還有一項關鍵的技術EUV 薄膜沒搞定，而以英特爾當時的技術，還沒辦法繞過這層膜，它也沒有膽量賭這個技術在短時間內(nèi)會被攻克。

大家可別聽名字就小看這項技術，它在光刻機造芯片的良率上，可是殺手锏一般的存在。

光刻機工作起來，其實就是讓掩模（ Mask ）上的電路，縮小個幾倍刻在晶圓上。

但在這個 “ 復印 ” 的過程中會有一個問題，環(huán)境中可能會有灰塵顆粒等臟東西，要是落在掩模上，光刻機會原封不動地把它打印在晶圓上。

要知道芯片上的電路都賊迷你，稍微一個小缺陷，打印出的這個芯片基本可以扔進垃圾桶了。

更何況根據(jù)外媒 Anandtech 的報道，因為英特爾當時只有自己一個客戶，一般用的還是單芯片掩模，也就是說一個掩模上，只刻了一個芯片電路，但凡遇到一個灰塵，整個晶圓都廢了。

而這時候， EUV 薄膜作用就顯現(xiàn)出來了，它裝在掩模上方兩三毫米處，相當于是 “ 帶刀護衛(wèi) ” ，不讓灰塵啥的靠近掩模這個 “ 焦點 ” ，不在焦點上，自然也不會被刻到芯片上。

沒有 EUV 薄膜（ 左 ）和有 EUV 薄膜（ 右 ）光刻出來的芯片效果對比

但要把這張薄膜造出來，可不是嘴上說說。

首先， EUV 薄膜透過極紫外光的硬性要求，就把大部分材料給打趴下了，就算達到這個要求，要保證足夠高得透明度，還得把膜做得非常薄。

做薄之后，這層膜，還要承受住極紫外光的超高能量，最起碼在 600 ~ 1000 ℃這個溫度范圍內(nèi)，不能有任何變形啥的。

總之，把這個薄膜造出來，難度不是一般的小。這也是為啥 EUV 光刻機在量產(chǎn)了3 年后， EUV 薄膜才勉強能量產(chǎn)商用。

既然都沒能等到 EUV 薄膜，那為啥臺積電就這么有魄力，剛量產(chǎn)就把 EUV 光刻機提回家了？

原因倒是挺簡單，它敢賭，手里也有資本賭。當初，臺積電率先買 EUV 光刻機的時候，就有外界傳言，說它搞出了個層流氣刀（ laminar air knife ）的技術，效果和 EUV 薄膜差不多。

而且臺積電手里，各個廠商、各種芯片的訂單都有，據(jù) Anandtech 報道，它用的大都是多芯片掩模。

比如一個有 25 個芯片電路的掩模，在不用 EUV 薄膜的狀況下，就算遇到一個灰塵，整塊晶圓也還有96% 的良率。

對比之下，當時在造芯片這塊兒，英特爾手里是一張好牌都沒有，真的不敢賭啊。

連賭注都下不了，你說這牌桌英特爾怎么上。。。

而據(jù)彭博社的說法，正是這次英特爾沒第一時間用上 EUV 光刻機，才讓老美錯失重回芯片制造業(yè)巔峰的機會。

不過在世超來看，不是英特爾沒買 EUV 光刻機，導致美國芯片制造業(yè)一蹶不振，而是它本來就已經(jīng)江河日下，只不過 EUV 光刻機恰好向大伙揭露了這個事實。

當然造芯片不太行，美國心里肯定還是門兒清的，這幾年，他們也一直明著暗著發(fā)力自己的芯片制造業(yè)。

英特爾這邊， 2021 年就搞了個大動作，宣布 IDM 2.0 計劃，總結(jié)下來，就是它也要學臺積電，擴張產(chǎn)能準備代工，還為此專門成立了一個代工服務事業(yè)部。

甚至現(xiàn)在有更先進的光刻機出來，英特爾都不敢猶豫了，比如今年年初， ASML 新出的 High-NA EUV 光刻機，英特爾二話沒說就下了單，前兩天已經(jīng)宣布組裝完成。

倒是臺積電這次還準備再觀望觀望。。。

美國也學聰明了，打算多整幾個籃子裝雞蛋。前些年開始就變著法的，引誘臺積電在美國建廠，除了芯片補貼法案外，官方還暗戳戳地施壓，到現(xiàn)在臺積電已經(jīng)給美國承諾3 座工廠了。

不過丟掉芯片制造業(yè)容易，想重拾起來就沒那么簡單了。2021 年臺積電開始建廠，才剛開始就卡住了，美國連建廠最基本的人才都招不到，投產(chǎn)時間也從 2024 年推到了 2025 年。

而從老美在造芯片栽的跟頭來看，在芯片這塊兒，彎道超車的機會似乎并不多，更多的還是全產(chǎn)業(yè)鏈配合下的直線超越。

至于啥時候美國才能把自家芯片制造業(yè)搞支楞起來，咱也不知道，至少短時間內(nèi)是無望了。

撰文：松鼠 編輯：江江 封面：子曰

圖片、資料來源：

reddit，網(wǎng)絡

Bloomberg，The US Had a Chance to Lead in Chipmaking Tech, and Missed It

Semiengineering，EUV Pellicles Finally Ready

Anandtech，EUV Pellicles Ready For Fabs, Expected to Boost Chip Yields and Sizes

AI 芯天下，深度丨當EUV薄膜成為“高精尖”芯片良率的關鍵

之前英特爾的制程一直是領先的，為什么會突然在14nm卡這么久？