'你所不知道的現代工業製造巔峰博弈——光刻機之戰'
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
由於ASML對半導體新興市場的主動出擊，公司獲得了極大的發展。1999年公司營收首次突破10億歐元，達到12億歐元；而2000年時營收更是翻了兩倍以上，達到27億歐元。此後，ASML在全球市場和光刻技術不斷攻城略地。
在技術方面，半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。這個預言中間改過一次，美國戈登·摩爾博士1965年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而1975年他自己改成每兩年翻倍。但誰也沒想到，光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。
為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸(CD)降低30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1*(λ/NA)，光刻機廠商能做的就是降低波長λ，提高鏡頭的數值孔徑NA，降低綜合因素k1。而當時降低波長λ成為最直接有效的方法。
九十年代末，科學家和產業界提出了各種超越193nm的方案，其中包括157nm F2激光，電子束投射(EPL)，離子投射(IPL)、EUV(13.5nm)和X光，並形成了以下幾大陣營：157nm F2，13.5nm EUV LLC，1nm 接近式X光，0.004nm EBDW或EPL，還有0.00005nm IPL。
不過，以上所有方案和陣營都以失敗告終，它們敗給一個工程上的簡單解決辦法：在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，水可以把193nm的光波長折射成134nm。自此，浸入式光刻成功翻越157nm大關。加上後來不斷改進的高NA鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式光刻機一直做到如今的7nm。
2002年，臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案，這基本上宣判了半導體界正在開發的各種光刻技術方案的死刑，而ASML抓住機會，在一年的時間內就開發出了樣機並在之後推出浸入式產品XT:1700i，該光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%，可以用於45nm量產。世界各大半導體廠商廣為採納，而XT:1700i也成為ASML對尼康、佳能的致命一擊。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
由於ASML對半導體新興市場的主動出擊，公司獲得了極大的發展。1999年公司營收首次突破10億歐元，達到12億歐元；而2000年時營收更是翻了兩倍以上，達到27億歐元。此後，ASML在全球市場和光刻技術不斷攻城略地。
在技術方面，半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。這個預言中間改過一次，美國戈登·摩爾博士1965年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而1975年他自己改成每兩年翻倍。但誰也沒想到，光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。
為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸(CD)降低30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1*(λ/NA)，光刻機廠商能做的就是降低波長λ，提高鏡頭的數值孔徑NA，降低綜合因素k1。而當時降低波長λ成為最直接有效的方法。
九十年代末，科學家和產業界提出了各種超越193nm的方案，其中包括157nm F2激光，電子束投射(EPL)，離子投射(IPL)、EUV(13.5nm)和X光，並形成了以下幾大陣營：157nm F2，13.5nm EUV LLC，1nm 接近式X光，0.004nm EBDW或EPL，還有0.00005nm IPL。
不過，以上所有方案和陣營都以失敗告終，它們敗給一個工程上的簡單解決辦法：在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，水可以把193nm的光波長折射成134nm。自此，浸入式光刻成功翻越157nm大關。加上後來不斷改進的高NA鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式光刻機一直做到如今的7nm。
2002年，臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案，這基本上宣判了半導體界正在開發的各種光刻技術方案的死刑，而ASML抓住機會，在一年的時間內就開發出了樣機並在之後推出浸入式產品XT:1700i，該光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%，可以用於45nm量產。世界各大半導體廠商廣為採納，而XT:1700i也成為ASML對尼康、佳能的致命一擊。
林本堅博士
在ASML推出浸入式光刻機XT:1700i的前後腳，尼康也宣佈自己突破完成了157nm產品以及EPL產品樣機。然而，浸入式方案屬於小改進大效果，ASML產品成熟度高，所以很少有廠商去訂尼康的新品。隨後，尼康被迫也宣佈去做浸入式光刻機，但為時已晚。
一方面，光刻機就像印鈔機，材料成本可以忽略不計，而時間就像鑽石一樣珍貴。新產品需要至少1-3年時間由前後道多家廠商通力磨合，哪一家廠商儘早量產就有更多時間去改善問題和提高良率。另一方面，ASML和臺積電的合作也更為緊密，ASML自然深度獲得臺積電的浸入式方案技術。反過來，選擇ASM產品的臺積電、三星、海力士也在之後崛起成為世界三大半導體豪強。
佳能當年的數碼相機稱霸世界、利潤客觀，對一年銷量只有百來臺的光刻機重視不夠。直到現在佳能還在賣350nm和248nm的產品，給液晶面板以及模擬器件廠商供貨。尼康在ASML的阻擊下遭遇了大潰敗，其在2000年前後還是全球光刻機老大，但之後一直呈現下滑態勢，直至ASML如今統領光刻機近八成市場份額。
實際上，2000年後，由於缺乏新一代157nm激光需要配置的反折射鏡頭技術，這也是讓ASML焦慮的地方。而美國SVG擁有最成熟的157nm光學技術。另外，在美國能源部和幾大芯片巨頭合建的EUV光刻聯盟裡，ASML還只是個小配角。在技術升級戰略的重要關頭，ASML決定報價16億美元收購市值只有10億的SVG。
不過，這次收購同樣遭到美國政府和商會的阻撓，美國外國投資委員會在收購協議上加了一堆條件，其中包括不許收購SVG負責打磨鏡片的子公司Tinsley，以及保證各種技術和人才留在美國等。另外，美國華爾街資本還大舉買入ASML股份實現對該公司控股。如今，ASML的三大股東資本國際集團、貝萊德和英特爾均來自美國。
上述條件讓ASML“順理成章”地成為了半個美國公司。而與此同時，ASML也享受到美國強勁基礎科學帶來的好處，為多年後在EUV一支獨秀做了有力鋪墊。2015年，EUV光刻機可量產的樣機發布。雖然售價高達1.2億美元一臺，但還是收到各半導體廠商諸多訂單，排隊等交貨。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
由於ASML對半導體新興市場的主動出擊，公司獲得了極大的發展。1999年公司營收首次突破10億歐元，達到12億歐元；而2000年時營收更是翻了兩倍以上，達到27億歐元。此後，ASML在全球市場和光刻技術不斷攻城略地。
在技術方面，半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。這個預言中間改過一次，美國戈登·摩爾博士1965年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而1975年他自己改成每兩年翻倍。但誰也沒想到，光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。
為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸(CD)降低30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1*(λ/NA)，光刻機廠商能做的就是降低波長λ，提高鏡頭的數值孔徑NA，降低綜合因素k1。而當時降低波長λ成為最直接有效的方法。
九十年代末，科學家和產業界提出了各種超越193nm的方案，其中包括157nm F2激光，電子束投射(EPL)，離子投射(IPL)、EUV(13.5nm)和X光，並形成了以下幾大陣營：157nm F2，13.5nm EUV LLC，1nm 接近式X光，0.004nm EBDW或EPL，還有0.00005nm IPL。
