日本和美国在内存上大打出手,两国占有全球90%的半导体市场,欧洲沦为看客。为了在高科技领域与美日竞争,欧洲共同体推出由欧洲各国政府资助主导的“尤里卡计划”。在这个计划框架内,有个关于芯片的子项目“联合欧洲亚微米硅计划(JESSI)”,欧洲打算投资35亿美元,用八年时间做出0.3微米制程、64M的内存,以摆脱对美国和日本的依赖。该计划吸引了16个国家和地区、190个机构、3000多名科学家的参与。飞利浦负责SRAM,西门子负责内存,意法半导体负责EPROM。飞利浦和西门子合作进行1M存储器的开发,这个项目被命名为Megachip(mega是巨大的意思)。西门子居然不用阿斯麦尔的光刻机,而是向佳能采购,由此也可以看出阿斯麦尔在行业中的软弱地位。
以飞利浦那种极官僚的企业文化,根本不可能跟得上摩尔定律的要求。飞利浦做SRAM失败,其巨大的产能需要找出路。有分析师认为,飞利浦SRAM的年产能足够全球用四年。于是,飞利浦毫无保留地把SRAM的生产线开放给台积电学习,然后再原封不动地把整条生产线搬到台湾,给了台积电。飞利浦在台积电的投资是有不小的溢价的,溢价部分就是飞利浦提供给台积电的技术支持。
台积电要生产芯片,当然要用到光刻机。按照惯例,飞利浦当然又会把光刻机的包袱丢给台积电。再说了,飞利浦在阿斯麦尔和台积电分别占50%和27.5%的股份,谁亲谁疏,一目了然。于是,不管台积电有多挑剔或是多能砍价,阿斯麦尔那些库存里卖不动的光刻机,最终还是顺顺当当地漂洋过海,来到台积电。
眼看台湾市场就要打开,但普拉多已经撑不住了。在过去的三年时间里,阿斯麦累计亏损了5380万美元,主要原因是全球半导体行业的持续衰退,但子公司阿斯麦尔带来的亏损也占了4成的比例。从1988年的春天开始,阿斯麦尔已经付不出工资,只能依靠飞利浦每个月在工资日转来的130万美元进行支付。8月份,普拉多别无选择,只能将阿斯麦尔的股份全部转让给飞利浦,由飞利浦独自承担阿斯麦尔的所有债务。这意味着普拉多在阿斯麦尔上投入的3500万美元全部打了水漂。
全球半导体产业尚未走出衰退周期,飞利浦也要开源节流,于是竟把看来没什么赚钱希望的阿斯麦尔光刻机项目列入裁撤之列。在这危急关头,飞利浦的一个德国董事挺身而出,他不仅说服飞利浦董事会保留阿斯麦尔,还为接近破产的阿斯麦尔拉来了一大笔救命钱。在当时,美国和欧洲都在担忧过于依赖日本供应芯片的问题,许多人认为放弃光刻机和内存芯片这样的战略性产业是非常危险的,德国尤其坚持欧洲要保持半导体技术的独立。
台积电项目给阿斯麦尔带来意外的惊喜。1988年年底,台积电的芯片生产线快装好的时候,发生了一场火灾。台积电把所有被烟熏了的光刻机退回阿斯麦尔,并新下了个17台光刻机的订单。正急缺资金的阿斯麦尔靠这个意外的订单救了急,而且被退回来的光刻机有不少擦洗一下就能正常销售。为台积电的火灾买单的保险公司成了阿斯麦尔1989年最大的客户。阿斯麦尔因此得意洋洋地宣称,它占据了全球光刻机市场15%的份额。实际上,如果按照Dataquest的数据,阿斯麦尔当时的市场份额仅为6%,排在尼康的53%、佳能的18%和GCA的10%之后。
斯米特离开阿斯麦尔后,接替他的是特罗斯特。从某种意义上来说,特罗斯特对光刻机的贡献并不比斯米特小。早在1978年,正是特罗斯特领导的科学与工业部从物理实验室接手了光刻机项目,承担了将光刻机从实验室里的原型机转化为可批量生产和对外销售的正式机型的任务。物理实验室嘲笑科学与工业部为光刻机定义了PAS2000这样的型号,认为科学与工业部要到2000年才能把光刻机造出来。如果不是特罗斯特的坚持,光刻机项目肯定等不到阿斯麦尔的成立就早被废掉了。特罗斯特动用了秘密储备资金为光刻机项目提供研发费用支持,整个飞利浦恐怕只有他一个人有权限这样做。看在他曾经为飞利浦贡献了至少5亿美元利润的份上,飞利浦的财务部门才容忍了特罗斯特不断地在光刻机项目上烧钱。
