從“抄襲”美國技術，到現在半年賣9臺，日本光刻機巨頭崩盤了

前沿導讀

據行業(yè)報道指出，日本光學巨頭尼康的2025全年預虧損850億日元，創(chuàng)下公司迄今為止最大的虧損記錄。而更令人震驚的是，尼康此前引以為傲的光刻機產業(yè)，在過去半年僅僅只售出了9臺光刻機，并且售賣的都是成熟設備，沒有售出較為先進的浸潤式設備。

從當年的市場霸主，到如今半年銷量個位數，光刻機正處于拖慢尼康經濟發(fā)展的臨界點。

奪取技術

同樣涉足光刻機產業(yè)的荷蘭ASML，在半年內光是EUV就賣了20多臺，其半年總設備出貨量達到了160臺，穩(wěn)居行業(yè)龍頭地位。

就是這么一個脫身于荷蘭飛利浦，后來成為光刻機行業(yè)龍頭的ASML，在最開始的時候還遭到母公司飛利浦的嫌棄。由于其拿了大量飛利浦的錢進行技術投資，并且投資后多年內沒有實質性的產品，沒辦法創(chuàng)造經濟價值，于是飛利浦就打算把這個“燒錢大戶”獨立出去。

1984年，飛利浦與荷蘭半導體設備制造商ASMI達成合作，雙方合資成立了ASML，專注于光刻設備的研發(fā)。

而此時的日本尼康，正在國際市場上面大肆蠶食美國光刻機企業(yè)GCA的市場份額。

美國GCA是全球光刻機產業(yè)的第一代市場霸主，該公司在1978年制造出了首臺商用的步進光刻機DSW4800，這臺光刻機是整個產業(yè)商業(yè)化的開端，并且該設備的出現，對于我國光刻機的研發(fā)也有著推動作用。

尼康與GCA的關系很密切，從1969年開始，尼康就是GCA光刻機的鏡頭供應商。但是隨后GCA需要遠心鏡頭制造設備，尼康在當時無法制造這種鏡頭，于是GCA找到了蔡司進行合作，久而久之就放棄了尼康。

1976年，由日本通產省牽頭，實施VLSI計劃（超大規(guī)模集成電路），旨在提升日本半導體的全鏈路技術水平。尼康、佳能這兩大傳統光學巨頭，在該計劃中承擔著日本光刻機產品的研發(fā)工作。

尼康負責研發(fā)步進光刻機，佳能負責研發(fā)投影掃描光刻機。

1980年，尼康與NEC、東芝等本土供應鏈企業(yè)達成合作，共同推動光刻機項目的落地。

據荷蘭高科技學院董事瑞尼·雷吉梅克撰寫的《光刻巨人》一書中，第七章“花錢大王”第五小節(jié)內容指出：

80年代美國GCA的客戶服務負責人肯·皮恩接到日本NEC公司的求助，NEC表示公司之前采購的GCA光刻機出現問題宕機了，要求皮恩團隊進行修復。隨后皮恩團隊在修復的時候，發(fā)現該設備存在被私拆的痕跡，結果在重新組裝的時候出現錯誤，導致宕機。

修好設備之后，皮恩開始私下調查這件事情。經過調查，皮恩發(fā)現NEC允許尼康公司對其購買的美國光刻機進行拆解，其核心目的就是想采用“逆向工程”的方法掌握美國光刻機的制造技術。

由于當時的芯片產業(yè)沒有現在這么先進，所以光刻機技術也并不算復雜。

1981年，尼康宣布推出自家的首款光刻機NSR-1010G。該設備推出之后，行業(yè)內都發(fā)現尼康的光刻機從框架到晶圓臺，從晶圓臺到光學對準系統，都與GCA的產品一模一樣，尼康的NSR-1010G可以算是GCA的復制品。

GCA得知此事之后不以為然，認為尼康只能復制外觀，無法復制里面的技術。再加上GCA此前的市場占有率一直保持在60%以上，這讓GCA的管理層開始自負，認為沒有對手能在光刻設備上面超過GCA，于是GCA開始怠慢客戶，仿佛吃定了客戶買不到比GCA更好的產品。

但是尼康接下來的措施，給GCA來了一記重拳。

客戶購買GCA的光刻機之后，里面除了設備之外，就是一份說明書。而尼康的光刻機里面不但有設備、有說明書，甚至還附贈了5名工程師的服務包。這種重視客戶的廠商，讓那些全球范圍內被GCA輕視的客戶找到了另一個購買設備的選擇。