不過，以上所有方案和陣營都以失敗告終，它們敗給一個工程上的簡單解決辦法：在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，水可以把193nm的光波長折射成134nm。自此，浸入式光刻成功翻越157nm大關。加上後來不斷改進的高NA鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式光刻機一直做到如今的7nm。
2002年，臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案，這基本上宣判了半導體界正在開發的各種光刻技術方案的死刑，而ASML抓住機會，在一年的時間內就開發出了樣機並在之後推出浸入式產品XT:1700i，該光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%，可以用於45nm量產。世界各大半導體廠商廣為採納，而XT:1700i也成為ASML對尼康、佳能的致命一擊。
林本堅博士
在ASML推出浸入式光刻機XT:1700i的前後腳，尼康也宣佈自己突破完成了157nm產品以及EPL產品樣機。然而，浸入式方案屬於小改進大效果，ASML產品成熟度高，所以很少有廠商去訂尼康的新品。隨後，尼康被迫也宣佈去做浸入式光刻機，但為時已晚。
一方面，光刻機就像印鈔機，材料成本可以忽略不計，而時間就像鑽石一樣珍貴。新產品需要至少1-3年時間由前後道多家廠商通力磨合，哪一家廠商儘早量產就有更多時間去改善問題和提高良率。另一方面，ASML和臺積電的合作也更為緊密，ASML自然深度獲得臺積電的浸入式方案技術。反過來，選擇ASM產品的臺積電、三星、海力士也在之後崛起成為世界三大半導體豪強。
佳能當年的數碼相機稱霸世界、利潤客觀，對一年銷量只有百來臺的光刻機重視不夠。直到現在佳能還在賣350nm和248nm的產品，給液晶面板以及模擬器件廠商供貨。尼康在ASML的阻擊下遭遇了大潰敗，其在2000年前後還是全球光刻機老大，但之後一直呈現下滑態勢，直至ASML如今統領光刻機近八成市場份額。
實際上，2000年後，由於缺乏新一代157nm激光需要配置的反折射鏡頭技術，這也是讓ASML焦慮的地方。而美國SVG擁有最成熟的157nm光學技術。另外，在美國能源部和幾大芯片巨頭合建的EUV光刻聯盟裡，ASML還只是個小配角。在技術升級戰略的重要關頭，ASML決定報價16億美元收購市值只有10億的SVG。
不過，這次收購同樣遭到美國政府和商會的阻撓，美國外國投資委員會在收購協議上加了一堆條件，其中包括不許收購SVG負責打磨鏡片的子公司Tinsley，以及保證各種技術和人才留在美國等。另外，美國華爾街資本還大舉買入ASML股份實現對該公司控股。如今，ASML的三大股東資本國際集團、貝萊德和英特爾均來自美國。
上述條件讓ASML“順理成章”地成為了半個美國公司。而與此同時，ASML也享受到美國強勁基礎科學帶來的好處，為多年後在EUV一支獨秀做了有力鋪墊。2015年，EUV光刻機可量產的樣機發布。雖然售價高達1.2億美元一臺，但還是收到各半導體廠商諸多訂單，排隊等交貨。
售價1億美元以上的EUV光刻機，該機重達180噸，超過10萬個零件，需要40個集裝箱運輸，安裝調試需要超過一年時間。
中國的後發追趕
在世界半導體起伏浪潮下，中國也開始在核心的光刻機領域追趕。2002年，上海微電子成立。公司致力於半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的研發製造，產品包括前道光刻機、後道封裝光刻機、平板顯示光刻機、檢測設備、搬運設備等。
2006年，上海微電子承接了光刻機國家重大科技專項—— “核高基”02專項的浸沒光刻機關鍵技術預研項目（已通過國家驗收）和90nm光刻機樣機研製（已通過專家組現場測試）任務。另外，中電科45所將從事分步投影光刻機研發任務的團隊整體遷至上海蔘與其中，參與這個項目。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
由於ASML對半導體新興市場的主動出擊，公司獲得了極大的發展。1999年公司營收首次突破10億歐元，達到12億歐元；而2000年時營收更是翻了兩倍以上，達到27億歐元。此後，ASML在全球市場和光刻技術不斷攻城略地。
在技術方面，半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。這個預言中間改過一次，美國戈登·摩爾博士1965年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而1975年他自己改成每兩年翻倍。但誰也沒想到，光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。
為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸(CD)降低30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1*(λ/NA)，光刻機廠商能做的就是降低波長λ，提高鏡頭的數值孔徑NA，降低綜合因素k1。而當時降低波長λ成為最直接有效的方法。
九十年代末，科學家和產業界提出了各種超越193nm的方案，其中包括157nm F2激光，電子束投射(EPL)，離子投射(IPL)、EUV(13.5nm)和X光，並形成了以下幾大陣營：157nm F2，13.5nm EUV LLC，1nm 接近式X光，0.004nm EBDW或EPL，還有0.00005nm IPL。
不過，以上所有方案和陣營都以失敗告終，它們敗給一個工程上的簡單解決辦法：在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，水可以把193nm的光波長折射成134nm。自此，浸入式光刻成功翻越157nm大關。加上後來不斷改進的高NA鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式光刻機一直做到如今的7nm。
2002年，臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案，這基本上宣判了半導體界正在開發的各種光刻技術方案的死刑，而ASML抓住機會，在一年的時間內就開發出了樣機並在之後推出浸入式產品XT:1700i，該光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%，可以用於45nm量產。世界各大半導體廠商廣為採納，而XT:1700i也成為ASML對尼康、佳能的致命一擊。
林本堅博士
在ASML推出浸入式光刻機XT:1700i的前後腳，尼康也宣佈自己突破完成了157nm產品以及EPL產品樣機。然而，浸入式方案屬於小改進大效果，ASML產品成熟度高，所以很少有廠商去訂尼康的新品。隨後，尼康被迫也宣佈去做浸入式光刻機，但為時已晚。
一方面，光刻機就像印鈔機，材料成本可以忽略不計，而時間就像鑽石一樣珍貴。新產品需要至少1-3年時間由前後道多家廠商通力磨合，哪一家廠商儘早量產就有更多時間去改善問題和提高良率。另一方面，ASML和臺積電的合作也更為緊密，ASML自然深度獲得臺積電的浸入式方案技術。反過來，選擇ASM產品的臺積電、三星、海力士也在之後崛起成為世界三大半導體豪強。
佳能當年的數碼相機稱霸世界、利潤客觀，對一年銷量只有百來臺的光刻機重視不夠。直到現在佳能還在賣350nm和248nm的產品，給液晶面板以及模擬器件廠商供貨。尼康在ASML的阻擊下遭遇了大潰敗，其在2000年前後還是全球光刻機老大，但之後一直呈現下滑態勢，直至ASML如今統領光刻機近八成市場份額。
實際上，2000年後，由於缺乏新一代157nm激光需要配置的反折射鏡頭技術，這也是讓ASML焦慮的地方。而美國SVG擁有最成熟的157nm光學技術。另外，在美國能源部和幾大芯片巨頭合建的EUV光刻聯盟裡，ASML還只是個小配角。在技術升級戰略的重要關頭，ASML決定報價16億美元收購市值只有10億的SVG。
不過，這次收購同樣遭到美國政府和商會的阻撓，美國外國投資委員會在收購協議上加了一堆條件，其中包括不許收購SVG負責打磨鏡片的子公司Tinsley，以及保證各種技術和人才留在美國等。另外，美國華爾街資本還大舉買入ASML股份實現對該公司控股。如今，ASML的三大股東資本國際集團、貝萊德和英特爾均來自美國。
上述條件讓ASML“順理成章”地成為了半個美國公司。而與此同時，ASML也享受到美國強勁基礎科學帶來的好處，為多年後在EUV一支獨秀做了有力鋪墊。2015年，EUV光刻機可量產的樣機發布。雖然售價高達1.2億美元一臺，但還是收到各半導體廠商諸多訂單，排隊等交貨。
售價1億美元以上的EUV光刻機，該機重達180噸，超過10萬個零件，需要40個集裝箱運輸，安裝調試需要超過一年時間。
中國的後發追趕
在世界半導體起伏浪潮下，中國也開始在核心的光刻機領域追趕。2002年，上海微電子成立。公司致力於半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的研發製造，產品包括前道光刻機、後道封裝光刻機、平板顯示光刻機、檢測設備、搬運設備等。