特罗斯特原本在1985年就该退休了,在斯米特的邀请下,他又为阿斯麦尔做了两年的兼职顾问。顾问期结束后,特罗斯特仅仅享受了4个月的退休生活,就因为斯米特的去职而不得不回来接管阿斯麦尔。特罗斯特是个工作狂,他在阿斯麦尔的周工作时间很快就上升到了60个小时。特罗斯特的个性与斯米特完全相反,他作风老派、注重细节,节约每一分钱的开销。特罗斯特不是个擅长变革的人,而阿斯麦尔也不需要他做什么改变。斯米特留下了一个从研发、生产到销售都充满热情的组织,阿斯麦尔就像一列能够自动驾驶的火车在设定好的轨道上自行高速飞驰。
1988年是阿斯麦尔最困难的时候,市场也正是在这一年出现了明显的转机。除了台积电,阿斯麦尔又赢得了一个重要的新客户:美光。擅长节约成本的美光需要找质量最可靠的光刻机,阿斯麦尔的PAS2500让美光赞不绝口,这台机器拥有美光前所未见的高精度的对准系统。PAS2500在美光还经历了一场被视为传奇的停电事故:整个工厂因断电而中断生产,恢复供电后,PAS2500仅用不到4个小时就恢复生产,美光甚至不必调整PAS2500上的仪表参数。阿斯麦尔为美光配备了专门的现场服务团队,并与美光签署协议,可分享美光的利润。到了1989年,成立了五年的阿斯麦尔终于第一次有了利润和正现金流,但它很快又将陷入亏损。
阿斯麦尔要投入巨额资金开始下一代的光刻机的研发,它需要重点考虑采用哪种光源的问题。
20世纪六七十年代,芯片制造商使用可见光作为光刻机的光源。20世纪80年代,改用高压汞灯产生的紫外光(UV)。紫外光中能量最高的两个谱线是G线和I线,两者的波长分别是436纳米和365纳米。波长越短,光刻分辨率越高,镜头的制作难度也越大。
随着芯片制程向0.5微米以下挺进,紫外光不够用了。1982年,IBM的坎蒂·贾恩提出了用波长更短的深紫外光(DUV),也就是准分子激光(Excimer Laser)来进行光刻。准分子激光无热效应,是方向性强、波长纯度高、输出功率大的脉冲激光,光子能量波长范围为157~353纳米,可以将芯片制程继续往下推进。1986年,贝尔实验室研制出第一台准分子激光分步投影光刻机的实验机型。许多实验室及光刻机制造厂商都对这一技术产生了浓厚的兴趣。同一年,美国西盟(Cymer)公司成立,也进入这一领域淘金。(www.xing528.com)
西盟由美国加州大学圣地亚哥分校的两位博士——罗伯特·埃金斯和理查德·桑德斯特罗姆创立。两人都曾在美国的军工企业从事激光研究,比如卫星与潜水艇之间的激光通信等。在研发准分子激光器时,他们遇到了很多技术瓶颈,比如产生准分子激光需要用到高达12000伏的高压电对氪和氟的混合气体进行放电,高压放电会产生每秒上千次的剧烈震动,这不利于激光保持长时间的稳定性。即便从美国国防部争取来了一些委托研究的资金,在利用加州大学实验室进行漫长摸索研究的过程中,两个人还是积欠了加州大学约25万美元的债务,无奈之下只好抵押房屋。1988年,他们获得了一笔风险投资。佳能和尼康也对西盟的工作产生了兴趣,于是购买了西盟6%的股份。
当时市场的主流是G线光源,佳能和尼康决定押宝西盟,跳过I线光源,直接进行准分子激光光刻机的研发。佳能和尼康为了这个激进的决定付出了惨痛的代价。因为直到1995年,西盟才成功推出准分子激光光源产品。很少人注意到,摩尔曾经提出警告:比落后于摩尔定律更危险的是超前于摩尔定律。如果落后于摩尔定律,你在一些利基或低端市场还能有些钱赚;如果超前于摩尔定律则很可能投入巨额资金却血本无归。佳能和尼康试图跳过I线光源就是一个这样的例子。