剛才我們提到，尼康研發(fā)光刻機建立在日本政府推動的VLSI計劃中，并且尼康還與東芝等本土芯片制造商合作開發(fā)設備。

在尼康“復制”出光刻機之后，東芝、NEC將其應用到存儲芯片的制造當中，依靠尼康制造的設備，東芝、NEC將存儲芯片的產能提高了數倍。

1984年，就在ASML成立的時候，日本存儲芯片占全球40%市場份額。兩年之后，日本企業(yè)制造的256KB DRAM存儲芯片，占全球90%的市場份額，近乎于壟斷的局面。

走向落后

80年代是尼康工業(yè)領域的鼎盛時期，在開發(fā)出首臺光刻機之后，尼康又采用“正向研發(fā)”的方法避開美國的專利，制造出了尼康自研的設備，并且開始大肆蠶食GCA的市場份額。

從英特爾、IBM到德州儀器，這些美國的半導體巨頭均開始采購尼康的光刻機。

隨后美國以“傾銷低價存儲芯片”為由，對日本企業(yè)實施反傾銷調查。迫于美國的壓力，美日簽訂《半導體協議》，該協議要求日本停止向美國銷售低價芯片，并且要讓美國芯片在日本市場上占據一定的份額。

在這個階段，美日兩國因芯片問題反復進行拉扯，而ASML卻依靠這個時期開始提升技術，推出了具有跨時代意義的PAS系列光刻機。

ASML光刻機從最初的PAS 2000開始，一直有一個不為人知的優(yōu)勢，那就是晶圓臺的對準系統。

這個系統可以極大提升芯片的制造良品率，但當時的芯片產業(yè)落后，晶體管數量少，所以對準系統并不重要。但是隨著芯片進入大規(guī)模時代，晶體管數量成倍增加，ASML對準技術的優(yōu)勢開始顯現。芯片的數量越多，內部設計越復雜，對準技術的優(yōu)勢也就越明顯。

彼時的ASML已經有了與尼康競爭的資格，而雙方競爭的決定性因素，發(fā)生在2002年。

這一年光刻機產業(yè)正處于193nm波長向下發(fā)展的瓶頸時期，尼康打算提升成像系統的硬件素質，將光源的波長縮短至157nm，并為此投入了大量資金。

而時任臺積電研發(fā)處長的林本堅卻想到了在鏡頭與晶圓之間加入一層超薄的超純水，光源打到水上形成折射，可以將193nm的波長縮短至134nm，該技術被命名為“浸潤式光刻”。

林本堅拿著浸潤式技術找尋尼康尋求合作，但尼康已經在傳統技術領域投入7億美元，而且也并不相信林本堅所提出的浸潤式概念，于是便將其拒之門外。

于是林本堅便去到荷蘭，找到ASML尋求合作。此時的ASML與尼康正處于競爭的焦灼狀態(tài)，急需要先進技術來打敗尼康，于是便接受林本堅的技術想法，投入資源去開發(fā)浸潤式光刻機。

2004年，ASML首款浸潤式光刻機研發(fā)完成。

2006年，推出可量產的浸潤式光刻機XT:1700i。就在同一年，ASML的EUV光刻原型機交付給了比利時微電子研究中心進行測試。

2008年，ASML推出了跨時代的浸潤式光刻機NXT:1950i。

1950i是ASML首款雙工作臺的浸潤式光刻機，可以一邊進行曝光，一邊進行測量。后續(xù)ASML推出的所有浸潤式光刻機，包括EUV光刻機，都是在該產品雙工作臺的基礎上，進行的硬件提升。

從浸潤式光刻機被臺積電聯合ASML開發(fā)完成的那一刻起，尼康就已經輸了。而ASML EUV光刻機的成功量產，則是讓尼康徹底認輸的關鍵標志。

截止到目前為止，尼康最先進的光刻機設備是2024年發(fā)布的浸潤式光刻機NSR-S625E，該設備的硬件指標相當于ASML在2015年出貨的NXT:1980i。

至于EUV光刻機，日本政府當年也在尼康內部啟動了EUV設備的預研項目。但此時的ASML已經獲得了英特爾、三星、臺積電的注資，而且還加入了美國政府主導的EUV LLC技術聯盟，甚至還在美國政府的允許下收購了持有光刻機技術的美國硅谷集團以及開發(fā)EUV光源的美國西蒙公司。

2018年，尼康在EUV領域的投資規(guī)模已經超過了千億日元，但是卻遲遲無法將其進行商業(yè)化發(fā)展。

而ASML早在2010年就將首臺預量產的EUV光刻機NXE:3100交付給了三星進行測試，隨后在2013年交付了效率更高的NXE:3300。

2016年，ASML NXE:3400系列光刻機批量交付給三星、臺積電等國際客戶。

2019年，采用ASML EUV光刻機制造的7nm芯片正式在市場上銷售。ASML成為了這場光刻競爭的最終贏家，而尼康則是一路下滑跌至谷底。