2006年，上海微電子承接了光刻機國家重大科技專項—— “核高基”02專項的浸沒光刻機關鍵技術預研項目（已通過國家驗收）和90nm光刻機樣機研製（已通過專家組現場測試）任務。另外，中電科45所將從事分步投影光刻機研發任務的團隊整體遷至上海蔘與其中，參與這個項目。
浸沒式光刻機原理
目前，上海微電子前道光刻機實現90nm製程，封裝光刻機市佔率領先。其中，IC後道封裝光刻機國內市場佔有率達到80%，全球市場佔有率40%。此外據傳上海微電子65nm製程設備正在進行整機考核，對65nm的進行升級後就可以做到45nm。
根據瞭解，我國光刻機設備的研製起步也不晚。從上世紀七十年代開始，先後有清華大學精密儀器系、中科學院光電技術研究所、中電科45所投入研製。其中，清華大學精密儀器系研製開發了分步重複自動照相機、圖形發生器、光刻機、電子束曝光機工件臺等半導體設備。另外，中科學院光電技術研究所在1980年研製出首臺光刻機，中電科45所1985年研製我國同類型第一臺 g線1.5um分步投影光刻機等等。
不過，八十年代底，中國開始奉行的“造不如買”的政策，一大批企業紛紛以“貿工技”為指導思想。產業拋卻獨立自主、自力更生的指導方針，盲目對外開放。由於沒有了頂層設計，中國的集成電路在科研，教育以及產業方面出現了脫節：研發方面單打獨鬥，科研成果轉化成產品微乎其微。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
由於ASML對半導體新興市場的主動出擊，公司獲得了極大的發展。1999年公司營收首次突破10億歐元，達到12億歐元；而2000年時營收更是翻了兩倍以上，達到27億歐元。此後，ASML在全球市場和光刻技術不斷攻城略地。
在技術方面，半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。這個預言中間改過一次，美國戈登·摩爾博士1965年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而1975年他自己改成每兩年翻倍。但誰也沒想到，光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。
為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸(CD)降低30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1*(λ/NA)，光刻機廠商能做的就是降低波長λ，提高鏡頭的數值孔徑NA，降低綜合因素k1。而當時降低波長λ成為最直接有效的方法。
九十年代末，科學家和產業界提出了各種超越193nm的方案，其中包括157nm F2激光，電子束投射(EPL)，離子投射(IPL)、EUV(13.5nm)和X光，並形成了以下幾大陣營：157nm F2，13.5nm EUV LLC，1nm 接近式X光，0.004nm EBDW或EPL，還有0.00005nm IPL。
不過，以上所有方案和陣營都以失敗告終，它們敗給一個工程上的簡單解決辦法：在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，水可以把193nm的光波長折射成134nm。自此，浸入式光刻成功翻越157nm大關。加上後來不斷改進的高NA鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式光刻機一直做到如今的7nm。
2002年，臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案，這基本上宣判了半導體界正在開發的各種光刻技術方案的死刑，而ASML抓住機會，在一年的時間內就開發出了樣機並在之後推出浸入式產品XT:1700i，該光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%，可以用於45nm量產。世界各大半導體廠商廣為採納，而XT:1700i也成為ASML對尼康、佳能的致命一擊。
林本堅博士
在ASML推出浸入式光刻機XT:1700i的前後腳，尼康也宣佈自己突破完成了157nm產品以及EPL產品樣機。然而，浸入式方案屬於小改進大效果，ASML產品成熟度高，所以很少有廠商去訂尼康的新品。隨後，尼康被迫也宣佈去做浸入式光刻機，但為時已晚。
一方面，光刻機就像印鈔機，材料成本可以忽略不計，而時間就像鑽石一樣珍貴。新產品需要至少1-3年時間由前後道多家廠商通力磨合，哪一家廠商儘早量產就有更多時間去改善問題和提高良率。另一方面，ASML和臺積電的合作也更為緊密，ASML自然深度獲得臺積電的浸入式方案技術。反過來，選擇ASM產品的臺積電、三星、海力士也在之後崛起成為世界三大半導體豪強。
佳能當年的數碼相機稱霸世界、利潤客觀，對一年銷量只有百來臺的光刻機重視不夠。直到現在佳能還在賣350nm和248nm的產品，給液晶面板以及模擬器件廠商供貨。尼康在ASML的阻擊下遭遇了大潰敗，其在2000年前後還是全球光刻機老大，但之後一直呈現下滑態勢，直至ASML如今統領光刻機近八成市場份額。
實際上，2000年後，由於缺乏新一代157nm激光需要配置的反折射鏡頭技術，這也是讓ASML焦慮的地方。而美國SVG擁有最成熟的157nm光學技術。另外，在美國能源部和幾大芯片巨頭合建的EUV光刻聯盟裡，ASML還只是個小配角。在技術升級戰略的重要關頭，ASML決定報價16億美元收購市值只有10億的SVG。
不過，這次收購同樣遭到美國政府和商會的阻撓，美國外國投資委員會在收購協議上加了一堆條件，其中包括不許收購SVG負責打磨鏡片的子公司Tinsley，以及保證各種技術和人才留在美國等。另外，美國華爾街資本還大舉買入ASML股份實現對該公司控股。如今，ASML的三大股東資本國際集團、貝萊德和英特爾均來自美國。
上述條件讓ASML“順理成章”地成為了半個美國公司。而與此同時，ASML也享受到美國強勁基礎科學帶來的好處，為多年後在EUV一支獨秀做了有力鋪墊。2015年，EUV光刻機可量產的樣機發布。雖然售價高達1.2億美元一臺，但還是收到各半導體廠商諸多訂單，排隊等交貨。
售價1億美元以上的EUV光刻機，該機重達180噸，超過10萬個零件，需要40個集裝箱運輸，安裝調試需要超過一年時間。
中國的後發追趕
在世界半導體起伏浪潮下，中國也開始在核心的光刻機領域追趕。2002年，上海微電子成立。公司致力於半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的研發製造，產品包括前道光刻機、後道封裝光刻機、平板顯示光刻機、檢測設備、搬運設備等。
2006年，上海微電子承接了光刻機國家重大科技專項—— “核高基”02專項的浸沒光刻機關鍵技術預研項目（已通過國家驗收）和90nm光刻機樣機研製（已通過專家組現場測試）任務。另外，中電科45所將從事分步投影光刻機研發任務的團隊整體遷至上海蔘與其中，參與這個項目。
浸沒式光刻機原理
目前，上海微電子前道光刻機實現90nm製程，封裝光刻機市佔率領先。其中，IC後道封裝光刻機國內市場佔有率達到80%，全球市場佔有率40%。此外據傳上海微電子65nm製程設備正在進行整機考核，對65nm的進行升級後就可以做到45nm。
根據瞭解，我國光刻機設備的研製起步也不晚。從上世紀七十年代開始，先後有清華大學精密儀器系、中科學院光電技術研究所、中電科45所投入研製。其中，清華大學精密儀器系研製開發了分步重複自動照相機、圖形發生器、光刻機、電子束曝光機工件臺等半導體設備。另外，中科學院光電技術研究所在1980年研製出首臺光刻機，中電科45所1985年研製我國同類型第一臺 g線1.5um分步投影光刻機等等。
不過，八十年代底，中國開始奉行的“造不如買”的政策，一大批企業紛紛以“貿工技”為指導思想。產業拋卻獨立自主、自力更生的指導方針，盲目對外開放。由於沒有了頂層設計，中國的集成電路在科研，教育以及產業方面出現了脫節：研發方面單打獨鬥，科研成果轉化成產品微乎其微。
儘管中國願意買，但仍然遭到封鎖。在1996年簽訂的《瓦森納協議》框架下，歐美國家最先進的幾代光刻機一直對華禁售。出售的光刻機也都有保留條款，禁止給國內自主CUP 做代工，即使是小批量生產用於科研和國防領域的芯片，也存在一定風險，這很大程度上影響了中國半導體產業的發展。
2000年之後，中國半導體產業幡然醒來。進入了海歸創業和民企崛起的時代。中星微的鄧中翰於1999年回國，中芯的張汝京於2000年回國，展訊的武平和陳大同於2001年回國，芯原的戴偉民於2002年回國，兆易的朱一明於2004年回國。他們帶著豐富的經驗和珍貴，湧入了中國半導體產業的大潮。
中國半導體廠商的發展，使得他們需要採購更多光刻機設備，而這推動了國內光刻機發展。目前國內從事集成電路前道製造用光刻機的生產廠商只有上海微電子和中國電科旗下的電科裝備等。不過，儘管上海微電子在後道光刻機在市場上有不俗表現，但在ASML、尼康、佳能統治的前道光刻市場上則幾乎空白。國內的長江存儲、中芯等也選擇了ASML的前道光刻機。要真正實現不被“卡脖子”，這一領域還有待奮發突破。
