欧洲终于有了对硅谷的答案
导语：ASML，一家强大的荷兰科技公司，是其中的核心。
据经济学人报道，每秒钟，一个形状类似厚比萨盒并携带硅晶圆的物体以比有人操控的火箭快三倍的速度起飞，达到了十次。在几毫秒内，它以恒定速度运动，然后以惊人的精确度突然停止——精确到目标的单个原子。
这并不是一项高能物理实验，而是由荷兰科技公司ASML梦想出来的最新光刻机，用于将纳米级芯片图案投射到硅晶圆上。在1月5日，美国半导体巨头英特尔成为这一技术奇迹的首批零部件的自豪所有者，用于在其俄勒冈工厂进行装配。
就像这台外表朴素的机器一样，它的荷兰制造商充满了惊喜。在过去五年里，该公司的市值已经翻了四倍，达到了2600亿欧元（2850亿美元），使其成为欧洲市值最高的科技公司。
在2012年至2022年期间，其营收和净利润分别增长了大约四倍，分别达到了210亿欧元和60亿欧元。截至2023年底，ASML的营运利润率超过34%，这对于一家硬件业务来说令人震惊，甚至超过了全球最大的消费电子制造商苹果。
这样卓越的表现现在已经成为常态。预计在1月24日ASML公布季度业绩时，它将更加光彩夺目。该公司垄断了全球最关键供应链中的一个关键环节：没有它的设备，几乎不可能制造出先进的计算机处理器，例如用于智能手机和数据中心（用于人工智能训练）的处理器。
随着全球半导体销售预计到2032年翻倍至1.3万亿美元，每个大国和每个大型芯片制造商都渴望拥有ASML的设备。该公司在中美技术竞争中的地位如此重要，以至于今年初传出，美国总统乔·拜登的政府敦促ASML取消向中国交付甚至是其旧设备的计划。
然而，ASML的惊人成功也有另外两个不太明显的支撑因素。该公司已经建立了一个供应商和技术合作伙伴网络，这或许是欧洲最接近硅谷的事物。而且，它的商业模式巧妙地将硬件与软件以及数据相结合。这些不为人知的要素是ASML成功的关键，挑战了古老大陆无法开发成功数字平台的观念。
ASML的复杂机器执行了一个简单的任务，即将计算机芯片的蓝图投射到光敏硅晶圆上。荷兰记者马克·海金克（Marc Hijink）解释说，1986年，当其第一款型号交付时，个别晶体管的尺寸测量为微米，公司的设备几乎像是一台高级复印机。
而如今，随着晶体管尺寸缩小了千倍，ASML的光刻设备可能是有史以来最复杂的商业设备。马克·海金克是新书《聚焦——ASML如何征服芯片世界》的作者。
ASML及其合作伙伴通过一项具有科幻色彩的工程技术成功实现了这一令人难以置信的缩小技巧。这个过程从强大的激光将液态锡微滴烧毁开始，每个微滴的厚度不到人类头发的五分之一，速度超过250公里每小时。这产生了极短波长的光（俗称为极紫外线或EUV），然后被一组镜子反射，这些镜子非常光滑，最大的瑕疵都不大于草在一毫秒内生长的距离。
为了使所有这一切对芯片制造商都具有价值——最新型号的成本超过3亿美元——并曝光足够多的芯片，托盘上支撑晶圆的部分，被称为“桌子”，必须比火箭加速更快，并在准确的位置停下来。
要了解构建这种设备需要什么，可以前往柏林的Neukölln地区参观一家普通的工厂。这就是ASML制造的地方，其中包括“镜子块”，这是晶圆台的主要部分。
这些坚固的部件由特殊陶瓷材料制成，每个正方形约8厘米厚，每边约50厘米。其中一些经过近一年的抛光、测量、重新抛光、重新测量等处理，直到它们的形状完全正确，包括考虑到它们在安装后将下垂几纳米的情况。
这家工厂代表了该公司不同寻常的供应商网络。尽管其母公司Berliner Glas在2020年被ASML收购，但它在独立公司和荷兰母公司之间生活得有些中庸。对于大多数帮助组装ASML设备的800多家主要是欧洲公司，情况也类似。ASML只拥有其中几家的股份。然而，它们的相互依赖使它们表现得像一个单一的组织。
ASML外包了建造其工程奇迹所需成本的90%以上，并且直接雇佣的员工不到完成这一壮举所需的估计10万人的一半。这在一定程度上是由于历史原因。当ASML在1984年从荷兰电子巨头飞利浦公司分拆出来时，ASML似乎没有前途。
它构建“硅光刻机”的想法，也就是芯片复制机的最初名称，颇有前途。但它几乎没有其他优势，尤其是没有生产线。相反，它依赖于专业供应商，其中许多也是以前的飞利浦单位，如合同制造商VDL。
外包也是技术的一种需求。光刻机的不同部分都是如此尖端，以至于让任何一家公司全部完成可能会很容易不堪重负。一位曾在ASML工作的内部人士解释说：“你必须决定在哪里创造最大的价值，让其他人完成剩下的工作。”半导体产业的经济学也支持不要自己做所有事情。
