Одним из важных компонентов любого компьютера является центральный процессор наряду с материнской платой, оперативной памятью, жестким диском и другими элементами. В свою очередь процессор представляет собой интегральную схему - тонкую кремниевую пластину с миллиардами транзисторов, которую использовали ЭВМ третьего поколения. С развитием микроэлектроники такие элементы стали использовать и в более простых компьютерах. Такие компании как Intel, Nvidia и AMD, чьи плашки мы видим на процессорах, на самом деле зависят от одной крупной нидерландской компании.
Серый кардинал микроэлектроники
Компания Advanced Semiconductor Materials International была создана в 1968 году Артуром дель Прадо (1931–2016) и действует и по сей день. Занимается ASMI созданием полупроводникового оборудования и материалов.
Ввиду роста спроса на полупроводники в 1984 году вместе с гигантом электроники Philips была создана компания ASML, которая специализировалась на разработке литографических систем.
Первые годы деятельности компании были сопряжены с серьезными финансовыми трудностями, а ее существование зависело от постоянной поддержки учредителей – Philips и ASM. Дебютная литографическая система PAS 2000 (шаговый двигатель), унаследованная от Philips и изначально продвигавшаяся под брендом ASM Lithography, не имела коммерческого успеха.
Использование гидравлики на масляной основе делало ее непригодной для применения в чистых помещениях микроэлектронного производства из-за риска химического загрязнения.
Переломный момент для компании наступил в начале 1990-х годов с выпуском системы PAS 5500, разработанной под руководством Мартина ван ден Бринка.
Платформа PAS 5500 принесла компании ASML известность. До ее запуска ASML занимала третье место на рынке литографии, уступая таким гигантам, как Nikon и Canon. Но благодаря успеху платформы PAS 5500 ASML вскоре вышла на второе место и заложила основу для своего роста и превращения в мирового лидера в области литографии.
Достигнув лидерства, ASML продолжила реализацию агрессивной инновационной стратегии, инвестируя в прорывные технологии, коммерческий потенциал которых изначально ставился под сомнение отраслевым сообществом.
Монополист в сфере литографии
В 2001 году компания ASML представила систему TWINSCAN, в которой была реализована революционная двухступенчатая технология. Данная архитектура позволяла осуществлять обработку одной кремниевой пластины параллельно с процессом измерения и выравнивания другой, что обеспечивало значительный прирост производительности и точности литографического процесса, тем самым повышая эксплуатационную ценность систем для клиентов. В том же году завершилось поглощение Silicon Valley Group, что позволило ASML расширить свой технологический потенциал в сфере разработки полупроводникового оборудования.
Первый иммерсионный сканер TWINSCAN AT:1150i был анонсирован в 2003 году. Его последователями стали модели XT:1250i и XT:1400i, а в 2006 году была выпущена первая серийная иммерсионная система XT:1700i. Дальнейшее развитие технологии позволило представить в 2007 году систему TWINSCAN XT:1900i с рекордной для отрасли числовой апертурой 1,35. Ключевой инновацией иммерсионной литографии стало проецирование светового потока через слой воды между линзой и пластиной, что позволило производить чипы с существенно уменьшенными топологическими нормами.
В 2007 году стратегия расширения технологического портфеля была продолжена приобретением компании BRION – ведущего поставщика решений для проектирования и оптимизации полупроводникового производства. Эта сделка положила начало реализации стратегии «Комплексной литографии» (Computational Lithography), в рамках которой компетенции в области литографических систем были дополнены методами оптимизации производственного процесса на всех этапах – до, во время и после нанесения топологии.
Еще одним ключевым элементом данной стратегии на раннем этапе стала метрологическая система YieldStar, обеспечивающая in-situ измерения и корректировки в режиме реального времени в процессе производства микросхем. Первая коммерческая версия системы (YieldStar 250D) была поставлена заказчикам в 2008 году.
Все приборы, создаваемые ASML, сперва работали на основе видимого света ограничивала разрешение рисунков, поскольку размеры чипов уменьшались. Решением проблемы стал переход к глубокому ультрафиолетовому (DUV) свету, но и такой свет вскоре стал менее востребованным ввиду стремительного уменьшения размеров площади чипов.
Знаковым событием 2010 года стало появление первого прототипа системы для экстремально-ультрафиолетовой (EUV) литографии – модели TWINSCAN NXE:3100, которую поставили в исследовательский центр одного из азиатских производителей микросхем. Принцип EUV-литографии основан на использовании излучения с существенно более короткой длиной волны, что позволяет формировать на кристаллах элементы с меньшими топологическими нормами и, как следствие, производить более производительные и энергоэффективные интегральные схемы.
В 2013 году ASML поглотила компанию Cymer, которая занималась производством источников излучения для EUV-систем, чтобы ускорить разработку своего оборудования. Хронология совершенствования EUV-платформы продолжилась выпуском системы второго поколения NXE:3300 в том же году и системы третьего поколения NXE:3350 в 2015 году. Переход технологии из стадии опытно-промышленной эксплуатации в стадию серийного производства произошел в 2016 году, когда начались массовые поставки производственно-ориентированной системы NXE:3400.
