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阿斯麦尔公司成立:飞利浦合资50/50的故事

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:于是,飞利浦终于同意与阿斯麦合作设立50∶50的合资公司。1984年4月1日,由飞利浦的光刻机项目剥离而来的阿斯麦尔公司成立了。阿斯麦尔成立之初,其员工只能窝在临时搭建的简易平房里工作,平房旁边挨着飞利浦大厦的垃圾桶。16台即将生产出来的PAS2000光刻机自然也移交给了阿斯麦尔。斯米特领导的阿斯麦尔对飞利浦的控制保持着高度警惕,尽管在成立之后长达八年的时间里阿斯麦尔都严重依赖飞利浦的资金、研发和订单的支持。

阿斯麦尔公司成立:飞利浦合资50/50的故事

飞利浦在实验室里造出步进光刻机的原型机的时候,发现自己居然成为唯一一家还在造光刻机的芯片厂。造光刻机这样高精密的设备已经发展成一桩相当专业的事情,早就没有别的芯片厂干这事了。飞利浦的光刻机开发陷入僵局。思前想后,飞利浦决定找人合伙,这样不仅降低风险,还容易打开美国市场。于是,飞利浦就去美国拜访了不少光刻机厂商。珀金埃尔默公司相当感兴趣,他们也希望开发步进光刻机以重新成为市场领导者。珀金埃尔默公司派了一个代表团来访问飞利浦,参观完后,他们给了飞利浦7天的时间来考虑是否决定合作,否则他们就会选择另一家有德国资金背景的小企业作为合作伙伴。飞利浦的高级管理层对芯片和光刻机都一无所知,讲究繁文缛节的飞利浦无法在如此短的时间内做出决定,于是这个极好的合作机会不幸告吹。

这时候,有家叫先进半导体材料公司(简称阿斯麦[1])的荷兰小公司的老板亚瑟·德尔·普拉多听说了这事,主动跑来要求合作。

普拉多出生于荷兰殖民时代的印尼,父亲有犹太血统。二战时,10来岁的他曾被关进印尼的集中营。所以,普拉多既天生拥有犹太人的精明,又在成长历程中培养起百折不挠的勇气。太平洋战争结束后,普拉多回到荷兰上大学,后来考取了哈佛商学院。26岁时,他到硅谷旅行,被刚刚起步的芯片产业深深吸引。从哈佛毕业后,普拉多回到荷兰,除了一小片晶圆外,他的口袋里只有500美元。普拉多创建了阿斯麦,从做半导体设备的代理起家,然后转型为半导体设备供应商。普拉多干得很成功,阿斯麦于1981年成为第一家在纳斯达克上市的荷兰公司。在普拉多看来,他已经能够造出除光刻机外的几乎所有芯片生产设备,只要加上光刻机,他就可以成为一站式的芯片设备供应商。

对于普拉多的请求,飞利浦犹豫了一年时间。飞利浦瞧不起阿斯麦是有理由的。一来,其他芯片生产设备在技术层次上根本不能和光刻机相比,阿斯麦在飞利浦眼里只是个“做工业炉子的供应商”,它的技术在光刻机研发上完全没用。二来,光刻机的销售与其他芯片生产设备也是两回事,其他芯片生产设备的采购,经理层就能拍板,而光刻机的销售只有董事会才能决策,所以阿斯麦的销售渠道对光刻机也没有帮助。三来,也是最重要的,飞利浦认为阿斯麦没有那个实力。要研发光刻机,起码还得投入数千万美元,阿斯麦的营收也才数千万美元级别,怎么玩得起这种高精尖的东西?

但是,到了1983年年底,如果不是因为欧共体为研发存储器的Megachip项目提供了大量的资金,飞利浦险些就要将光刻机项目停掉了。还有一个因素不容忽视:当时业界普遍认为未来属于电子束光刻机,电子的波长极短,曝光精度极高,只是需要解决功率较低、曝光需时较长的问题。飞利浦甚至已经手握几台电子束光刻机的订单,光学光刻机在它眼中只是一个临时解决方案。于是,飞利浦终于同意与阿斯麦合作设立50∶50的合资公司。阿斯麦出资210万美元,飞利浦则把在光刻机项目上库存的17套光刻机零部件及所有零零碎碎的设备、材料、杂项费用等折价180万美元,再加30万美元现金算作出资。