芯片行业容易出现繁荣和萧条，因为需求波动比制造商能够安装产能要快得多。价格会因为供不应求而上涨或下跌。芯片制造设备制造商也会受到同样的周期性影响。这使得将所有资产都保持在公司内部是有风险的；更好地将一些风险转移到供应商身上，供应商反过来可以通过迎合不同业务周期的客户来限制风险。
所需的超级专业化阻止了许多其他行业广泛存在的风险降低的双重采购。在ASML的情况下，技术要求如此之高，而生产量如此之低（2022年，它仅运送了317台机器），以至于即使能够找到多个供应商，也不会经济实惠。
对于像激光和镜子这样的关键组件，它们分别由两家德国公司特鲁姆夫（Trumpf）和蔡司（Zeiss）制造，这几乎是不可能的。ASML采购的韦恩·艾伦（Wayne Allan）谈到了“相互依赖”。
总的来说，ASML主要限制自己成为系统的架构师。它决定谁做什么，定义了机器的关键部分之间的接口，称之为“模块”，并进行研发工作。这种设置使得测试部件和运输机器更加容易（将最新型号运送给英特尔涉及250个板条箱和13个集装箱）。这还为供应商提供了更多的自由度，包括尝试新技术。
这一切都能够运作，因为ASML培养了一种信任和透明度的文化，同时保留了竞争的元素。供应商不会被榨取到最后一分钱。相反，“我们需要他们保持健康。”艾伦先生说。信息在整个网络中自由流动，特别是在ASML、特鲁姆夫和蔡司之间。
来自不同公司的工程团队共同合作，专利和一些财务数据以及有时利润都是共享的。一位前蔡司高管报道说：“在会议上，你分不出谁来自哪家公司。”
与此同时，许多供应商通过间接竞争彼此竞争，例如为ASML的不同机型提供相似的零部件。如果供应商遇到问题，ASML会派遣快速干预队，有时即使这种帮助并不受欢迎也会这样做。作为最后的手段，ASML甚至可以收购供应商，就像对Berliner Glas公司所做的那样。
哈佛商学院的威利·史希（Willy Shih）认为，正是ASML的这种松散耦合结构使其能够超越那些更垂直整合的竞争对手。曾经主导光刻机市场的两家日本公司尼康和佳能从未成功商业化更复杂的EUV设备。（佳能目前正尝试通过“纳米压印”光刻技术，将芯片设计物理地印在晶圆上，试图重新进入市场。）
ASML通过将硬件与软件和数据相结合来巩固其主导地位。与真正的火箭发射不同，光刻机中的晶圆台在初始时可能会错位，而需要一个导航计算机来平滑处理火箭的轨迹，导航计算机收集数据以预测和调整它们的轨迹。
光刻机的其他部分也面临类似的挑战。只有通过大量数据和机器学习，即人工智能的一种形式，它们才能被微调并变得更加精确。这迅速将ASML转变为一个人工智能平台。
一旦英特尔收到了新机器的所有模块，将需要大约两周的时间来组装。使其适应新位置将需要数个月的时间。在运输过程中，零件可能会移位，俄勒冈州的重力与Veldhoven的略有不同，附近的其他机器可能会产生干扰。测试将收集大量数据并触发调整。“我们有成千上万个旋钮可以调整，使其达到完美状态，”负责ASML技术的Jos Benschop表示。
ASML还利用一台机器的数据来调整其他机器的设置。自成立39年以来，ASML已售出约5500台设备，其中95%仍在运营，并且许多设备会将数据发送到总部。这将使其产品变得更加出色，从而产生更多的芯片制造，生成更多的数据，以此类推，形成了与互联网搜索等数字服务更典型相关的“飞轮”效应。
即使佳能、尼康或中国的竞争对手最终设法建造出与ASML一样强大的EUV设备，研究公司New Street Research的皮埃尔·费拉古（Pierre Ferragu）认为，只要ASML继续收集所有已安装设备的数据，这是不可能赶上这家荷兰公司的，“从数学上讲是不可能的”。
如果竞争对手无法击败ASML，那还有什么能够呢？物理学是一个潜在的障碍。即使使用最先进的人工智能，你也不能永远缩小晶体管（肯定不是以商业上可行的方式）。如果技术要求变得太过超凡脱俗，供应商网络可能会崩溃。
经济学也是一个问题。芯片制造商可能会对ASML对数据的渴求感到不满，该渴求还扩展到他们工厂中的其他连接设备。一些内部人士表示，一些公司已经开始对其数字扩张提出异议。
然后还有地缘政治。ASML的股价在有关取消向中国交付的消息后下跌。人们担心的不是销售下降的问题；ASML本来就无法快速建造足够多的机器。更大的问题是，严格的出口控制最终可能迫使中国建立自己的芯片制造设备产业。这可能会威胁ASML在该行业的核心地位。然而，目前为止，该公司的网络和网络效应仍然是不可战胜的。谁说欧洲不能搞科技？
来源：阿尔法工场研究院