《造光者》读後心得：秒懂台积电背後的隐形巨人 ASML 图文好读 https://readingoutpost.com/the-asml-way/ 2020 年疫情爆发，有一家公司电话被打爆了。那不是台积电，而是台积电拼命在找的公 司。 这公司藏身在荷兰一个小城镇，名叫 ASML（艾司摩尔）。 他们打造了一台被业界人士称为「外星科技」的机台，一台造价就比 F-35 战斗机还贵。 现在，全世界所有的先进晶片，都是透过这部机台制造出来的。 我们台湾人都喜欢说台积电是台湾的「护国神山」，但很少有人知道，这座神山的「心脏 」，或者说打造神山最关键的工具，其实来自这家荷兰公司。 四十年前，他们只是一间不到五十人的新创公司，在漏水的办公室里办公。如今，他们垄 断了市场，成为欧洲最有价值的高科技公司 。 我曾在台积电待过十年，亲眼见证过这部机台的威力。 读完《造光者》这本书後，我才 完全搞懂这家公司背後的精彩故事。 我整理出五个关键重点，让你秒懂这家荷兰公司，是如何与台积电，共同塑造了世界的未 来。 一、半导体晶圆厂的印钞机 在台积电的晶片工厂里面，有一个非常独特的存在，我们称之为「黄光部门」。这个部门 管理的其中一种机台就是 ASML 的「曝光机」（Lithography）。这些机台是整座工厂最 昂贵、技术最复杂、也最常成为生产瓶颈的单位。 那麽，这台被称为「曝光机」的设备，到底是什麽？ 你可以把它想像成一台「超精密的投影机」 。它的任务，是把设计好的电路图案，以极 快的速度、极高的精准度，一层一层地「印」到矽晶圆上 。这个过程需要重复几十万次 ，耗时好几个月，最终堆叠出数百层的电路结构，形成一颗包含数十亿个电晶体的晶片 。 我们有时候也会笑称这种机台是「印钞机」，因为它就是快速来回投影成像，就很像在印 钞票。只要它还能顺利运作，工厂就能继续赚钱。整个工厂的大量资源和最顶尖的人才， 经常都围绕着这个部门打转。 在黄光部门工作，压力也是出了名的大，尤其在台湾这个地震频繁的地方，每一次地牛翻 身，都可能让这些极度精密的机台受影响，所有工程师都得绷紧神经，赶快回工厂抢救。 我的许多朋友，有些在台积电的黄光部门工作，有些则是在 ASML 台湾分公司或荷兰总公 司工作。从他们的口中，我对 ASML 这家公司的认识就是：神秘、龟毛、技术力强到像外 星科技，而且，无可取代。 说一个很扯的你可能很难想像，ASML 的工程师进厂维修机台的时候，如果修的是很关键 的零件或设备，还会把场地围起来，完全不让晶圆厂的工程师看到，你连他在干麻都不知 道，保护机密到这种程度。 我们都习惯将台积电的成功视为理所当然，但这本书揭露了台面下的真相。与其说是台积 电单独撑起一片天，不如说，它的成功是建立在与 ASML 这种关键供应商「共同成长」的 基础之上。台积电的先进制程，如果没有 ASML 开发出独步全球的曝光机，根本无法实现 。 二、比 F-35 战斗机还贵的投影机 说到 ASML 的曝光机，就一定要让你知道它的技术有多厉害。 随着晶片越做越小，传统的光源波长已经不够用了。这就像你想画一条极细的线，却只有 一支麦克笔，那是画不出那条线的。 为了做到更小的线路尺寸，整个产业都把希望寄托在波长仅 13.5 奈米的「极紫外光」（ EUV）上。然而，这项技术的难度，几乎超出了人类想像的极限。 《造光者》书中描述的技术细节，简直就像在读科幻小说，EUV 机台真的是「外星科技」 。 → 无可挑剔的镜面： 为了反射 EUV 这种光线，ASML 需要极度平滑的反射镜。有多平滑？书里的比喻是，如果 把这面镜子放大到整个德国的国土面积这麽大，镜子表面的高低起伏不会超过 20 微米。 什麽意思？比你的一根头发还细，就是这麽平坦。 → 神乎其技的精准度： 这些反射镜的对准精度要求高到什麽程度？作者写道，这相当於在地球上，用这面镜子精 准地打中一颗放在月球上的高尔夫球。想想看，这需要多麽厉害的精准度。 → 创造光芒的魔法： EUV 光源无法在自然界中稳定存在，必须「现场制造」。ASML 的方法是在一个真空室中 ，以每秒五万次的速度，喷出 30 微米大的锡滴，「锡箔纸的锡」。然後用一道强大的二 氧化碳雷射精准击中每一颗锡滴，将它蒸发成电浆，才能激发m出那一瞬间的 EUV 光 。 → 速度与稳定的矛盾对决： 承载晶圆的平台，移动速度比战斗机的加速度还快 。