11－9【企业传记】《光刻巨人》｜了解高端芯片的制造到底有多难？
全球最大的光刻机生产商的崛起之路。
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核心书摘：
《光刻巨人》讲的是荷兰阿斯麦（ASML）公司如何在光刻机领域一步步实现从无到有的故事。如今的阿斯麦是世界最大的光刻机生产商，也是唯一一家有能力制造EUV光刻机的公司，它的市值高达1500亿美元，但是在这光鲜的背后，是无数的艰难和曲折，甚至多次濒临破产，《光刻巨人》讲的不是阿斯麦辉煌的现在，而是它痛苦、难过的过去。
关于作者：
瑞尼·雷吉梅克，荷兰科技专栏作家和自媒体人，曾创立过一家媒体出版公司“Techwatch”。因为了解到自己家乡这家伟大企业的传奇故事，瑞尼决定把它的经历写下来，为此他采访了数百名阿斯麦的高管和员工，前后花了7年时间才完成了《光刻巨人》这本书。
学什么：
1、ASML在生产光刻机的路上遇到了哪些挫折？
2、对ASML的发展起到帮助的人有哪些，他们做了哪些努力？
一、命悬一线的光刻机项目
在正式开始阿斯麦的故事之前，我们得先说说荷兰的一家世界500强企业飞利浦，因为如果没有飞利浦的物理实验室（简称Natlab），就不会有后来的光刻机项目以及阿斯麦公司。但也是因为飞利浦的关系，使得光刻机项目和阿斯麦几次差点夭折。
世界上第一台光刻机诞生于1960年左右的美国，叫接触式光刻机，当时主要由美国的地球物理公司（简称GCA）生产和销售。与这台光刻机同时诞生的还有英特尔联合创始人戈登·摩尔提出的著名的“摩尔定律”，这个定律简单理解就是芯片的精密度和性能每两年会提高一倍。到了60年代末期，出现了更先进的投影式光刻机，市场也不再是美国GCA一家独大，出现了另一家美国公司珀金埃尔默（Perkin-Elmer），整个70年代，基本是这两家公司在光刻机市场上交替领先。
飞利浦物理实验室（Natlab）的研究人员在美国的一次考察中，带回来了一颗“芯片”。飞利浦是一家有创新基因的公司，Natlab的工程师们认为，芯片将是未来科技领域的重中之重，而能够制造芯片的光刻机简直就是一台“合法的印钞机”，他们必须尽可能地掌握这门核心技术。
当时能够进飞利浦物理实验室的都是各个领域的顶级人才，这些物理学家、化学家、数学家可以说都是一群研究狂人。于是，1973年，在Natlab的科学家兼工程师范希克和布休斯的主导下，光刻机项目组成立并成功研发出了世界上第一台“步进光刻机”的原型机，相比投影式光刻机，它的生产速度更快，生产的误差更小。但由于这台光刻机的设计过于复杂，很难实现商用量产，也没有客户愿意下单购买，所以很快就被遗忘在了角落。
1978年，专门负责产品量产的飞利浦科学与工业部（简称S&I）负责人特罗斯特从废墟中救出了光刻机项目，他是一个工作狂式的人物，在他的字典里，不存在“不可能完成的事”。尽管特罗斯特在芯片领域并没有什么经验，但是他有着强大的营销能力，在他的努力下，很快就争取到了美国半导体巨头IBM的合作意向。
特罗斯特也低估了光刻机的制造难度，由于S&I缺少Natlab的技术人才，他们浪费了两年时间，光刻机生产的进展却十分缓慢。眼看将无法如期向IBM交付产品，特罗斯特只好向飞利浦物理实验室寻求协助。为了在最后期限内交付产品，两个部门的员工采取两班倒协同工作，并在1982年7月向IBM交付了第一台光刻机，尽管还只能算是半成品，但IBM还是从中看到了许多优点，也提出了一些改进意见，并表示会考虑购买飞利浦的光刻机。
尽管看到了希望，但特罗斯特的光刻机项目团队却遇到了资金短缺问题，当时飞利浦的管理层都不愿意在这上面继续投资了，没办法的特罗斯特只能寻求外部资金支持，就在他四处碰壁的时候，一个飞利浦瞧不上眼的“小公司”荷兰先进半导体材料公司（ASM）挽救了这个几乎夭折的项目。然而ASM并没有成为阿斯麦的救世主，后面还有更大的困难等着这群充满着理想主义的技术天才。