另外，由於前道光刻機屬於高精尖技術，ASML因其技術優勢而招來了重大竊密案。ASML於5月4日發表聲明指出，加州聖克拉拉市法院判決XTAL竊取其商業機密一案，ASML勝訴，公司將獲得 8.45億美元賠償，並可接手已破產的XTAL的大部分知識產權。而ASML的CEO彼得·韋尼克(Peter Wennink)日前向荷蘭國家電視臺證實，中國政府並沒有針對該公司的“陰謀”，是韓國公司支持針對ASML的間諜活動。
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
由於ASML對半導體新興市場的主動出擊，公司獲得了極大的發展。1999年公司營收首次突破10億歐元，達到12億歐元；而2000年時營收更是翻了兩倍以上，達到27億歐元。此後，ASML在全球市場和光刻技術不斷攻城略地。
在技術方面，半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。這個預言中間改過一次，美國戈登·摩爾博士1965年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而1975年他自己改成每兩年翻倍。但誰也沒想到，光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。
為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸(CD)降低30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1*(λ/NA)，光刻機廠商能做的就是降低波長λ，提高鏡頭的數值孔徑NA，降低綜合因素k1。而當時降低波長λ成為最直接有效的方法。
九十年代末，科學家和產業界提出了各種超越193nm的方案，其中包括157nm F2激光，電子束投射(EPL)，離子投射(IPL)、EUV(13.5nm)和X光，並形成了以下幾大陣營：157nm F2，13.5nm EUV LLC，1nm 接近式X光，0.004nm EBDW或EPL，還有0.00005nm IPL。
不過，以上所有方案和陣營都以失敗告終，它們敗給一個工程上的簡單解決辦法：在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，水可以把193nm的光波長折射成134nm。自此，浸入式光刻成功翻越157nm大關。加上後來不斷改進的高NA鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式光刻機一直做到如今的7nm。
2002年，臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案，這基本上宣判了半導體界正在開發的各種光刻技術方案的死刑，而ASML抓住機會，在一年的時間內就開發出了樣機並在之後推出浸入式產品XT:1700i，該光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%，可以用於45nm量產。世界各大半導體廠商廣為採納，而XT:1700i也成為ASML對尼康、佳能的致命一擊。
林本堅博士
在ASML推出浸入式光刻機XT:1700i的前後腳，尼康也宣佈自己突破完成了157nm產品以及EPL產品樣機。然而，浸入式方案屬於小改進大效果，ASML產品成熟度高，所以很少有廠商去訂尼康的新品。隨後，尼康被迫也宣佈去做浸入式光刻機，但為時已晚。
一方面，光刻機就像印鈔機，材料成本可以忽略不計，而時間就像鑽石一樣珍貴。新產品需要至少1-3年時間由前後道多家廠商通力磨合，哪一家廠商儘早量產就有更多時間去改善問題和提高良率。另一方面，ASML和臺積電的合作也更為緊密，ASML自然深度獲得臺積電的浸入式方案技術。反過來，選擇ASM產品的臺積電、三星、海力士也在之後崛起成為世界三大半導體豪強。
佳能當年的數碼相機稱霸世界、利潤客觀，對一年銷量只有百來臺的光刻機重視不夠。直到現在佳能還在賣350nm和248nm的產品，給液晶面板以及模擬器件廠商供貨。尼康在ASML的阻擊下遭遇了大潰敗，其在2000年前後還是全球光刻機老大，但之後一直呈現下滑態勢，直至ASML如今統領光刻機近八成市場份額。
實際上，2000年後，由於缺乏新一代157nm激光需要配置的反折射鏡頭技術，這也是讓ASML焦慮的地方。而美國SVG擁有最成熟的157nm光學技術。另外，在美國能源部和幾大芯片巨頭合建的EUV光刻聯盟裡，ASML還只是個小配角。在技術升級戰略的重要關頭，ASML決定報價16億美元收購市值只有10億的SVG。
不過，這次收購同樣遭到美國政府和商會的阻撓，美國外國投資委員會在收購協議上加了一堆條件，其中包括不許收購SVG負責打磨鏡片的子公司Tinsley，以及保證各種技術和人才留在美國等。另外，美國華爾街資本還大舉買入ASML股份實現對該公司控股。如今，ASML的三大股東資本國際集團、貝萊德和英特爾均來自美國。
上述條件讓ASML“順理成章”地成為了半個美國公司。而與此同時，ASML也享受到美國強勁基礎科學帶來的好處，為多年後在EUV一支獨秀做了有力鋪墊。2015年，EUV光刻機可量產的樣機發布。雖然售價高達1.2億美元一臺，但還是收到各半導體廠商諸多訂單，排隊等交貨。
售價1億美元以上的EUV光刻機，該機重達180噸，超過10萬個零件，需要40個集裝箱運輸，安裝調試需要超過一年時間。
中國的後發追趕
在世界半導體起伏浪潮下，中國也開始在核心的光刻機領域追趕。2002年，上海微電子成立。公司致力於半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的研發製造，產品包括前道光刻機、後道封裝光刻機、平板顯示光刻機、檢測設備、搬運設備等。
2006年，上海微電子承接了光刻機國家重大科技專項—— “核高基”02專項的浸沒光刻機關鍵技術預研項目（已通過國家驗收）和90nm光刻機樣機研製（已通過專家組現場測試）任務。另外，中電科45所將從事分步投影光刻機研發任務的團隊整體遷至上海蔘與其中，參與這個項目。
浸沒式光刻機原理
目前，上海微電子前道光刻機實現90nm製程，封裝光刻機市佔率領先。其中，IC後道封裝光刻機國內市場佔有率達到80%，全球市場佔有率40%。此外據傳上海微電子65nm製程設備正在進行整機考核，對65nm的進行升級後就可以做到45nm。
根據瞭解，我國光刻機設備的研製起步也不晚。從上世紀七十年代開始，先後有清華大學精密儀器系、中科學院光電技術研究所、中電科45所投入研製。其中，清華大學精密儀器系研製開發了分步重複自動照相機、圖形發生器、光刻機、電子束曝光機工件臺等半導體設備。另外，中科學院光電技術研究所在1980年研製出首臺光刻機，中電科45所1985年研製我國同類型第一臺 g線1.5um分步投影光刻機等等。
不過，八十年代底，中國開始奉行的“造不如買”的政策，一大批企業紛紛以“貿工技”為指導思想。產業拋卻獨立自主、自力更生的指導方針，盲目對外開放。由於沒有了頂層設計，中國的集成電路在科研，教育以及產業方面出現了脫節：研發方面單打獨鬥，科研成果轉化成產品微乎其微。
儘管中國願意買，但仍然遭到封鎖。在1996年簽訂的《瓦森納協議》框架下，歐美國家最先進的幾代光刻機一直對華禁售。出售的光刻機也都有保留條款，禁止給國內自主CUP 做代工，即使是小批量生產用於科研和國防領域的芯片，也存在一定風險，這很大程度上影響了中國半導體產業的發展。
2000年之後，中國半導體產業幡然醒來。進入了海歸創業和民企崛起的時代。中星微的鄧中翰於1999年回國，中芯的張汝京於2000年回國，展訊的武平和陳大同於2001年回國，芯原的戴偉民於2002年回國，兆易的朱一明於2004年回國。他們帶著豐富的經驗和珍貴，湧入了中國半導體產業的大潮。
中國半導體廠商的發展，使得他們需要採購更多光刻機設備，而這推動了國內光刻機發展。目前國內從事集成電路前道製造用光刻機的生產廠商只有上海微電子和中國電科旗下的電科裝備等。不過，儘管上海微電子在後道光刻機在市場上有不俗表現，但在ASML、尼康、佳能統治的前道光刻市場上則幾乎空白。國內的長江存儲、中芯等也選擇了ASML的前道光刻機。要真正實現不被“卡脖子”，這一領域還有待奮發突破。
另外，由於前道光刻機屬於高精尖技術，ASML因其技術優勢而招來了重大竊密案。ASML於5月4日發表聲明指出，加州聖克拉拉市法院判決XTAL竊取其商業機密一案，ASML勝訴，公司將獲得 8.45億美元賠償，並可接手已破產的XTAL的大部分知識產權。而ASML的CEO彼得·韋尼克(Peter Wennink)日前向荷蘭國家電視臺證實，中國政府並沒有針對該公司的“陰謀”，是韓國公司支持針對ASML的間諜活動。
中國科技產業曾不少落後於西方，但在統籌建設下實現了快速追趕和不少超越。目前，上海已建成中國集成電路產業的“橋頭堡”。7月16日，上海市經濟和信息化委員會發布《上海市智能製造行動計劃（2019-2021年）》。其中包括在集成電路領域，推動光刻機、刻蝕機等關鍵技術裝備研製和產業化，提升芯片製造產業鏈的智能化和自主可控水平。由此預見，國產光刻機將在政策指引下“集中力量”進一步發展。