但它又必须极度稳定，任何一丝震 动都会毁掉整批晶片。这就好像一位奥运百米短跑选手，必须在全速冲刺的时候，端着一 杯装满水的水杯，还不能洒出任何一滴水。要这麽稳定。 这样一台集结光学、化学、物理学、软体和精密机械於大成的怪兽，运送时需要动用七架 波音 747 货机 ，重量超过 150 吨 。它的造价更是惊人，最新一代的 High NA EUV 机 台，一台售价四亿欧元，同样的钱可以买四台 F-35 战斗机了！ 如果你对半导体或高科技本身就有一定程度的了解，这本书中描述的更多细节会让你目瞪 口呆。 三、独特的经营与销售哲学 ASML之所以能成为晶片界的巨人，除了技术领先，他们还有一套非常独特的经营与销售哲 学，跟其他公司完全不一样。 现在全球半导体曝光机的市场由三大厂商瓜分，市占最大的是 ASML，其他两家是日本的 尼康（Nikon）和佳能（Canon）。这两家日本公司以前的方法，是把所有零件都自己从头 到尾包办，尽量自己生产。但 ASML 却反其道而行！ ASML 选择只专注在最核心的「系统整合」与「设计开发」上。其他所有的关键零组件， 他们都交给世界上最顶尖的供应商来做，然後再像积木一样组装起来。这形成了一个「唇 亡齿寒」的紧密合作网路，大家彼此依赖，互相支持，缺一不可。 举例来说，他们家的镜头，不是自己做的，而是找来德国光学大厂蔡司（Zeiss）一起开 发。蔡司一开始还不太愿意供货，因为 ASML 那时只是个默默无名的新创公司，後来还是 靠着飞利浦下订单才说服他们的。 另外，EUV 机台最关键的光源，也不是 ASML 自己从零开始发明的，他们是跟美国的西盟 科技（Cymer）合作开发的。甚至後来西盟科技遇到技术瓶颈，ASML 为了确保光源技术能 持续突破，还直接把西盟整间公司买下来。 这种关系真的是又深、又紧密，但同时也像一条很珍贵但也容易断裂的锁链，因为整个产 业都系在这些少数的关键夥伴身上。 ASML 的机台销售模式也超乎一般人想像。 一般来说，机器要测试到完美运作、功能一切正常，才会出货给晶片工厂，对不对？但 ASML 不一样，他们采取的是「先交货、後改良」的策略。 他们会把一个个像乐高积木一样的模组，运到客户的工厂，然後他们的工程师就在现场组 装、调校，直到机器能顺利生产为止。 你可能会觉得这样很有风险，但对 ASML 的客户，像是台积电、英特尔这些大厂来说，这 其实是个大优势！因为他们可以比竞争对手更早拿到最先进的设备，抢先开始生产最赚钱 的晶片。 ASML 技术长布令克就曾说：「如果我们等到机台完全做好才出货，那我们已经落後了。 」 对 ASML 自己来说，这种模式也确保他们能牢牢绑住客户，而且还能有效阻止其他竞 争对手趁机打入市场。 他们的第一款热销机台 PAS 5500 就是模组化设计的先驱，即使过了三十年，很多 PAS 5500 系列的机台到今天都还在生产晶片，因为它可以不断升级、替换零件，就像你可以 为汽车换上更强大的引擎，而不用重买一台新车一样。 四、阴与阳的完美互补 我们总以为伟大的公司是由完美的计画和稳定的领导所打造。但事情跟你想的不一样。 《造光者》钜细靡遗地说明这间公司的创立过程。ASML 的崛起之路，充满了混乱和火爆 的争执，换过好几任的执行长，那些名字换得太频繁我都记不起来。但是有两位灵魂人物 ，特别值得一提。 第一位是 ASML 的前总裁暨技术长马丁．布令克（Martin van den Brink），可说是 ASML 的技术掌舵者。他在公司是传奇人物，地位就像是台积电的张忠谋一样，是他塑造 ASML 的核心文化。 书中形容他能一针见血地指出任何论点的破绽，而且毫不留情。我听在 ASML 工作的朋友 说，布令克在公司里就是个神一般的存在，但也像个随时会引爆的炸弹，大家都知道他平 常「超爆凶」。 就连德国蔡司的工程师，每次跟他开会都会绷紧神经，因为布令克一发火，整个团队都得 退避三舍。他甚至曾私下透露：「如果我要骂德国人，一定用德语骂，这样才有效。」很 多人都说布令克有点像苹果的贾伯斯。 然而，也正是这种大胆直率、毫不妥协的偏执狂般追求，才逼出了 ASML 极致的技术极限 。朋友还提到，他前年退休时，在一年一度的技术大会上做最後一场演讲，现场三、四千 人全场起立鼓掌超过一分钟。 那一刻真的让人全身起鸡皮疙瘩，因为大家都只听说他平常超爆凶，但当时可以感受到他 在萤幕前几乎要落泪，那画面真的让人觉得很酷。 