二、与时间赛跑的“弃儿”
1984年4月，ASM和飞利浦正式达成协议，成立合资企业阿斯麦（ASML），飞利浦和一家私募股权基金MIP各获得30%股份，ASM作为项目领导，占有40%的股份。ASM的创始人德尔·普拉多天生就是个冒险家，尽管他非常清楚光刻机项目存在的巨大风险，但他愿意和飞利浦这样的巨头企业一起赌一把。
阿斯麦的第一任CEO是贾特·斯密特。斯密特和普拉多一样，是一个喜欢冒险的人，同时，他还是一个敢于质疑权威，并十分痛恨官僚主义的人。虽然他能力出众，但他完全没有预料到，迎接他的是数不清的难题。
首先是缺人。当时懂光刻机技术的基本全是飞利浦的员工，但这些人又普遍认为光刻机项目是飞利浦的弃儿，是甩出去的负担，所以几乎没有人愿意冒险转岗到这家新的合资企业。最后还是特罗斯特好说歹说，并保证4年之内大家可以重返飞利浦，才有47名员工同意加盟。但这还远远不够，阿斯麦还需要招聘大量的技术人才。
其次是缺钱。尽管在成立合资企业之后，双方为这个濒临破产的项目分别投入了210万美元，但这对于每年光研发就要烧掉数千万美元的项目来说，就是杯水车薪，用特罗斯特的话说：“新公司买杯咖啡就会破产。”
按照斯密特的估算，要研发出第一代商用光刻机，大概需要1亿美元，为了不吓坏那些董事会成员，他把这处额度降到了5000万美元，但这还是把他们吓住了。后来飞利浦和ASM又共同追加了300万美元的投资，随后的几年，阿斯麦基本处于到处找钱填坑的状态。
然后是缺产品。产品不能量产一直是光刻机项目最大的痛，当时的芯片领域已经发展到了一个新的阶段，市场迫切需要一台生产速度更快、制造工艺更精密的机器，而阿斯麦的光刻机还处于襁褓之中。
最后是缺氛围。斯密特刚一接手新公司，就发现员工们的士气低落到了极点，长久的挫败感让他们对光刻机项目已经不抱什么希望了，工作成了例行公事。为了解决这个问题，斯密特专门做了个卡通片，借助卡通片，他充满热情地告诉大家：“我们现有的光刻技术是先进的，虽然还没有产品上市，但这只是暂时的，我们一定会成功的，我们要争夺金牌，而不是银牌、铜牌。”一番激情演讲，重新燃起了员工们的信心。
当斯密特正准备大展拳脚的时候，光刻机市场开始发生了巨大变化，之前一直遥遥领先的美国公司GCA和珀金埃尔默，逐渐被日本公司尼康和佳能所超越，甚至没过几年就纷纷退出了历史舞台。这让斯密特更加意识到了这个行业竞争的残酷性，他在一次会议上给公司定了两个目标：第一，必须在1985研发出一台过渡机器PAS 2400打入美国市场；第二，必须在1986年1月1日完成公司第一款旗舰产品PAS 2500的研发，并强调这是决不能更改的要求。
压力山大的阿斯麦员工暴发出了巨大的工作热情，他们在付出了无数泪水和心血之后，终于在规定期限内研发出了PAS 2400，尽管缺点不少，但凭借它独特的优势还是获得了少量订单，更重要的是它引起了美国半导体巨头AMD公司的关注。AMD公司表示，PAS 2400虽然还没达到他们的要求，但他们对接下来的PAS 2500很感兴趣。
1986年5月，PAS 2500终于研发成功，这是第一台真正能够代表阿斯麦的光刻机，是一项来之不易的成就，许多芯片厂商都对这台机器表现出了浓厚的兴趣，阿斯麦的春天好像真的来了。
但人算不如天算，当时正是芯片市场的持续衰退期，几乎所有芯片厂商都缩减了在设备上的资金预算，这对资金本来就磕磕绊绊的阿斯麦来说，又是一次重击，原本打算一年卖出40台，最后只卖出了12台，而且其中几台还是打折卖的。
技术问题解决了，但是钱的问题始终没有解决，到了1987年，阿斯麦已经花掉了将近5000万美元，但是预定的销售目标却远远没有完成，此时，母公司之一ASM也陷入了年亏损数千万美元的困境，已经无力提供更多的资金支持了。在这个关键时刻，阿斯麦的CEO斯密特和ASM的CEO普拉多也发生了争执，最后的结果是斯密特离开了阿斯麦，去了一家给他双倍薪水的德国公司。