可以看出，光刻機首先被美國公司發明出來並賺了一波錢後，產業基本上在美國、日本和歐洲各地打轉，這些玩家互鬥同時也掏走了世界各地半導體廠商的腰包。而在此後，美國對日本、荷蘭廠商的傲慢最終“自食其果”，在芯片業製造價值鏈頂端落幕。如今，中國、韓國等仍在尋找發展光刻機的機會。其中，上海微電子已崛起為重要新生力量，或許，歷史的偶然和必然也能讓它成為下一個ASML而“燎原”呢。
附錄：光刻工藝的過程
第一步 鋪膠
涉及流體力學、表面物理和化學
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
由於ASML對半導體新興市場的主動出擊，公司獲得了極大的發展。1999年公司營收首次突破10億歐元，達到12億歐元；而2000年時營收更是翻了兩倍以上，達到27億歐元。此後，ASML在全球市場和光刻技術不斷攻城略地。
在技術方面，半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。這個預言中間改過一次，美國戈登·摩爾博士1965年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而1975年他自己改成每兩年翻倍。但誰也沒想到，光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。
為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸(CD)降低30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1*(λ/NA)，光刻機廠商能做的就是降低波長λ，提高鏡頭的數值孔徑NA，降低綜合因素k1。而當時降低波長λ成為最直接有效的方法。
九十年代末，科學家和產業界提出了各種超越193nm的方案，其中包括157nm F2激光，電子束投射(EPL)，離子投射(IPL)、EUV(13.5nm)和X光，並形成了以下幾大陣營：157nm F2，13.5nm EUV LLC，1nm 接近式X光，0.004nm EBDW或EPL，還有0.00005nm IPL。
不過，以上所有方案和陣營都以失敗告終，它們敗給一個工程上的簡單解決辦法：在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，水可以把193nm的光波長折射成134nm。自此，浸入式光刻成功翻越157nm大關。加上後來不斷改進的高NA鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式光刻機一直做到如今的7nm。
2002年，臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案，這基本上宣判了半導體界正在開發的各種光刻技術方案的死刑，而ASML抓住機會，在一年的時間內就開發出了樣機並在之後推出浸入式產品XT:1700i，該光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%，可以用於45nm量產。世界各大半導體廠商廣為採納，而XT:1700i也成為ASML對尼康、佳能的致命一擊。
林本堅博士
在ASML推出浸入式光刻機XT:1700i的前後腳，尼康也宣佈自己突破完成了157nm產品以及EPL產品樣機。然而，浸入式方案屬於小改進大效果，ASML產品成熟度高，所以很少有廠商去訂尼康的新品。隨後，尼康被迫也宣佈去做浸入式光刻機，但為時已晚。
一方面，光刻機就像印鈔機，材料成本可以忽略不計，而時間就像鑽石一樣珍貴。新產品需要至少1-3年時間由前後道多家廠商通力磨合，哪一家廠商儘早量產就有更多時間去改善問題和提高良率。另一方面，ASML和臺積電的合作也更為緊密，ASML自然深度獲得臺積電的浸入式方案技術。反過來，選擇ASM產品的臺積電、三星、海力士也在之後崛起成為世界三大半導體豪強。
佳能當年的數碼相機稱霸世界、利潤客觀，對一年銷量只有百來臺的光刻機重視不夠。直到現在佳能還在賣350nm和248nm的產品，給液晶面板以及模擬器件廠商供貨。尼康在ASML的阻擊下遭遇了大潰敗，其在2000年前後還是全球光刻機老大，但之後一直呈現下滑態勢，直至ASML如今統領光刻機近八成市場份額。
實際上，2000年後，由於缺乏新一代157nm激光需要配置的反折射鏡頭技術，這也是讓ASML焦慮的地方。而美國SVG擁有最成熟的157nm光學技術。另外，在美國能源部和幾大芯片巨頭合建的EUV光刻聯盟裡，ASML還只是個小配角。在技術升級戰略的重要關頭，ASML決定報價16億美元收購市值只有10億的SVG。
不過，這次收購同樣遭到美國政府和商會的阻撓，美國外國投資委員會在收購協議上加了一堆條件，其中包括不許收購SVG負責打磨鏡片的子公司Tinsley，以及保證各種技術和人才留在美國等。另外，美國華爾街資本還大舉買入ASML股份實現對該公司控股。如今，ASML的三大股東資本國際集團、貝萊德和英特爾均來自美國。
上述條件讓ASML“順理成章”地成為了半個美國公司。而與此同時，ASML也享受到美國強勁基礎科學帶來的好處，為多年後在EUV一支獨秀做了有力鋪墊。2015年，EUV光刻機可量產的樣機發布。雖然售價高達1.2億美元一臺，但還是收到各半導體廠商諸多訂單，排隊等交貨。
售價1億美元以上的EUV光刻機，該機重達180噸，超過10萬個零件，需要40個集裝箱運輸，安裝調試需要超過一年時間。
中國的後發追趕
在世界半導體起伏浪潮下，中國也開始在核心的光刻機領域追趕。2002年，上海微電子成立。公司致力於半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的研發製造，產品包括前道光刻機、後道封裝光刻機、平板顯示光刻機、檢測設備、搬運設備等。
2006年，上海微電子承接了光刻機國家重大科技專項—— “核高基”02專項的浸沒光刻機關鍵技術預研項目（已通過國家驗收）和90nm光刻機樣機研製（已通過專家組現場測試）任務。另外，中電科45所將從事分步投影光刻機研發任務的團隊整體遷至上海蔘與其中，參與這個項目。
浸沒式光刻機原理
目前，上海微電子前道光刻機實現90nm製程，封裝光刻機市佔率領先。其中，IC後道封裝光刻機國內市場佔有率達到80%，全球市場佔有率40%。此外據傳上海微電子65nm製程設備正在進行整機考核，對65nm的進行升級後就可以做到45nm。
根據瞭解，我國光刻機設備的研製起步也不晚。從上世紀七十年代開始，先後有清華大學精密儀器系、中科學院光電技術研究所、中電科45所投入研製。其中，清華大學精密儀器系研製開發了分步重複自動照相機、圖形發生器、光刻機、電子束曝光機工件臺等半導體設備。另外，中科學院光電技術研究所在1980年研製出首臺光刻機，中電科45所1985年研製我國同類型第一臺 g線1.5um分步投影光刻機等等。
不過，八十年代底，中國開始奉行的“造不如買”的政策，一大批企業紛紛以“貿工技”為指導思想。產業拋卻獨立自主、自力更生的指導方針，盲目對外開放。由於沒有了頂層設計，中國的集成電路在科研，教育以及產業方面出現了脫節：研發方面單打獨鬥，科研成果轉化成產品微乎其微。
儘管中國願意買，但仍然遭到封鎖。在1996年簽訂的《瓦森納協議》框架下，歐美國家最先進的幾代光刻機一直對華禁售。出售的光刻機也都有保留條款，禁止給國內自主CUP 做代工，即使是小批量生產用於科研和國防領域的芯片，也存在一定風險，這很大程度上影響了中國半導體產業的發展。
2000年之後，中國半導體產業幡然醒來。進入了海歸創業和民企崛起的時代。中星微的鄧中翰於1999年回國，中芯的張汝京於2000年回國，展訊的武平和陳大同於2001年回國，芯原的戴偉民於2002年回國，兆易的朱一明於2004年回國。他們帶著豐富的經驗和珍貴，湧入了中國半導體產業的大潮。
中國半導體廠商的發展，使得他們需要採購更多光刻機設備，而這推動了國內光刻機發展。目前國內從事集成電路前道製造用光刻機的生產廠商只有上海微電子和中國電科旗下的電科裝備等。不過，儘管上海微電子在後道光刻機在市場上有不俗表現，但在ASML、尼康、佳能統治的前道光刻市場上則幾乎空白。國內的長江存儲、中芯等也選擇了ASML的前道光刻機。要真正實現不被“卡脖子”，這一領域還有待奮發突破。
另外，由於前道光刻機屬於高精尖技術，ASML因其技術優勢而招來了重大竊密案。ASML於5月4日發表聲明指出，加州聖克拉拉市法院判決XTAL竊取其商業機密一案，ASML勝訴，公司將獲得 8.45億美元賠償，並可接手已破產的XTAL的大部分知識產權。而ASML的CEO彼得·韋尼克(Peter Wennink)日前向荷蘭國家電視臺證實，中國政府並沒有針對該公司的“陰謀”，是韓國公司支持針對ASML的間諜活動。
中國科技產業曾不少落後於西方，但在統籌建設下實現了快速追趕和不少超越。目前，上海已建成中國集成電路產業的“橋頭堡”。7月16日，上海市經濟和信息化委員會發布《上海市智能製造行動計劃（2019-2021年）》。其中包括在集成電路領域，推動光刻機、刻蝕機等關鍵技術裝備研製和產業化，提升芯片製造產業鏈的智能化和自主可控水平。由此預見，國產光刻機將在政策指引下“集中力量”進一步發展。
