彭博社2024年4月12日亚历克斯-韦伯和伊恩-金报道
这是一次史诗级的战略失误。美国在开发半导体技术方面发挥了至关重要的早期作用，而这项技术正是当今人工智能革命的基础。然而，现在是一家荷兰公司垄断了这一工艺，亚洲制造商主导了生产。
极紫外线光刻机可以说是目前世界上最重要的电子设备。极紫外光刻机的出现使芯片组装的处理能力有了质的飞跃，为新一代人工智能工具铺平了道路。人工智能平台，如OpenAI的ChatGPT和谷歌的Gemini，进行的大量多层次计算加速了通常由人类完成的大量任务。因此，对于美国和中国来说，获取EUV技术已成为一个事关国家经济安全的问题。
华盛顿和中国政府面临的问题是，EUV机器仅由一家公司制造：ASML控股。每台设备有一辆公共汽车那么大，单价超过2亿美元。迄今为止，ASML已经出货200多台，成为欧洲最有价值的科技股，市值超过3,500亿美元。
美国是如何让出这一关键技术控制权的？部分原因在于，只有相对较少的行业高管认为EUV能够成功。另一个原因是：长期以来，全球最大的芯片制造商英特尔公司
近原子尺度
硅芯片由晶体管组成，本质上是一系列门和开关，是现代计算中0和1的物理体现。为了使计算机的功能更加强大，半导体工程师们一直在努力缩小晶体管的尺寸。上世纪中叶发明的第一批晶体管长约一厘米。而现在，它们的直径只有几个纳米，即一米的几十亿分之一。
在芯片制造的最初几十年里，人们使用可见光在硅片上刻画图案来制造晶体管。这种工艺被称为光刻法。之后，该行业转而使用紫外线。20世纪80年代，科学家们开始思考，芯片制造如何才能达到近乎原子级的规模，而这正是保持创新步伐所必需的。位于新泽西州的贝尔实验室的研究人员开始研究极紫外线技术，随后能源部的三个国家实验室也开始研究：劳伦斯-利弗莫尔、劳伦斯-伯克利和桑迪亚。能源部最终为这项研究投入了数千万美元。
当这些机构在一些技术要素上取得进展时，他们意识到，要将其推向市场，行业支持是必不可少的。1997年，一家名为EUV LLC的公私合营公司成立，它最终扩大到包括光刻公司硅谷集团和ASML，后者也参与了欧洲类似的EUV研究联盟。
当时，日本的尼康公司和佳能公司是光刻技术领域最大的参与者，日本似乎是对美国芯片制造主导地位的最大威胁。因此，华盛顿不愿意让这个亚洲国家在新技术的竞争中占得先机，而是支持硅谷集团和ASML的努力。这家荷兰公司全力投入EUV，并在接下来的几年里努力挖掘其潜力。2001年，ASML斥资11亿美元收购了硅谷集团，在这场竞争中只剩下一匹马。当时，ASML预计到2006年，EUV将实现商业化。
技术挑战
事实证明这过于乐观。这项技术异常复杂。它涉及用高功率激光每秒喷射锡滴50,000次，产生等离子体，从而发出极紫外光。由于这种光不会自然出现在地球上，事实上，它会被空气吸收，因此这一过程必须在真空中进行。然后，光线通过一系列反射镜向下聚焦，从网罩上反弹下来。这是玻璃或镜子上的一个图案，它能阻挡和吸收一些光线（这个名字源于枪支瞄准镜上的十字准线），并在此过程中形成要蚀刻到芯片上的电路图案。
由于这些设备的运行规模巨大，由德国蔡司公司制造的镜子必须光滑得几乎不可能：最大的瑕疵只有一个原子高。ASML公司表示，如果把镜子的尺寸放大到一个国家的大小，最大的凹凸也只有1毫米高。用激光喷射熔锡非常麻烦。它需要定期清理，这意味着停机时间很长。这让人很难理解这种机器的经济性：半导体制造设备需要每周7天、每天24小时不间断运行，这样才能证明花费数十亿美元建造这些设备是合理的。
直到2012年，业界才开始认为这项技术确实可行。而这仍然需要大量资金的涌入。于是，ASML向其最大的客户求助：台湾积体电路制造股份有限公司投资了14亿美元，三星电子公司投资了9.74亿美元，英特尔公司投资了41亿美元。三家芯片制造商共持有ASML大约四分之一的股份。
赌局成功了，到2018年，ASML开始大量出货EUV机器。尽管早期的运行大多是在美国完成的，而且英特尔是ASML最大的工业支持者，但第一代机器却没有一台提供给英特尔。
这不是ASML的选择。而是英特尔的选择。当时的首席执行官布莱恩-科再奇对这项技术能否以经济的规模运作没有信心。他赌的是，在他所认为的EUV问题解决之前，现有的技术能否发挥作用。他有充分的理由充满信心：英特尔一直以尖端的芯片制造工艺领先于同行。
事实证明这是一个错误。使用EUV工艺的台积电在2018年左右首次在技术上超越了英特尔。这家台湾公司经营着所谓的代工业务，包括苹果、Nvidia和AMD在内的客户设计自己的芯片，然后承包给台积电制造。
与此同时，英特尔一直在努力使其替代性的"多重图案化"芯片光刻技术可靠运行。当英特尔将这一工艺微调到可以大规模生产时，台积电和三星已经在生产更先进的半导体了。
中国的挑战
台积电还为华为技术有限公司从2019年开始，华为智能手机中使用了EUV技术制造的芯片。因此，一项部分由美国资金资助、部分基础研究在美国实验室进行的技术，似乎有可能使其主要地缘政治对手受益。
如果中国能够制造或购买最先进的芯片，这将有助于中国不仅在工业领域部署人工智能，还可能在军事领域应用人工智能。尽管中国拥有强大的技术能力，但其所需的大部分半导体仍需进口。因此，确保本国的超紫外光（EUV）能力成为当务之急。
大约从十年前开始，美国就向荷兰政府施压，阻止ASML向中国出售任何设备。迄今为止，这些努力被证明是成功的：中国仍然没有EUV设备。
英特尔的下一步行动
与此同时，英特尔仍在为自己的误判而苦恼。
2021年接任英特尔首席执行官的帕特-盖尔辛格在4月份表示："我们采取了很多措施来避免EUV的需求，但正如你所看到的，它在功耗、性能、面积和成本方面都产生了缺陷”。
股市说明了错误的严重性。2012年投资ASML时，英特尔的市值是英伟达的15倍，几乎是台积电的两倍。现在，英特尔的市值只相当于两者的一小部分：英特尔的估值为1640亿美元，台积电为6500亿美元，Nvidia为2.2万亿美元。这在很大程度上归因于英特尔缺乏EUV技术。
盖尔辛格急于确保自己不会重蹈前任的覆辙。英特尔正在为下一代超紫外光：高数值孔径提供支持。这种方法使用新的光学系统将光线聚焦到更小的点上，该公司已经在俄勒冈州的一个地方安装了第一个试生产模型。
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