撰稿人:Lia / 責任編輯:Zaphyra
荷蘭公司艾司摩爾(ASML)及其新一代「高數值孔徑」(High-NA)極紫外光(EUV)曝光機,如何在全球半導體產業鏈中扮演著無可取代的戰略核心角色。這台價值4億美元、結構極度複雜的設備,是製造輝達(Nvidia)、蘋果(Apple)、台積電(TSMC)等頂尖公司先進晶片的唯一工具,形塑了ASML在該領域的絕對壟斷地位。核心分析將此一技術壟斷置於地緣政治的框架下,探討美國如何利用對ASML的出口管制,將其作為遏制中國發展先進人工智慧(AI)與半導體能力的關鍵「咽喉點」(chokepoint)。
本文亦將檢視中國在此限制下的應對策略—即大量採購次一級的DUV機台,以及全球晶片製造版圖因美國「晶片法案」而重塑的趨勢,包括ASML在美國亞利桑那州設立新訓練中心的戰略佈局。
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Lia. Independent Media 台北報導
在歷史的長卷中,總有一些關鍵的戰略資源,能定義一個時代的權力格局—從古代的食鹽與鐵礦,到工業時代的石油。在21世紀的今天,這個終極的戰略資源,不再是深埋地底的礦藏,而是一種能被精確駕馭的光。駕馭這道光的工具,是一台比雙層巴士更龐大、重達數百噸、價值4億美元的機器。它被安放在戒備森嚴的無塵室內,其內部運作的複雜與精妙,堪稱人類工程史上的巔峰。這,就是荷蘭艾司摩爾(ASML)公司的「高數值孔徑」(High-NA)極紫外光(EUV)曝光機。
這台機器的名字或許對大眾而言十分陌生,但它卻是我們數位文明的無名基石。如果沒有它,就沒有輝達(Nvidia)的AI晶片,沒有蘋果(Apple)的處理器,也沒有台積電(TSMC)與三星(Samsung)所製造的尖端半導體。換言之,當前席捲全球的人工智慧革命,其根基就建立在這家荷蘭公司所獨家掌握的「光之煉金術」之上。筆者認為,ASML的存在,已遠遠超越一家商業公司的範疇。它已成為當代地緣政治棋盤上最重要、最敏感的「咽喉點」(chokepoint),是強權國家用以劃定技術邊界、鞏固自身優勢,並遏制對手崛起的終極武器。
一場持續二十年的拉鋸:壟斷的鑄成
ASML的壟斷地位,並非一蹴可幾,而是一場持續了超過二十年、險些讓公司萬劫不復的豪賭。故事始於1990年代末,當時的晶片製造(或稱微影技術),是利用深紫外光(DUV)將電路圖案「印刷」到矽晶圓上。然而,隨著摩爾定律的推進,電晶體的尺寸變得越來越小,小到DUV的光波長已無法再精確地刻畫。整個產業,都面臨著一道物理極限的圍牆。
當時,業界提出了多種可能的解決方案,其中最大膽、最不被看好的,便是使用波長僅有13.5奈米的極紫外光(EUV)。這個想法近乎瘋狂,因為EUV光極其微弱,且會被空氣、甚至傳統的玻璃鏡片在內的幾乎所有物質吸收。這意味著,整套系統必須在一個巨大的真空腔體內運作,且必須使用由德國光學巨頭蔡司(Zeiss)專門打造、號稱是「全世界最平坦的人造物體」的特殊反射鏡。
更艱鉅的挑戰在於光源。ASML的工程師們最終實現了一個近乎科幻的場景:以每秒五萬次的頻率,將微小的熔融錫珠滴入真空腔,再用四台工業級二氧化碳雷射(其功率足以切割鋼板)精準轟擊每一顆錫珠,使其氣化成比太陽表面溫度更高的電漿,從而激發出微弱的EUV光子。
台積電曾說過的比喻:整套系統精度,相當於從月球上用一束雷射,照亮地球上的一枚硬幣。
這場技術孤注一擲的風險與投入資金是超越了天文數字,它嚇壞了當時最大潛在的競爭對手,日本的尼康(Nikon)與佳能(Canon)(當時尼康與佳能才是光刻機領頭羊),正當日本光學巨頭們打算梭哈跟進,一場超精密光學戰爭即將打響之時,一雙無形的大手終止了這場戰役。最終,只有ASML堅持了下來。2018年,當EUV技術終於實現商業化量產時,ASML也完成了對這個星球上最尖端技術的絕對壟斷。
地緣政治的「咽喉」:華盛頓的無形之手
當一項技術變得無可替代,且對國家安全與經濟未來至關重要時,它便不可避免地會被地緣政治化。ASML的EUV曝光機,正是這樣一個完美的例子。
對於美國而言,ASML成為了其對華科技戰中最有效的一張王牌。華盛頓深知,中國若想在人工智慧、超級計算等前沿領域實現自給自足並挑戰美國的領導地位,就必須能夠自主製造最先進的晶片。而ASML的EUV機台,正是這條道路上繞不開的關隘。因此,從川普政府時期開始,美國便透過外交與政治壓力,成功說服荷蘭政府,禁止ASML向中國出售其最先進的EUV曝光機。
這項出口管制,是比晶片禁令本身更為根本的釜底抽薪之計。它打擊的不是最終產品,而是製造最終產品的「工業母機」。沒有了這台「會下金蛋的鵝」,中國的半導體產業便被鎖定在7奈米以下的先進製程門外,其AI發展的長期潛力也因此受到了嚴重制約。
中國的應對:存糧備戰與迂迴戰術
面對這一的困境,中國採取了一套務實的應對策略。既然無法獲得最先進的EUV機台,那就轉而大量採購、儲備次一級的DUV機台。數據顯示,在2023至2024年間,ASML對中國的銷售額一度飆升,佔其總業務的比例高達49%。這背後,正是中國晶片製造商們的一場大規模「存糧備戰」。
與此同時,中國的工程師們也在探索利用現有的DUV設備,透過更複雜的「多重曝光」技術,來生產接近7奈米等級的晶片。這條路雖然成本更高、良率更低,但它展現了中國在技術封鎖下,試圖以工程手段迂迴突破的決心與能力。然而,這終究是權宜之計。對於未來3奈米、2奈米甚至更先進的製程,沒有EUV,特別是新一代的High-NA EUV,是絕無可能實現的。