可以看出，光刻機首先被美國公司發明出來並賺了一波錢後，產業基本上在美國、日本和歐洲各地打轉，這些玩家互鬥同時也掏走了世界各地半導體廠商的腰包。而在此後，美國對日本、荷蘭廠商的傲慢最終“自食其果”，在芯片業製造價值鏈頂端落幕。如今，中國、韓國等仍在尋找發展光刻機的機會。其中，上海微電子已崛起為重要新生力量，或許，歷史的偶然和必然也能讓它成為下一個ASML而“燎原”呢。
附錄：光刻工藝的過程
第一步 鋪膠
涉及流體力學、表面物理和化學
第二步 量測與曝光
量測
涉及 光學、數學
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
由於ASML對半導體新興市場的主動出擊，公司獲得了極大的發展。1999年公司營收首次突破10億歐元，達到12億歐元；而2000年時營收更是翻了兩倍以上，達到27億歐元。此後，ASML在全球市場和光刻技術不斷攻城略地。
在技術方面，半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。這個預言中間改過一次，美國戈登·摩爾博士1965年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而1975年他自己改成每兩年翻倍。但誰也沒想到，光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。
為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸(CD)降低30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1*(λ/NA)，光刻機廠商能做的就是降低波長λ，提高鏡頭的數值孔徑NA，降低綜合因素k1。而當時降低波長λ成為最直接有效的方法。
九十年代末，科學家和產業界提出了各種超越193nm的方案，其中包括157nm F2激光，電子束投射(EPL)，離子投射(IPL)、EUV(13.5nm)和X光，並形成了以下幾大陣營：157nm F2，13.5nm EUV LLC，1nm 接近式X光，0.004nm EBDW或EPL，還有0.00005nm IPL。
不過，以上所有方案和陣營都以失敗告終，它們敗給一個工程上的簡單解決辦法：在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，水可以把193nm的光波長折射成134nm。自此，浸入式光刻成功翻越157nm大關。加上後來不斷改進的高NA鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式光刻機一直做到如今的7nm。
2002年，臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案，這基本上宣判了半導體界正在開發的各種光刻技術方案的死刑，而ASML抓住機會，在一年的時間內就開發出了樣機並在之後推出浸入式產品XT:1700i，該光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%，可以用於45nm量產。世界各大半導體廠商廣為採納，而XT:1700i也成為ASML對尼康、佳能的致命一擊。
林本堅博士
在ASML推出浸入式光刻機XT:1700i的前後腳，尼康也宣佈自己突破完成了157nm產品以及EPL產品樣機。然而，浸入式方案屬於小改進大效果，ASML產品成熟度高，所以很少有廠商去訂尼康的新品。隨後，尼康被迫也宣佈去做浸入式光刻機，但為時已晚。
一方面，光刻機就像印鈔機，材料成本可以忽略不計，而時間就像鑽石一樣珍貴。新產品需要至少1-3年時間由前後道多家廠商通力磨合，哪一家廠商儘早量產就有更多時間去改善問題和提高良率。另一方面，ASML和臺積電的合作也更為緊密，ASML自然深度獲得臺積電的浸入式方案技術。反過來，選擇ASM產品的臺積電、三星、海力士也在之後崛起成為世界三大半導體豪強。
佳能當年的數碼相機稱霸世界、利潤客觀，對一年銷量只有百來臺的光刻機重視不夠。直到現在佳能還在賣350nm和248nm的產品，給液晶面板以及模擬器件廠商供貨。尼康在ASML的阻擊下遭遇了大潰敗，其在2000年前後還是全球光刻機老大，但之後一直呈現下滑態勢，直至ASML如今統領光刻機近八成市場份額。
實際上，2000年後，由於缺乏新一代157nm激光需要配置的反折射鏡頭技術，這也是讓ASML焦慮的地方。而美國SVG擁有最成熟的157nm光學技術。另外，在美國能源部和幾大芯片巨頭合建的EUV光刻聯盟裡，ASML還只是個小配角。在技術升級戰略的重要關頭，ASML決定報價16億美元收購市值只有10億的SVG。
不過，這次收購同樣遭到美國政府和商會的阻撓，美國外國投資委員會在收購協議上加了一堆條件，其中包括不許收購SVG負責打磨鏡片的子公司Tinsley，以及保證各種技術和人才留在美國等。另外，美國華爾街資本還大舉買入ASML股份實現對該公司控股。如今，ASML的三大股東資本國際集團、貝萊德和英特爾均來自美國。
上述條件讓ASML“順理成章”地成為了半個美國公司。而與此同時，ASML也享受到美國強勁基礎科學帶來的好處，為多年後在EUV一支獨秀做了有力鋪墊。2015年，EUV光刻機可量產的樣機發布。雖然售價高達1.2億美元一臺，但還是收到各半導體廠商諸多訂單，排隊等交貨。
售價1億美元以上的EUV光刻機，該機重達180噸，超過10萬個零件，需要40個集裝箱運輸，安裝調試需要超過一年時間。
中國的後發追趕
在世界半導體起伏浪潮下，中國也開始在核心的光刻機領域追趕。2002年，上海微電子成立。公司致力於半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的研發製造，產品包括前道光刻機、後道封裝光刻機、平板顯示光刻機、檢測設備、搬運設備等。
2006年，上海微電子承接了光刻機國家重大科技專項—— “核高基”02專項的浸沒光刻機關鍵技術預研項目（已通過國家驗收）和90nm光刻機樣機研製（已通過專家組現場測試）任務。另外，中電科45所將從事分步投影光刻機研發任務的團隊整體遷至上海蔘與其中，參與這個項目。
浸沒式光刻機原理
目前，上海微電子前道光刻機實現90nm製程，封裝光刻機市佔率領先。其中，IC後道封裝光刻機國內市場佔有率達到80%，全球市場佔有率40%。此外據傳上海微電子65nm製程設備正在進行整機考核，對65nm的進行升級後就可以做到45nm。
根據瞭解，我國光刻機設備的研製起步也不晚。從上世紀七十年代開始，先後有清華大學精密儀器系、中科學院光電技術研究所、中電科45所投入研製。其中，清華大學精密儀器系研製開發了分步重複自動照相機、圖形發生器、光刻機、電子束曝光機工件臺等半導體設備。另外，中科學院光電技術研究所在1980年研製出首臺光刻機，中電科45所1985年研製我國同類型第一臺 g線1.5um分步投影光刻機等等。
不過，八十年代底，中國開始奉行的“造不如買”的政策，一大批企業紛紛以“貿工技”為指導思想。產業拋卻獨立自主、自力更生的指導方針，盲目對外開放。由於沒有了頂層設計，中國的集成電路在科研，教育以及產業方面出現了脫節：研發方面單打獨鬥，科研成果轉化成產品微乎其微。
儘管中國願意買，但仍然遭到封鎖。在1996年簽訂的《瓦森納協議》框架下，歐美國家最先進的幾代光刻機一直對華禁售。出售的光刻機也都有保留條款，禁止給國內自主CUP 做代工，即使是小批量生產用於科研和國防領域的芯片，也存在一定風險，這很大程度上影響了中國半導體產業的發展。
2000年之後，中國半導體產業幡然醒來。進入了海歸創業和民企崛起的時代。中星微的鄧中翰於1999年回國，中芯的張汝京於2000年回國，展訊的武平和陳大同於2001年回國，芯原的戴偉民於2002年回國，兆易的朱一明於2004年回國。他們帶著豐富的經驗和珍貴，湧入了中國半導體產業的大潮。
中國半導體廠商的發展，使得他們需要採購更多光刻機設備，而這推動了國內光刻機發展。目前國內從事集成電路前道製造用光刻機的生產廠商只有上海微電子和中國電科旗下的電科裝備等。不過，儘管上海微電子在後道光刻機在市場上有不俗表現，但在ASML、尼康、佳能統治的前道光刻市場上則幾乎空白。國內的長江存儲、中芯等也選擇了ASML的前道光刻機。要真正實現不被“卡脖子”，這一領域還有待奮發突破。
另外，由於前道光刻機屬於高精尖技術，ASML因其技術優勢而招來了重大竊密案。ASML於5月4日發表聲明指出，加州聖克拉拉市法院判決XTAL竊取其商業機密一案，ASML勝訴，公司將獲得 8.45億美元賠償，並可接手已破產的XTAL的大部分知識產權。而ASML的CEO彼得·韋尼克(Peter Wennink)日前向荷蘭國家電視臺證實，中國政府並沒有針對該公司的“陰謀”，是韓國公司支持針對ASML的間諜活動。
中國科技產業曾不少落後於西方，但在統籌建設下實現了快速追趕和不少超越。目前，上海已建成中國集成電路產業的“橋頭堡”。7月16日，上海市經濟和信息化委員會發布《上海市智能製造行動計劃（2019-2021年）》。其中包括在集成電路領域，推動光刻機、刻蝕機等關鍵技術裝備研製和產業化，提升芯片製造產業鏈的智能化和自主可控水平。由此預見，國產光刻機將在政策指引下“集中力量”進一步發展。