阿斯麦尔则决定采用稳妥路线,进行I线光刻机的研发并打算率先将它推向市场。新款光刻机的型号被定为PAS5500,研发时间与PAS2500一样,仅有短短的两年。阿斯麦尔的研发人员又要开始疯狂地加班了。
1990年,飞利浦新一任首席执行官,绰号“坦克”的扬·蒂默上任,他的任务是拯救这家处在悬崖边缘的跨国公司。他将半导体部门分拆出来,成立了飞利浦半导体公司,这成为恩智浦的前身。他终止了投入超过10亿美元的Megachip项目,裁掉了芯片部门25000人中的5000人。
阿斯麦尔当然也经受了蒂默的盘算。光刻机不是飞利浦的核心业务,而且明显业绩不佳。只是因为它的规模较小,还不算蒂默最头疼的问题(再为耗不起的普拉多哭一下),且中断投资的损失更大,蒂默才没有把阿斯麦尔灭掉。他想要把阿斯麦尔摆脱掉,只是实在找不到第二个普拉多,飞利浦不得不继续扛着这个包袱。
Megachip项目的原负责人威廉·马里斯来到阿斯麦尔接替特罗斯特担任首席执行官,大家都认为他是被蒂默“流放”过来的。“哦,又来了一个飞利浦的人,我们该完蛋了。”这是阿斯麦尔员工的第一反应。出乎大家意料的是,马里斯成功地融入了阿斯麦尔的企业文化。他接受了被直呼其名而不是称作“领导”,学会了自己倒咖啡,还以身作则地坐起了经济舱。
马里斯同样要为筹资的问题伤透脑筋,阿斯麦尔为了赶在两年时间内研发出PAS5500不得不大量增加工程师并扩建工厂。PAS2500只能赢得超威、美国国家半导体、赛普拉斯、美光、台积电这些二三线芯片厂的订单,还未赢得IBM、英特尔、摩托罗拉和三星电子这些一线芯片厂中的任何一个的青睐,更不要说打入日本这个生产了全球一半芯片的光刻机的最大市场。阿斯麦尔的业绩依然不振,不能指望每年都碰到台积电火灾这样的好事。
1991年的5月1日,阿斯麦尔终于推出了第一台PAS5500光刻机。这款光刻机应用I线光源,可加工8英寸晶圆,拥有业界领先的分辨率和生产力。PAS5500是一台乐高式的机器,它的组件系统高度模块化,非常容易进行组装、维修或升级,这可以为芯片厂节约大量的时间和资金成本。如果芯片厂需要换一个更高分辨率的镜头,只需要更换镜头组件,而不需要像以往那样更换掉整部机器。
PAS5500通过了IBM的测试,这是很不容易的。因为IBM拥有当时世界上最先进的芯片工厂,按照它的标准,阿斯麦尔只是一家非常小的供应商,几乎没有任何过往的合作记录,排在IBM光刻机供应商名单上的第五位而且是最后一位。痛失个人电脑市场的IBM仍然是全球领先的大型计算机的供应商,要想提供最强的计算和存储能力,IBM就必须制造出最先进的芯片。IBM在8英寸晶圆生产线的项目上投入超过10亿美元,打算建造出全球首家8英寸晶圆厂。获得IBM的认可就等于是获得全球8英寸晶圆厂的敲门砖,三星电子等重要客户都对PAS5500产生了浓厚的兴趣。一旦它们的生产线对新型光刻机磨合完毕,大订单就会接踵而来,每个芯片制造厂都会需要10到20台光刻机,拥有多个芯片厂的大客户会一次吃下上百台的光刻机。
对于阿斯麦尔来说,当时到了黎明前最黑暗的时刻。PAS5500得到IBM的认可并不等于阿斯麦尔马上就能有收入,这台新机器还必须交给各大芯片厂进行为期至少一年的试用和磨合。不仅没有收入,开支还得进一步加大,阿斯麦尔必须建设新工厂以实现PAS5500的量产。所以,阿斯麦尔在1991年又亏损了500万美元,可以预见1992年的亏损还将进一步放大。阿斯麦尔急需尽快向市场交付足够数量的PAS5500,每台PAS5500的售价将超过500万美元。
可是,阿斯麦尔却没有把握在一年后能够向市场交付数百台的PAS5500,因为蔡司不能保证及时如数交付阿斯麦尔急需的I线镜头。
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