斯密特虽然离开了，但他对阿斯麦的贡献和影响仍然是巨大的，正是他奋不顾身的激情和不畏困难的决心，给阿斯麦带来了生机和活力，而他留下的“只争第一”“赢者通吃”的企业文化，也为日后阿斯麦成长为行业巨头打下了坚实的基础。
三、迎来曙光的未来巨人
斯密特的离开让刚刚有点起色的阿斯麦再次摇摇欲坠，管理层不得不找到62岁高龄已经退休的特罗斯特来接替CEO的工作。特罗斯特曾经在光刻机项目上倾注过大量心血，阿斯麦就如同他的孩子一样，所以只要阿斯麦有需要，他就会出现。
1988年初，阿斯麦已经穷到揭不开锅了，甚至连员工的工资都发不出来，母公司之一ASM是有心无力，它仅仅1987年就亏了2300万美元，而且其中800万美元还得算在阿斯麦头上。另一边，飞利浦看着阿斯麦那可怜样，觉得终归是自己的孩子，只能不断转现金过去帮助支付工资，阿斯麦就靠着飞利浦的接济勉强维持生存。
到了1988年8月，普拉多为了保住自己辛苦创立的ASM公司，决定退出阿斯麦。ASM退出之后，飞利浦召开董事会表决阿斯麦的问题，最终在“欧洲必须掌握芯片核心技术”的主张下，阿斯麦被保留了下来。
1989年，一个重要客户的出现，几乎救了阿斯麦的命，它就是中国台湾的半导体巨头台积电，他们一口气从阿斯麦下了17台PAS 2500的订单，解了阿斯麦财务危机上的燃眉之急。
台积电之后，阿斯麦开始越走越顺，全球芯片市场也开始恢复增长了，越来越多的公司开始找阿斯麦下订单。1989年，阿斯麦的利润达到了800万美元，第一次实现了现金流转正。更重要的是，市场认可了阿斯麦的技术能力和优势。所以当阿斯麦提出要研发更先进的光刻机PAS 5500来提高芯片的制造水平时，许多客户都表示愿意投入资金帮助研发，成功后双方都受益，其中包括IBM、英特尔、摩托罗拉和西门子等各大世界半导体巨头。
但好日子只持续了三年多，阿斯麦在1992年再次陷入财务困境，他们只能再次寻求母公司飞利浦的救助，这次飞利浦也不干了，当时飞利浦的并购部门甚至建议直接关闭阿斯麦公司。
幸运的是，接替特罗斯特的阿斯麦第三任CEO威廉·马里斯是一个谈判高手，他成功说服飞利浦的CEO蒂默，拿到了2100万美元的救命钱。
这次，阿斯麦总算兑现了承诺，1992年，PAS 5500正式投入生产，资金开始不但流入阿斯麦，仅1992年一年的收入就达到了1.19亿美元，这台PAS 5500就像是一台合法的“印钞机”，资金开始源源不断地流入阿斯麦。
1995年，阿斯麦成功登陆美国纳斯达克，首次公开发行价格18美元（开盘当天收盘价22.5美元）公司总市近十亿美元，飞利浦通过它的上市直接获利1.25亿美元。借助股票的收益，阿斯麦很快偿还了所有贷款，从此，巨人开始腾飞。如今阿斯麦的股价已经达到370美元，市值达到1500亿美元。
结语
《光刻巨人》这本书只写到阿斯麦1995年成功上市，并没有写它真正成为“光刻巨人”的21世纪，而且重点讲述的也是它成为巨人之前漫长而艰苦的历程。1995年上市的时候，阿斯麦尽管已经是光刻机市场最重要的企业，但当时日本的尼康和佳能仍然紧跟在它的身后，是它的强劲对手，直到21世纪，阿斯麦研发出了更加高端的EUV光刻机，才彻底将尼康和佳能甩在了身后，如今的阿斯麦在全球高端光刻机市场的占有率已经达到89%，尼康和佳能合计占有率只有11%，开始了高端光刻机市场一家独大的局面。
阿斯麦的故事告诉我们，科技的进步仅靠口号和决心是无法实现的，成功的背后总是伴随着无尽的汗水和泪水，脚踏实地，一步一个脚印地发展才是王道。
本书作者瑞尼在书的序言中写道：阿斯麦的成功让我着迷，它证明了依靠技术和辛勤工作来达到世界一流水平的可能性。今天，中国已经成长为全球科技的重要参与者，在那里我也看到了同样的努力，越来越多的顶尖科技公司正在诞生。
[编辑：小平]
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