Начало 2020 года ознаменовалось для ASML переходом на этап крупносерийного производства систем экстремально-ультрафиолетовой (EUV) литографии, что было символически подчеркнуто отгрузкой 100-й установки данного типа. Однако этот период пришелся на глобальный кризис, вызванный пандемией COVID-19. Ограничения, связанные с этим, были очень серьезными, но команды ASML внедрили инновационные методы дистанционной поддержки клиентов, организовали обмен опытом по противодействию пандемии и оказали поддержку локальным сообществам.
Знаковым технологическим событием 2023 года стал выпуск первой системы EUV нового поколения с числовой апертурой 0.55 (High NA). Эта платформа, получившая название EXE, характеризуется полностью измененной оптической схемой и существенно увеличенной производительностью на этапе экспонирования, что определяет новые рубежи в миниатюризации полупроводниковых компонентов.
Компания стала практически монополистом в сфере литографии, что в свою очередь сделало часть компаний и стран зависимыми от ее продукции. И развитие некоторых стран с помощью оборудования ASML поставило компанию в сложное положение.
Как сильно бьет Китай, если это касается его интересов
ASML является единственной компанией, которая производит оборудование для создания современных чипов, а потому такие мировые компании как Intel, AMD и даже Apple не могут обойтись без их товаров.
Как можем наблюдать, самыми крупными рынками сбыта полупроводников из Нидерландов, являются Тайвань и Китай. Такая ситуация не могла не привлечь внимание США, так как Поднебесная для нее является геополитическим конкурентом. На ASML были наложены ограничения на поставку своего оборудования в Китай. Компания планирует построить несколько фабрик за пределами Нидерландов, так как санкции США сильно бьют по экономическому состоянию компании.
Не так давно под давлением США правительство Нидерландов через взяло под управление еще одну компанию – Nexperia, которая также занимается разработкой чипов. Фактически ею владеют китайские инвесторы из Wingtech Technology, а с конца 2024 года на компанию наложены санкции. Когда Nexperia оказалось под управлением Нидерландов, произошло нарушение в поставках чипов, так как само их производство находится в Китае. Особенно остро отреагировали на дефицит немецкие автопроизводители и их поставщики. Это было вызвано тем, что китайские регуляторы ограничили экспорт чипов с локального предприятия, которое обрабатывает до 80 % всех соответствующих изделий.
30 октября состоялась встреча между Дональдом Трампом и Си Цзиньпином в Южной Корее, где главы государств обсудили наболевшие вопросы. После переговоров Министерство торговли КНР рекомендовало компаниям обратиться за разрешениями на поставку.
История ASML – это ярчайший пример того, как узкоспециализированная технологическая компания может стать «колыбелью» всего цифрового мира и одновременно разменной монетой в глобальной политике. Создав абсолютно уникальный продукт, без которого невозможно производство современных процессоров, Нидерланды и ASML получили огромное экономическое и технологическое влияние. Однако эта монополия сделала их заложником ситуации. Ограничения на поставки в Китай, введенные под давлением США, показали, что никакая технологическая исключительность не является защитой от политических решений. Эпизод с Nexperia, разрешившийся лишь на высшем уровне на переговорах Трампа и Си, лишь подчеркивает, насколько хрупкими оказались цепочки поставок и как сильно судьба мировой экономики, включая автопром, зависит от горстки компаний и дипломатических игр. ASML продолжает развиваться, но ее будущее теперь неразрывно связано с исходами этих игр.
Список источников:
1. Our history | ASML – Supplying the semiconductor industry – https://www.asml.com/en/company/about-asml/history
2. Our history | ASM – https://www.asm.com/our-company/our-story
3. ASML: Создание самых сложных машин на Земле – https://habr.com/ru/articles/891708/
4. ASML - PAS 2000 Wafer Stepper – https://www.chiphistory.org/173-asml-pas-2000-wafer-stepper
5. Mapper – наш, или еще одна технология электронно-много-лучевой литографии – https://habr.com/ru/articles/718454/
6. TWINSCAN: 20 years of lithography innovation – https://www.asml.com/en/news/stories/2021/twinscan-20-years-innovation
7. Netherlands' Semiconductor Manufacturing Machinery Exports Hit $25 Billion in 2024 – https://www.voronoiapp.com/technology/-Netherlands-Semiconductor-Manufacturing-Machinery-Exports-Hit-25-Billion-in-2024-2501
8. Самая важная в мире компания для производства чипов взбунтовалась против гнета США. Она бежит из родной страны, чтобы без помех торговать с Китаем – https://www.cnews.ru/news/top/2024-03-07_samyj_vazhnaya_v_mire_kompaniya
9. Дефицит авточипов отменяется: Китай разрешил Nexperia возобновить поставки нуждающимся клиентам – https://3dnews.ru/1131740/defitsit-avtochipov-otmenyaetsya-kitay-razreshil-nexperia-vozobnovit-postavkinugdayushchimsya-klientam
10. Bloomberg: Трамп и Си договорились о возобновлении поставок чипов от Nexperia – https://www.bfm.ru/news/588512