2021读书笔记（读后感）22/50
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上周从《通灵芯片》一书中学到，集成电路（即芯片）上的晶体管相当于控制电流通过的阀门，术语称为“Gate（栅极）”，栅极宽度越窄，电流通过的损耗越少，晶体管发热越低。
栅极的最小宽度称为“栅长”，也就是我们通常所指的多少nm芯片制程。
栅长越小，芯片能耗越低，并且同尺寸芯片上能容纳的电路越复杂，也就意味着更好的性能。因此芯片设计者往往追求更小制程的芯片。
但是，能设计出更复杂的集成电路是一回事，能不能生产出如此高精度的芯片，则完全是另一回事。
生产芯片需要用到光刻机，顾名思义，就是用高能量的光在硅片上刻出电路图，完整的制芯过程以及如何安装晶体管就不在这里展开了，只说说光刻这一个环节。
网上找到下面这张图，比较清晰地画出了在硅片（制作芯片时也称“晶圆”）上刻画电路所需的部件。
从上到下，先是需要高能量的紫外线光，透过一层比芯片大许多倍的已经刻出电路图形的掩膜（需要在晶圆上蚀刻的部分透光，其余部分不透光），再通过一层镜片缩小图形尺寸，最终落到晶圆曝光成型。
由此可以看出，要在晶圆上精准呈现设计好的电路，各个部件之间必须精确对准，并且镜片不能有任何歪曲掩膜图形的情况。此外，为了实现芯片量产，最底下的晶圆需能快速准确地移动。
本书所写的荷兰ASML（阿斯麦）公司能够跻身当前世界上光刻技术的领先者，正是因为拥有卓越的对准技术、采用高质量的蔡司镜头、并且研制出了高效安全的电动晶圆台。
1984年，ASML由荷兰先进半导体材料公司ASM和飞利浦科学与工业部（S&I）合资成立。在成立ASML之前，S&I已经投入光刻机的量产，其技术创新的源泉来自飞利浦的前沿技术研发实验室Natlab。Natlab是一所真正将研发放在首要位置的实验室，给予科学家充分的自由和资金去探索新技术。
即便有如此优异的出生背景，ASML在起步阶段仍然异常艰难。在它成立之时，全球光刻机市场已被日本和美国瓜分。虽然ASML拥有更先进的技术，从理论上应当能更高效地量产芯片，但它需要真正制造出这台机器，并保证它能准确无误地运作。
通常制造新一代光刻机需要10年时间，然而出于资金压力ASML只有2年。尽管倾尽全力，ASML也未能成功在这个时限里交付满意的产品，根本原因在于它自身对精度的极高追求。
当时光刻机的晶圆台大多采用油压机移动，油压机的优点是能大大减少机器之间的摩擦，延长使用寿命，但是机器一旦出现故障，极少量的油在高压下喷散出来就足以污染整个生产车间。ASML内部商讨后做出突破性的决定，采用电动晶圆台。
另外，ASML所追求的成像和对准精度，当时几乎没有镜片制造商能够满足，即使是最前沿的德国蔡司公司生产的光刻机镜头，也存在不可容忍的误差。
好在1984-1987年间全球半导体市场经历衰落，对光刻机的需求大大降低，这给了ASML和蔡司公司改善技术的喘息机会。
1987年，ASML生产出第一台成功的产品PAS2500，通过了美国AMD半导体公司的测试，后者决定购买PAS2500用来生产其新一代芯片。在成立三年后，烧光了两家母公司注入的5000万美元和其他各处筹来的贷款、设备融资、政府资助，ASML这才算真正开张。
但公司仍然处于负现金流状态，直到1989年，ASML抓住两个重要机会，迎来了自己首次现金流变正。
其一是美国的美光科技公司（Micron）当时在寻找能够生产更小尺寸芯片的光刻机，正好ASML能够提供。其二是1988年底台积电工厂着火，因此急需从ASML采购17台新机器。
本书写到这里，ASML发展史上最艰难的部分已经结束，书也接近尾声。但ASML还在精益求精的研发之路上一直走着，ASML现在是世界上唯一掌握EUV（极紫外）技术的光刻机制造企业，EUV光刻机能够将芯片制程，从目前被DUV（深紫外光）光刻机限制的7nm基础上进一步缩减。国产光刻机与其差距，着实不小。
摘录书中一句名明言：
“一家新进入的厂商在成熟的市场是没有机会的，除非取得了技术性突破。”
以上。
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