可以看出，光刻機首先被美國公司發明出來並賺了一波錢後，產業基本上在美國、日本和歐洲各地打轉，這些玩家互鬥同時也掏走了世界各地半導體廠商的腰包。而在此後，美國對日本、荷蘭廠商的傲慢最終“自食其果”，在芯片業製造價值鏈頂端落幕。如今，中國、韓國等仍在尋找發展光刻機的機會。其中，上海微電子已崛起為重要新生力量，或許，歷史的偶然和必然也能讓它成為下一個ASML而“燎原”呢。
附錄：光刻工藝的過程
第一步 鋪膠
涉及流體力學、表面物理和化學
第二步 量測與曝光
量測
涉及 光學、數學
曝光
涉及 光學、數學、高分子物理與化學、表面物理與化學
原創： 陳興華
不起眼的“小人物”也能崛起為“大人物”，這樣的通俗道理同樣發生在一家荷蘭光刻機公司——ASML（阿斯麥）身上。
上世紀八十年代初，飛利浦在實驗室裡研發出stepper（自動化步進式光刻機）原型，而當時，由於這款原型機不夠成熟，以及光刻機市場太小，飛利浦去美國和P&E、GCA、Cobilt、IBM等公司談了一圈也沒人願意合作。
後來，荷蘭本土ASM International公司聞訊主動要求與飛利浦合作，不過後者認為ASM只有半導體前後道的經驗，而且“體量太小”玩不了光刻機。但在ASM老闆Arthur Del Prado苦苦追求下，雙方談判一年多後，決定各出資210萬美元成立佔股50:50的合資公司ASML。
然而，1984年4月1日ASML成立時，飛利浦狡猾地把十六臺還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資，也沒有再撥付經費，甚至不提供辦公室。31個ASML初期員工就在飛利浦大廈外的簡易木棚房辦公。
ASML最早成立時的簡易平房，後面的玻璃大廈是飛利浦
另一方面，同樣在八十年代初，為了不被強勁發展的美日甩開距離，歐洲共同體在高科技領域推出政府資助主導的“尤里卡計劃”。在這個計劃框架內，關於集成電路的子計劃叫做JESSI，而JESSI裡面最重要的一個項目叫做MEGA。
飛利浦和德國的西門子是MEGA項目的核心主導。兩大巨頭計劃五年內各出資約15億馬克，其中兩國政府資助約5億馬克，目標是在八十年代末趕上日本人。不過，考慮到內存業投資巨大和風險巨大，兩個公司進行了分工：飛利浦負責SRAM，西門子負責DRAM。
也是在1984年，MEGA項目正式啟動。西門子採取直接引進日本的技術，包括東芝DRAM技術、佳能光刻機等，並於1987年順利量產了1Mb DRAM，且業務蒸蒸日上。然而，由於SRAM的市場需求不旺，以及英特爾把它集成到CPU裡（cache緩存）。這導致飛利浦的年產能足夠當時全球用三到四年，其SRAM項目最終失敗。
此後，虧了血本的飛利浦開始將戰略眼光轉向東亞，於1987年與臺灣“政府”資助1億美元的工研院成立合資公司——臺積電，佔股為27.5%。飛利浦孤注一擲，毫無保留地把MEGA生產線開放給臺積電學習，然後再原封不動地把整條生產線搬到臺灣給臺積電。事實證明，飛利浦之後從這項合作中獲益頗豐。
不過，值得注意的是，在1988年底臺積電生產線快裝好的時候，發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML，並重新下了17臺新機的訂單。ASML剛好資金非常緊缺，這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司，成了當時ASML最大的客戶。
實際上，八十年代末正值半導體市場大滑坡，導致一眾美國光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題，紛紛破產或倒下。但也許時勢造英雄，某種程度上，飛利浦在MEGA項目上的失敗催生了臺積電，而臺積電的一場大火扭轉了ASML的命運。
經過如此因緣巧合、互相扶持，ASML和臺積電從兩個當時默默無聞的小公司崛起成如今的半導體行業絕代雙驕。他們的運數夾帶著歷史的偶然和圖騰下的必然，而歷史遺棄了飛利浦和美國公司的“傲慢與偏見”。
美國的“先發”和謝幕
二戰結束後不久。1947年，美國貝爾實驗室發明第一隻點接觸晶體管。八年後，貝爾實驗室再使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。自此，光刻技術開始萌生髮展。早期的晶體管計算機，主要應用在軍事領域。
到了六十年代初，仙童半導體發明了至今仍在使用的掩膜版曝光刻蝕技術，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路產線。這使得計算機具備體積更小、適用，性能更優秀的可能，在這之前，諸如IBM的701和650系列計算機均是使用電子管的龐然大物。使用晶體管的計算機有所改善，但也不甚理想。
IBM選擇了仙童半導體的光刻工藝和產線，併為IBM360計算機投入總計50億美元，這一金額是美國研製第一顆原子彈曼哈頓工程的2.5倍。1964年4月7日，IBM360的六個型號推出約一年半後，於1966年底IBM公司年收入超過了40億，純利潤高達10億美元，躍升美國十大公司行列。五年內IBM360共售出了32300臺，創造了當時電腦銷售奇蹟。
IBM360被譽為“改變人類生活”的偉大發明，它的巨大成功反過來推動了美國、日本等廠商的光刻技術和集成電路產業發展。當時，冷戰正進行到關鍵時候，美國對半導體和集成電路的需求越來越大，美國國內供應短缺。日本利用這個機會迅速接過該產業。而此前日本半導體應用主要在收音機領域，美國根本不予重視。六十年代末，意在電子產業圖騰的日本尼康和佳能開始進入光刻領域。
IBM360計算機
不過，那時的掩膜版是1:1尺寸緊貼在晶圓片上，而晶圓也多隻有1英寸大小。光刻還算不上高科技，半導體公司通常自己設計工裝和工具，只有GCA、K&S和Kasper等少數公司做過一些相關設備。比如GCA公司開發的光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
七十年代初，光刻機技術更多集中在如何保證十個甚至更多個掩膜版精準地套刻在一起。之後，美國公司開始競賽。Kasper儀器公司首先推出了接觸式對齊機臺，並藉此取得了領先，Cobilt公司則開發出了自動生產線。但接觸式機臺後來很快被接近式機臺所淘汰，因為掩膜和光刻膠多次碰到一起太容易汙染。
此外，當時拿到美國軍方投資的Perkin Elmer公司推出了投影式光刻系統，搭配正性光刻膠極為好用而且良率頗高，因此迅速佔領了市場。1978年，GCA公司推出真正現代意義的自動化步進式光刻機(Stepper)，通俗一點說是機器曝光完一塊挪個位置再刻下一塊，實現“自動化”，其分辨率比投影式高5倍，達到1微米。
不過，由於剛開始Stepper生產效率相對不高，Perkin Elmer在後面很長一段時間仍處於主導地位。80年代一開始，GCA的Stepper還稍微領先，但很快尼康發售了自己首臺商用Stepper NSR-1010G，擁有更先進的光學系統，而且極大提高了產能。
八十年代，儘管美國光刻機廠商“群雄爭霸”，但光刻機市場仍仍未成熟，還只是一個小市場，一年賣幾十臺的公司就算大廠。同時因為半導體廠商相對固定，一臺機器能用很多年。這導致哪家的機器落後一點，就沒人願意買。技術領先成為奪取市場的關鍵，贏家通吃。
GCA和尼康一起擠壓了其它廠商的份額，尤其是Perkin Elmer的投影式光刻。P&E的市場份額從80年超過三成快速跌到84年不到5%。但是，由於GCA的鏡片組來自德國蔡司，不像尼康自己擁有鏡頭技術，合作方面的磨合問題使得GCA產品更新方面一直落後了半拍。
1982年，尼康在硅谷設立尼康精機，開始從GCA手裡奪下一個接一個大客戶：IBM、Intel、TI、AMD等。在日本國內，半導體產業大發展，東京電子、 NEC、東芝等廠商的採購也推動了尼康的發展。兩年後，尼康已經和GCA平起平坐，各享三成市佔率。Ultratech佔約一成，Eaton、P&E、佳能、日立等剩下幾家每家都不到5%。
光刻機的發展經歷了2000年前的接觸式光刻機、接近式光刻機，投影式光刻機，步進式光刻機，步進式掃描光刻機，到2000後的浸入式光刻機和EUV光刻機
糟糕的是，1986年前後半導體市場大滑坡，此前在世界範圍內強勢崛起的日本NEC、東芝和日立等開始收縮，三星則在政府資助下利用“反週期規律”收割市場，這導致美國絕大多數光刻機廠商都碰到嚴重的財務問題。同期，GCA和P&E的新產品開發都停滯了下來。但美國人顯然不會就此罷休，於1986年和1991年兩度逼迫日本簽訂有利美國的《半導體協定》。
利用“政治手腕”的美國半導體並沒有迅速改善，而在光刻機廠商中，1988年GCA資金嚴重匱乏被General Signal收購，又過了幾年GCA找不到買主被關閉。General Signal旗下另外一家Ultratech最終被MBO收購，但是規模也不大。1990年，P&E光刻部也支撐不下去被賣給SVG。美國的光刻機時代宣告結束。
不過，當時日本的半導體產業由於內部問題、行業蕭條和美國、韓國的外部衝擊，開始走向了衰敗，但日本的光刻機仍然佔據優勢。1980年還佔據大半壁江山的美國三雄，到八十年代末地位完全被日本“微影雙雄”取代。
日本、荷蘭爭霸
九十年代的光刻機市場，實際是尼康、佳能與新晉的ASML的競爭。雖然ASML的光刻機初期銷量慘淡，第一年只售出一臺，但最終還是獲得飛利浦的支撐。此時，尼康和佳能仍在“收拾”美國市場。而ASML著重開發新興市場，先後於香港設立地區總部，於韓國設立辦事處，並且活躍在中國內地、俄羅斯等地