与他形成完美互补的，则是董事长彼得．温宁克（Peter Wennink），他从财务部门一路 做到了最高的职位。相较於布令克的强大气场，温宁克显得非常亲民。他是 ASML 对外的 门面，整个人很亲切、善於交际，负责与股东、政府和媒体沟通。 我朋友就跟我分享说，温宁克很常早上会在公司餐厅广场喝咖啡、用电脑，员工可以很自 然地走过去和他聊几句，是个非常亲和的形象。 圈内人都形容他们：「就像阴与阳，完美互补。」正是这两位性格迥异、却又不可或缺的 领导者，以他们独特的方式，携手打造了 ASML 这个半导体巨头。 五、一个充满意外与巫术的世界 你可能觉得半导体制造就是一堆冰冷的科学和精密设备，但《造光者》这本书会告诉你， 背後还有很多有趣的地方。 在半导体这个极度复杂的世界里，任何一点点小小的变因都可能引发大灾难，有时候甚至 像被「巫术」影响一样，充满了意想不到的故事，听了会让你觉得又好笑、又惊心动魄！ 想像一下，连牛放屁都能搞垮晶片生产！ 英特尔有一次就发现，他们的晶圆厂良率，每天凌晨一点到两点会莫名的下降，搞了几个 月才追查出来，原来凶手是附近牧场的牛群！因为风向改变，这些牛在睡梦中放屁排放的 甲烷气体，竟然飘进了无尘室，干扰了晶片的生产。 为了确保晶片品质，英特尔最後只好花钱请三座牧场搬家，这故事是不是很扯？ 还有一次，台积电也遇到一个难题。有一台浸润式曝光机台，每次重开机後的两个小时内 ，生产出来的晶片都会有瑕疵，之後又会恢复正常。 ASML 工程师们想破头，最後才发现，罪魁祸首竟然是机器停止运转时，会有「五滴水珠 」滴落在胶层上，让胶层微幅膨胀了几奈米。就是这小小几滴水，足以让晶片图案跑掉， 等到水蒸发乾掉了，机器又变正常，让你根本找不到原因！ 另外一次，ASML 工程师注意到一个奇怪的现象：「每次打开真空系统更换零件时，EUV 光源的反射镜竟然会自动变乾净？」奇怪了，什麽都没做，怎麽一打开就变乾净了？ 後来他们团队的化学家解释说，很可能是因为「氧气」跑进去了。经过一连串的测试，证 实了这个猜测：在原本清洁用的氢气中，只要再加入一点氧气，光源的反射镜就能持续运 作更久。 後来，ASML 也靠着这个发现解决了 EUV 镜面污染的大问题！ 当然，ASML 也不是完美的，他们也有自己出糗的时候。书里提到，在公司史上最忙乱的 一年，他们新建的物流中心「5L」竟然完全瘫痪了！ 所有进出货都卡住，导致机台出不了货。客户打电话来问：「嘿，我的机台在哪里？」这 才让他们惊觉事态严重。这也反映了他们「技术至上」的文化盲点：因为能做出这麽顶尖 的 EUV 机台，就以为任何事情都难不倒他们了！但没想到，最後却在最基础的物流交货 上跌了一跤。 这些故事都告诉我们，半导体制造不只是严谨的科学，有时真的带点「巫术」的成分，充 满了人类想像力与工程奇蹟的结晶。书中还有很多这种「奇奇怪怪」你想像不到的小故事 。 後记：就像一本精彩流畅的商业小说 读完《造光者》，我最大的感触是，我们对世界的理解是多麽片面。这本书就像剥洋葱一 样，层层揭开了半导体产业背後，那张由技术、资本、地缘政治与人际信任交织而成的复 杂网络。 作者马克．海因克（Marc Hijink）发挥了他身为资深科技记者的功力，把枯燥的技术争 霸写得像一部精彩的商业小说。他更获 ASML 同意，深入公司内部研究长达三年，访问数 百位内部人士，以第一手视角写下 ASML 全方位的成长故事。 书中充满了技术上的角力、濒临倒闭的危机、关键人物的豪赌，以及国际政治的暗流涌动 。 如果你是半导体产业的一员，特别是曾在黄光部门工作过，这本书会让你产生巨大的共鸣 。如果你是像我一样的科技爱好者，这本书会带你一窥那个由原子级精密度所构成的、令 人叹为观止的新世界。 这本书会让我们明白，真正的让一个人或一家企业脱颖而出的，往往不是单打独斗的英雄 主义，而是懂得如何与他人共同演化的智慧。 -- 书评部落格「阅读前哨站」 https://readingoutpost.com/｜一个爱书人的阅读笔记 Podcast「下一本读什麽?」 https://readingoutpost.com/podcast/｜我的说书频道 --

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