1984年4月1日,由飞利浦的光刻机项目剥离而来的阿斯麦尔公司成立了。公司名称“ASML”中的那个“L”就是“平版印刷术”(lithography)的首字母,在半导体行业一般将其中文译为“光刻”。合资公司的名称没有带上飞利浦的痕迹,倒不是说飞利浦担心阿斯麦尔砸了自己的招牌,而是这样方便从政府那里单独申请补助,另外也不会让客户觉得是从竞争对手飞利浦那里买光刻机。飞利浦没有在自己漂亮的玻璃大厦内给阿斯麦尔提供办公场所。阿斯麦尔成立之初,其员工只能窝在临时搭建的简易平房里工作,平房旁边挨着飞利浦大厦的垃圾桶。阿斯麦尔在官网“我们的历史”里,用“我们一开始就很倒霉”来心酸地回忆当年创业之艰辛。为了把优秀人才“忽悠”进公司,阿斯麦尔首任首席执行官贾尔特·斯米特未经授权就在招聘广告中使用飞利浦的标志,不知那些兴冲冲的应聘者发现自己将要在如此简陋的平房内办公是什么感受。还好,受益于当时糟糕的经济形势,阿斯麦尔轻易就招来了近百名员工。

连斯米特自己,也被人们认为受了骗。斯米特听到一些著名的分析师关于飞利浦的光刻机是个笑话的论调,当他向普拉多说出担忧时,普拉多安慰他:“贾尔特,我们在美国有一支很棒的队伍,他们都会支持你。IBM非常期待这台机器,飞利浦在奈梅亨和汉堡的工厂也都有需求。”

也许普拉多自己也不知道,他的这些话没有一句靠谱。阿斯麦尔的美国销售队伍不具备卖光刻机的能力,IBM已经给飞利浦的光刻机判了死刑,强卖给飞利浦自己工厂的两台光刻机处在闲置状态。可是,斯米特已经从上一家公司辞职,他没有退路,只能硬着头皮迎难而上

47名飞利浦的员工转入了阿斯麦尔——几乎没人愿意转岗,他们认为自己是被公司抛弃了,坚决向工会要求拥有可返回飞利浦的选择权。16台即将生产出来的PAS2000光刻机自然也移交给了阿斯麦尔。这些光刻机采用的是油压传动台,需要配合的动力单元比机器本身还要大,这又产生了震动和噪音的问题,而且别忘了还有油污的风险。PAS2000的光学部件来自法国,精度也不够好。这些问题对光刻机来说都是硬伤,根本别指望它们能够被卖得出去。

一支匆匆拼凑起来的信心不足的队伍、一个不靠谱而且市场占有率为零的产品、一个急着甩包袱的大公司股东再加上一个稀里糊涂就接下包袱的小公司股东,阿斯麦尔凭什么去参与人类有史以来最高精尖的机器设备的竞争?

斯米特领导的阿斯麦尔对飞利浦的控制保持着高度警惕,尽管在成立之后长达八年的时间里阿斯麦尔都严重依赖飞利浦的资金、研发和订单的支持。斯米特在获得天体物理学博士学位后就进入飞利浦开始他的第一份工作,当时他震惊于这家公司的保守主义及部门间的内部争斗,于是领导了一批同样刚毕业的年轻人一块向公司的管理层提交了一份提案,报告他们的发现。斯米特喜欢冒险和逞能,不惧权威,与飞利浦官僚而且僵化的企业文化格格不入。在飞利浦的米兰分公司工作的时候,他以高过IBM的价格为公司拿到了一张50万美元的订单。然而,为了避免因跨界而引起内部斗争的危险,他的上司维姆·特罗斯特命令他放弃这个合同。于是,斯米特觉得他离开飞利浦的时候到了。如今,他回来负责飞利浦合资公司的管理,但显然没有改变他的工作作风。当知道必须和特罗斯特在同一栋楼里办公时,他要求给他和特罗斯特办公室之间的那扇门加把锁。更糟糕的是,斯米特的老同事告诉他,他听说的那些谣言都是真的,“我们认为你真是疯了才会回到这里,合资企业注定会失败。”在过去几年里,他们为光刻机项目多次申请资金,“特罗斯特甚至一分钱都拿不出来”。

入职一个多月,斯米特即前往美国参加一个半导体设备展。他借这个机会拜访了美国应用材料公司的一个高管,很好奇地询问这家实力强大的半导体设备供应商为什么不做光刻机。美国应用材料公司是阿斯麦最大的竞争对手,但看在飞利浦的面子上,这位高管给了一些建议。他说他肯定不会去碰光刻,光刻根本不能说是一道工序,而是要有能力用机器去驾驭光。他补充说,芯片厂一般只会固定向一家供应商购买光刻机,而且要董事会级别才能决定。

在展会上,斯米特问了许多客户,他可以做些什么来激发他们对其光刻机的购买兴趣,得到的答复经常是:“等你卖了20台光刻机后,再回来找我谈。”(www.xing528.com)