推出兩代光刻機後，1994年ASML的市場份額只有18%，但設計超前的8英寸PAS5500成為扭轉時局的重要產品，另外1995年的IPO也給ASML插上了翅膀。率先採用PAS5500的臺積電、三星和現代(後來的Hynix)很快決定幾乎全部光刻改用ASML。
由於ASML對半導體新興市場的主動出擊，公司獲得了極大的發展。1999年公司營收首次突破10億歐元，達到12億歐元；而2000年時營收更是翻了兩倍以上，達到27億歐元。此後，ASML在全球市場和光刻技術不斷攻城略地。
在技術方面，半導體領域的原生驅動力是摩爾定律。這個預言中間改過一次，美國戈登·摩爾博士1965年最早的預言是集成電路密度每年翻倍，而1975年他自己改成每兩年翻倍。但誰也沒想到，光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。
為了實現摩爾定律，光刻技術就需要每兩年把曝光關鍵尺寸(CD)降低30%-50%。根據瑞利公式：CD=k1*(λ/NA)，光刻機廠商能做的就是降低波長λ，提高鏡頭的數值孔徑NA，降低綜合因素k1。而當時降低波長λ成為最直接有效的方法。
九十年代末，科學家和產業界提出了各種超越193nm的方案，其中包括157nm F2激光，電子束投射(EPL)，離子投射(IPL)、EUV(13.5nm)和X光，並形成了以下幾大陣營：157nm F2，13.5nm EUV LLC，1nm 接近式X光，0.004nm EBDW或EPL，還有0.00005nm IPL。
不過，以上所有方案和陣營都以失敗告終，它們敗給一個工程上的簡單解決辦法：在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，水可以把193nm的光波長折射成134nm。自此，浸入式光刻成功翻越157nm大關。加上後來不斷改進的高NA鏡頭、多光罩、FinFET、Pitch-split、波段靈敏的光刻膠等技術，浸入式光刻機一直做到如今的7nm。
2002年，臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案，這基本上宣判了半導體界正在開發的各種光刻技術方案的死刑，而ASML抓住機會，在一年的時間內就開發出了樣機並在之後推出浸入式產品XT:1700i，該光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%，可以用於45nm量產。世界各大半導體廠商廣為採納，而XT:1700i也成為ASML對尼康、佳能的致命一擊。
林本堅博士
在ASML推出浸入式光刻機XT:1700i的前後腳，尼康也宣佈自己突破完成了157nm產品以及EPL產品樣機。然而，浸入式方案屬於小改進大效果，ASML產品成熟度高，所以很少有廠商去訂尼康的新品。隨後，尼康被迫也宣佈去做浸入式光刻機，但為時已晚。
一方面，光刻機就像印鈔機，材料成本可以忽略不計，而時間就像鑽石一樣珍貴。新產品需要至少1-3年時間由前後道多家廠商通力磨合，哪一家廠商儘早量產就有更多時間去改善問題和提高良率。另一方面，ASML和臺積電的合作也更為緊密，ASML自然深度獲得臺積電的浸入式方案技術。反過來，選擇ASM產品的臺積電、三星、海力士也在之後崛起成為世界三大半導體豪強。
佳能當年的數碼相機稱霸世界、利潤客觀，對一年銷量只有百來臺的光刻機重視不夠。直到現在佳能還在賣350nm和248nm的產品，給液晶面板以及模擬器件廠商供貨。尼康在ASML的阻擊下遭遇了大潰敗，其在2000年前後還是全球光刻機老大，但之後一直呈現下滑態勢，直至ASML如今統領光刻機近八成市場份額。
實際上，2000年後，由於缺乏新一代157nm激光需要配置的反折射鏡頭技術，這也是讓ASML焦慮的地方。而美國SVG擁有最成熟的157nm光學技術。另外，在美國能源部和幾大芯片巨頭合建的EUV光刻聯盟裡，ASML還只是個小配角。在技術升級戰略的重要關頭，ASML決定報價16億美元收購市值只有10億的SVG。
不過，這次收購同樣遭到美國政府和商會的阻撓，美國外國投資委員會在收購協議上加了一堆條件，其中包括不許收購SVG負責打磨鏡片的子公司Tinsley，以及保證各種技術和人才留在美國等。另外，美國華爾街資本還大舉買入ASML股份實現對該公司控股。如今，ASML的三大股東資本國際集團、貝萊德和英特爾均來自美國。
上述條件讓ASML“順理成章”地成為了半個美國公司。而與此同時，ASML也享受到美國強勁基礎科學帶來的好處，為多年後在EUV一支獨秀做了有力鋪墊。2015年，EUV光刻機可量產的樣機發布。雖然售價高達1.2億美元一臺，但還是收到各半導體廠商諸多訂單，排隊等交貨。
售價1億美元以上的EUV光刻機，該機重達180噸，超過10萬個零件，需要40個集裝箱運輸，安裝調試需要超過一年時間。
中國的後發追趕
在世界半導體起伏浪潮下，中國也開始在核心的光刻機領域追趕。2002年，上海微電子成立。公司致力於半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的研發製造，產品包括前道光刻機、後道封裝光刻機、平板顯示光刻機、檢測設備、搬運設備等。
2006年，上海微電子承接了光刻機國家重大科技專項—— “核高基”02專項的浸沒光刻機關鍵技術預研項目（已通過國家驗收）和90nm光刻機樣機研製（已通過專家組現場測試）任務。另外，中電科45所將從事分步投影光刻機研發任務的團隊整體遷至上海蔘與其中，參與這個項目。
浸沒式光刻機原理
目前，上海微電子前道光刻機實現90nm製程，封裝光刻機市佔率領先。其中，IC後道封裝光刻機國內市場佔有率達到80%，全球市場佔有率40%。此外據傳上海微電子65nm製程設備正在進行整機考核，對65nm的進行升級後就可以做到45nm。
根據瞭解，我國光刻機設備的研製起步也不晚。從上世紀七十年代開始，先後有清華大學精密儀器系、中科學院光電技術研究所、中電科45所投入研製。其中，清華大學精密儀器系研製開發了分步重複自動照相機、圖形發生器、光刻機、電子束曝光機工件臺等半導體設備。另外，中科學院光電技術研究所在1980年研製出首臺光刻機，中電科45所1985年研製我國同類型第一臺 g線1.5um分步投影光刻機等等。
不過，八十年代底，中國開始奉行的“造不如買”的政策，一大批企業紛紛以“貿工技”為指導思想。產業拋卻獨立自主、自力更生的指導方針，盲目對外開放。由於沒有了頂層設計，中國的集成電路在科研，教育以及產業方面出現了脫節：研發方面單打獨鬥，科研成果轉化成產品微乎其微。
儘管中國願意買，但仍然遭到封鎖。在1996年簽訂的《瓦森納協議》框架下，歐美國家最先進的幾代光刻機一直對華禁售。出售的光刻機也都有保留條款，禁止給國內自主CUP 做代工，即使是小批量生產用於科研和國防領域的芯片，也存在一定風險，這很大程度上影響了中國半導體產業的發展。
2000年之後，中國半導體產業幡然醒來。進入了海歸創業和民企崛起的時代。中星微的鄧中翰於1999年回國，中芯的張汝京於2000年回國，展訊的武平和陳大同於2001年回國，芯原的戴偉民於2002年回國，兆易的朱一明於2004年回國。他們帶著豐富的經驗和珍貴，湧入了中國半導體產業的大潮。
中國半導體廠商的發展，使得他們需要採購更多光刻機設備，而這推動了國內光刻機發展。目前國內從事集成電路前道製造用光刻機的生產廠商只有上海微電子和中國電科旗下的電科裝備等。不過，儘管上海微電子在後道光刻機在市場上有不俗表現，但在ASML、尼康、佳能統治的前道光刻市場上則幾乎空白。國內的長江存儲、中芯等也選擇了ASML的前道光刻機。要真正實現不被“卡脖子”，這一領域還有待奮發突破。
另外，由於前道光刻機屬於高精尖技術，ASML因其技術優勢而招來了重大竊密案。ASML於5月4日發表聲明指出，加州聖克拉拉市法院判決XTAL竊取其商業機密一案，ASML勝訴，公司將獲得 8.45億美元賠償，並可接手已破產的XTAL的大部分知識產權。而ASML的CEO彼得·韋尼克(Peter Wennink)日前向荷蘭國家電視臺證實，中國政府並沒有針對該公司的“陰謀”，是韓國公司支持針對ASML的間諜活動。
中國科技產業曾不少落後於西方，但在統籌建設下實現了快速追趕和不少超越。目前，上海已建成中國集成電路產業的“橋頭堡”。7月16日，上海市經濟和信息化委員會發布《上海市智能製造行動計劃（2019-2021年）》。其中包括在集成電路領域，推動光刻機、刻蝕機等關鍵技術裝備研製和產業化，提升芯片製造產業鏈的智能化和自主可控水平。由此預見，國產光刻機將在政策指引下“集中力量”進一步發展。
可以看出，光刻機首先被美國公司發明出來並賺了一波錢後，產業基本上在美國、日本和歐洲各地打轉，這些玩家互鬥同時也掏走了世界各地半導體廠商的腰包。而在此後，美國對日本、荷蘭廠商的傲慢最終“自食其果”，在芯片業製造價值鏈頂端落幕。如今，中國、韓國等仍在尋找發展光刻機的機會。其中，上海微電子已崛起為重要新生力量，或許，歷史的偶然和必然也能讓它成為下一個ASML而“燎原”呢。
附錄：光刻工藝的過程
第一步 鋪膠
涉及流體力學、表面物理和化學
第二步 量測與曝光
量測
涉及 光學、數學
曝光
涉及 光學、數學、高分子物理與化學、表面物理與化學