光刻可以說是半導體製造中最重要的一步。 今天最先進的 EUV 光刻機是極其複雜的機器，其成本與一架新的波音噴氣式客機一樣高。 從 1984 年與飛利浦的合資企業開始，ASML 已經發展成為世界第二大晶片設備製造商，也是 EUV 機器的唯一供應商。

事實上，美國可以說是光刻技術的發明者，在本文中，我們將就他們為何發明瞭光刻技術，卻最終沒有光刻機就行簡要分析。

需要提一下，本文分析思路是基於對飛兆半導體、David W Mann Co、Cobilt、GCA、尼康和矽谷集團 （SVG） 等先驅的採訪。

早在 1950 年代中期，貝爾實驗室就開始嘗試將圖像列印到矽片上。 那十年後期，飛兆半導體改進了工藝以製造晶體管。

“我們決定使用光刻膠來描繪這些區域，”仙童最初的八位聯合創始人之一傑伊·拉斯特和鮑勃·諾伊斯說。

“貝爾實驗室在那裡做了一些努力，並認為這是不可能的，所以他們從未追求過這個方向。 鮑勃 [諾伊斯] 和我與柯達合作，他們給了我們當時最好的光刻膠，我們逐漸與他們建立了工作關係，光刻膠不也斷改進。 ”

“雖然在此過程中有很多技術問題和技術挫折，但我們只是說我們要使用它，我們必須讓它發揮作用——我們做到了。”

在 1960 年代，接觸掩模對準器（contact mask aligners ）被用於晶圓印刷，Kulicke & Soffa率先將其商業化。 後來，Kasper Instruments 成為主要供應商，但當三位前 Kasper 工程師成立自己的公司 Cobilt 時——該公司於 1972 年被波士頓 CAD 巨頭 Computervision 收購——出現了一種新的晶圓印刷範式。

“Cobilt 製造了機械對準器（mechanical aligners），該對準器以符合當時標準的先進技術列印半導體矽片。 並且 Computervision 有一個自動對齊包，可以讓你更精確地對齊層，”Sam Harrell 說，他從 Computervison 搬到西海岸，成為 Cobilt 的工程副總裁。

“我們在世界各地銷售了數百台機器。 直到投影印表機佔據主導地位之前，它才是霸主。 ”

在加入 Cobilt 之前，曾在 Kasper 銷售矯正器的 Ed Segal 在Perkin-Elmer 開發出projection mask aligner後，目睹Cobilt 如何失去領先地位。

“當掩模對準器從接觸掩模對準器進入到所謂的投影對準器（projection mask aligner）或將掩模圖像投影到晶圓上時，Perkin-Elmer 完全進入並佔領了這個市場，”Segal說. “Cobilt 試圖建造一個，但它確實是一個非常大的失敗。 1981年，該公司最終被賣給了應用材料公司。 ”

Jim Gallagher 在 GCA 經營半導體設備業務，GCA 在 1980 年代將市場割讓給日本公司之前是光刻領域的全球領導者。 在尼康和佳能等日本供應商成為市場領導者之後公司的最終滅亡。

“我們開始盡我們所能出售業務。 但是當你走下坡路的時候，可以這麼說，這不是開始銷售的時候，因為你所做的是，每個人都知道你的問題，他們會給出最低、最低的價格。 所以那是我們幻燈片的開始，”Gallagher說。

到 1980 年代後期，日本步進供應商的主導地位讓美國晶片製造商感到擔憂。 為了開發替代來源，英特爾與歐洲公司 Censor 合作。 然而，嘗試失敗了，Censor 於 1984 年被賣給了 Perkin-Elmer。

英特爾聯合創始人戈登摩爾回憶了當時的擔憂。 “來自佳能和尼康步進機性能很好。 在美國沒有可比的設備，這是整個過程中非常關鍵的部分。 ”

“我們與列支敦斯登的一家公司 [Censor] 有一個重要的計劃來製造步進器。 這非常複雜也非常昂貴，而且開發速度太慢，他們無法真正對市場產生影響。 我們最終購買了日本設備，因為它是最好的，而且沒有真正的替代來源。 ”

Shoichiro Yoshida 後來成為尼康的首席執行官，他設計了該公司第一台用於半導體製造的步進重複機器。

1990 年代，SVG 在新任命的首席執行官 Papken Der Torossian 的領導下擴展到光刻領域。 SVG 曾試圖收購 GCA，但交易從未實現，GCA 於 1988 年被出售給 General Signal。

然而，Der Torossian 成功地獲得了由 Perkin-Elmer 與 IBM 聯合開發的下一代步進掃描系統 Micrascan——但他表示，這需要數千萬的研發和兩年半的時間才能完成。 修復系統中的錯誤。 結果是 Micrascan II。

“他們的機器無法工作——平均故障間隔時間不到一小時。 IBM 無法使用它。 但它擁有非常好的基礎技術，”他說。

Der Torrossian 解釋道，現金短缺讓美國喪失了保留先進光刻技術的機會。

“在 1992 年，ASML 正在大規模投入。 擁有它們的飛利浦找我，並以 6000 萬美元的價格出售 ASML。 我沒有 6000 萬美元。 我告訴他們，但我會給你同等數量的股份，讓我們建立一個合資企業。 但他們說，『不，飛利浦需要現金。 ’”

到 2001 年，ASML 扭轉了局面，最終以 16 億美元收購了美國最後一家主要的光刻公司 SVG。 由於國家安全問題，這筆交易被推遲了幾個月，但在 ASML 同意剝離 SVG 的 Tinsley Labs 部門後，最終得到了喬治· W·布希政府的批准。