斯米特意识到,光刻机的销售并不是件一锤子买卖的事情。芯片制造商被卷入的是一场无情的竞争,率先采用新设备的公司将受益于超高的毛利和巨额的利润,慢一步的公司就会被迫在供过于求的市场上忍受价格战的煎熬。芯片制造商可以接受新研发的还不成熟的光刻机。机器的复杂性和新技术的不断集成也意味着第一台新型光刻机必定是不成熟的。芯片制造商会花大约一年的时间使用新型光刻机来试生产新一代的芯片,在此过程中不断地测试和调整新工艺,对新设备进行不断地改进,使它们更加精确和可靠,直到设备成熟,设备商能够进行批量生产。所以,对于设备商来说,如果错过了不成熟的设备的第一次的销售,几乎就等同于失去了这个客户。而且,设备商和芯片制造商经过长期磨合形成非常密切的合作关系,新厂商要想在其中插上一脚简直难于上青天。即使用低价格也撬不开光刻机的市场。对芯片厂来说,芯片的质量和产量最重要,一台好的光刻机就是一台印钞机,他们根本不在乎光刻机的价格。

当然,斯米特也并非没有收获。他发现,还没有一个光刻机供应商能够制造VLSI的光刻机。而且,无论美国还是日本的供应商,都还在使用导程螺丝杆来移动晶圆台,这意味着他们不可能达到小于1微米的光刻精度,而工件台技术正是阿斯麦尔的强项。当光刻机从LSI向VLSI演进的时候,大家都站在同一条起跑线上,阿斯麦尔就有机会跑到前面。此外,当时处于市场主流的4英寸晶圆也将很快被6英寸晶圆取代,这意味着光刻机供应商的新一轮商机

斯米特知道,摆在阿斯麦尔面前的只有两个选择:要么马上退出,要么在两年后交付一台成熟的VLSI光刻机。而按照飞利浦原来的计划,要到六年后才能推出下一代的光刻机。阿斯麦尔要想在两年时间内交付这么一台有上万个零部件的精密机器,只能走将绝大部分零部件都进行外包的道路。阿斯麦尔要成为一家只进行研发和组装的公司,这样的做法在当时闻所未闻。在人们的眼中,阿斯麦尔疯了,“你会完全失去控制权”,这样做就好比是“把钥匙交给别人”。

在董事会上,斯米特以他工作过的航空和电信业为例说明,由于恶性竞争和过高的开发成本,航空业只剩下两三个巨头,电信业也在朝这个方向发展。光刻机的未来也将是如此,整个市场只会剩下几家厂商。所以,“如果我们对排名第三或第六感到满意,那么我们最好现在就收手别干了。我们必须把目标定在顶峰,没有其他选择。这是我们唯一的生存机会。”为阿斯麦尔的未来描绘出一幅美好的蓝图之后,斯米特审慎地指出所需要投入的资金:1亿美元。其中包括花费2000万美元建立超净厂房、数百万美元用于订购为生产5套光刻机所需准备的零部件、数百万美元采购一套能够确保项目顺利实施的信息管理系统,以及最大的一项开支:将项目分成5个同时推进的子系统所需的250名工程师的薪酬。

斯米特描绘的前景打动了董事会,来自飞利浦的董事没对1亿美元提出什么异议,这个规模的投资在飞利浦司空见惯。倒是普拉多大为震惊,他对光刻机如此烧钱确实没有足够的心理准备,毕竟合资公司成立时的初始投入资本仅有420万美元。董事会最后决定,斯米特自己也要去努力寻找外部资金,然后慷慨地给阿斯麦尔追加了一笔300万美元的投资。

应该说,斯米特做事还是很专业的。阿斯麦尔从成立到研发出成熟的光刻机仅亏损就差不多达到了1亿美元。光刻机的研发为什么这么烧钱呢?因为它的要求实在是太高了。

光刻机要刻画出多精细的图案?最新技术是1平方毫米(比芝麻还小)里面要有1亿个晶体管

光刻机的生产效率要达到多高?半导体行业一寸光阴一寸金,芯片转眼间从海鲜价掉到白菜价是常有的事情。所以,光刻机必须24小时连续工作,全年停机时间不超过3%。目前的光刻机一般每小时要出产近300片12英寸(300毫米)晶圆,每片晶圆要做出上千个芯片。这意味着一台光刻机每年要连续加工出数亿个芯片。

光刻机的机台运动要达到多高的精度?如今的光刻机每次移动的定位要精确到几十纳米,也就是头发丝直径的几万分之一。如果用两辆同时移动的车进行类比,两车以每小时3万公里的速度并驾齐驱,它们之间的差值必须小于0.5毫米,才能达到与光刻机一样的精度。

光刻机一次只能曝光指甲那么大的一点区域,一块直径12英寸的晶圆全部曝光一遍至少要移动好几百次。你可以想象光刻机台的移动速度有多快。让动作精密到令人发指的机器24小时全年连续稳定工作,是工程学上的巨大挑战。

我们有时会看到新闻,说某科研单位实现了多少纳米光刻。这时你要理解,从实验室刻出两条线到工厂全年连续光刻作业之间是有天堑横亘着的。

阿斯麦尔自己最擅长的正是光刻机工件台的“定位精准”和“唯快不破”,这是阿斯麦尔后来成功的基石。但阿斯麦尔不可能一口就吃成胖子,它最需要的是找到愿意“陪太子读书”的外部芯片制造厂。

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