全球版圖重塑:亞利桑那的晶片沙漠
美中科技戰的另一個深遠影響,是促使全球半導體製造版圖的戰略性重塑。過去數十年,全球最先進的晶片製造高度集中於東亞,特別是台灣與韓國。然而,疫情引發的供應鏈危機,以及台海緊張局勢的升級,讓美國意識到這種依賴的巨大風險。
在《晶片法案》(CHIPS Act)數百億美元補貼的驅動下,一場將先進製造能力「回流」美國本土的浪潮正在上演。亞利桑那州的鳳凰城周邊,正迅速崛起為一片新的「晶片沙漠」,台積電與英特爾(Intel)都在此地投下鉅資興建最先進的晶圓廠(Fab)。
作為這場版圖重塑的關鍵賦能者,ASML的動向自然備受關注。為了服務其在美國日益增長的客戶群,ASML正斥資在亞利桑那州建立其在美國的第一個、全球第四個大型培訓中心,預計每年可培訓1200名EUV工程師。這不僅是商業佈局,更是其配合美國半導體自主化戰略的明確信號。
駕馭光的人,駕馭未來
如今,ASML正專注於交付其更先進、更昂貴的High-NA EUV機台。其更大的數值孔徑,意味著能以更高的解析度,用更少的步驟印刷出更精細的電路,從而節省時間、降低成本,延續摩爾定律的生命。英特爾,作為其多年的研發夥伴,已率先在其奧勒岡州的工廠中安裝了全球第一台High-NA機台。
這家荷蘭公司,發現自己正處於一個微妙而強大的位置。它必須在滿足客戶商業需求的同時,小心翼翼地在超級大國的政治博弈中保持平衡。它的每一次出貨,每一項技術的迭代,都牽動著全球的敏感神經。而其更下一代的Hyper-NA機台,已在研發藍圖之中,預計在2030年代中期問世。
而曾經的老對手們-日本巨頭們,也正因為印太局勢的驟變,已完成產業整合,橫空出世的Rapidus Corporation,在2022年成立之後,以迅雷不及掩耳的態勢,在2024年完成了先進EUV的出貨,為全球科技市場投下極大的震撼彈,中國與韓國30年的閉門造車在那時被一巴掌拍了個震天響,也向世界展示了,列島武士正在快速甦醒。
這意味著,在可預見的未來,這座由ASML鎮守的、以光為城牆的技術堡壘,將繼續作為全球權力遊戲中最關鍵的那個「咽喉點」,無聲地決定著國家的命運與科技的疆界。
資料來源
Reuters: ASML, world's sole maker of EUV chip tools, sees strong 2025
https://www.reuters.com/technology/asml-worlds-sole-maker-euv-chip-tools-sees-strong-2025-2024-04-17/
The Wall Street Journal: The $380 Million Machine That Could Power the Future of AI
https://www.wsj.com/tech/ai/asml-high-na-euv-chip-making-machine-56943265
Bloomberg: ASML Is Already Working on a Successor to Its $400 Million EUV Machine
https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-05-30/asml-is-already-working-on-a-successor-to-its-400-million-euv-machine
Financial Times: ASML: the new global linchpin of the semiconductor industry
https://www.ft.com/content/3c4b0357-893c-418f-827d-8d48b19a3b68
The Economist: ASML is the world’s most important—and overlooked—tech firm
https://www.economist.com/business/2023/02/06/asml-is-the-worlds-most-important-and-overlooked-tech-firm
Associated Press: The US and Netherlands are squeezing China's access to chip technology. Here's how it works
https://apnews.com/article/china-netherlands-chips-asml-technology-semiconductors-5a5f1c990089f61b0126584283597a15
Center for Strategic and International Studies (CSIS): Decoding ASML: The Company Behind the World’s Most Advanced Semiconductor Technology
https://www.csis.org/analysis/decoding-asml-company-behind-worlds-most-advanced-semiconductor-technology