美國媒體週四發表文章，反思了美國在半導體發展過程中從領先到落後的原因，其中包括本土晶片巨頭英特爾的誤判。以下是文章主要內容：

阿斯麥的High-NA EUV微影機

鳳凰網科技訊

這是一個史詩級的戰略失誤。

美國在半導體技術發展的早期發揮了至關重要的作用，這項技術已成為當今人工智慧(AI)革命的基石。然而，現在的格局是，一家荷蘭公司壟斷了半導體製造設備，亞洲製造商主導了生產。

極紫外光刻機(EUV)可以說是目前世界上最重要的電子設備。它的問世造就了後來的尖端晶片製造，實現了晶片處理能力的重大提升，為新一代AI工具鋪平了道路。 OpenAI旗下ChatGPT、GoogleGemini等AI平台執行的大量多層次運算，加速了通常由人類完成的大量任務。EUV技術的取得也成為了美國的國家經濟安全問題。

不過，麻煩的是，只有一家公司在生產EUV光刻機：荷蘭的阿斯麥。每台EUV光刻機都有一輛巴士那麼大，造價超過2億美元。迄今為止，阿斯麥已售出200多台EUV光刻機，這讓它成為了歐洲最有價值的科技股，市值超過3,500億美元。

英特爾市值已遠遠落後於台積電、英偉達

那麼，美國是如何拱手讓出這項關鍵技術的控制權的呢？其中部分原因是，只有相對較少的晶片產業主管認為EUV可行。另一個原因是：美國當時的長期晶片霸主、全球最大晶片製造商英特爾的誤判。

美國的先發優勢

矽晶片由電晶體組成，後者本質上是一系列閘極和開關，構成了現代計算中0和1的物理表現。為了讓電腦更強大，半導體工程師一直在尋求把電晶體做得更小。上個世紀中葉發明的第一批電晶體大約有一公分長。而現在，它們只有幾奈米寬，或者說十億分之幾公尺。

在晶片製造的最初幾十年裡，可見光被用來在矽上刻蝕圖案來製造晶體管，這個過程被稱為光刻。隨後，業界才轉向紫外光。在1980年代，科學家開始想知道晶片製造如何達到接近原子的尺度水平，這要求他們保持創新的步伐。總部位於新澤西州的貝爾實驗室的研究人員開始研究極紫外線技術，緊隨其後的是美國能源部的三個國家實驗室：勞倫斯利弗莫爾實驗室、勞倫斯伯克利實驗室和桑迪亞實驗室。美國能源部最終為這項研究投入了數千萬美元。

英特爾

隨著這些實驗室在一些技術要素上取得進展，他們意識到，要將極紫外線技術推向市場，產業支援是不可或缺的。 1997年，一家名為EUV LLC的公私合營公司成立，它得到了美國公司英特爾、AMD和摩托羅拉的支持。最終，它的規模進一步擴大，納入了光刻公司矽谷集團和阿斯麥。阿斯麥也加入了歐洲的一個類似EUV研究聯盟。

當時，日本的尼康、佳能是光刻領域的巨人。日本似乎是美國主導晶片製造領域的最大威脅。因此，美國不願在下一代科技競賽中幫助日本，而是支持矽谷集團和阿斯麥。阿斯麥將全部精力都放在了EUV技術上，並在接下來幾年裡試圖發揮其潛力。 2001年，阿斯麥斥資11億美元收購了矽谷集團，在EUV競爭中獨當一面。當時，它預計EUV技術將在2006年具有商業可行性。

技術挑戰

但是，事實證明，阿斯麥的預期過於樂觀了。 EUV技術非常複雜，其中涉及用高功率雷射以每秒5萬次的速度轟擊錫滴，使其產生能夠發射極紫外光的等離子體。由於極紫外光在地球上不會自然產生，它會被空氣吸收，這個過程必須在真空中進行。然後，光被一系列鏡子聚焦，反射在一個掩膜版(reticle)上。掩膜版上面刻有電路圖案，能阻擋並吸收一些光。透過這種方式，電路圖案被蝕刻在晶圓上。

掩膜版的作用

鑑於這些設備的操作精度，德國蔡司公司製造的鏡子必須光滑得近乎不可思議：最大凸起只有一個原子那麼高。阿斯麥表示，如果將鏡子比做一個國家，那麼最高的凸起將只有1毫米高。而且，用雷射轟擊熔錫也很棘手。它需要定期清理，這意味著有很多停機時間。這讓人很難想像光刻機是如何做到經濟實惠的：半導體製造工廠幾乎需要每週7天、每天24小時不停地運轉，才能證明數十億美元的建造成本是合理的。

直到2012年，半導體產業才開始認為這項技術可能是可行的。但是，它仍然需要注入大量資金。於是，阿斯麥求助最大客戶：台積電投資了14億美元，三星電子投資了9.74億美元，英特爾投資高達41億美元。當時，這三家晶片製造商總共持有阿斯麥約四分之一的股票。

誤判的代價

這一招奏效了。 2018年，阿斯麥開始大量出貨EUV光刻機。儘管EUV技術的大部分早期工作都是在美國完成的，而且英特爾是阿斯麥的最大業內支持者，但第一代機器沒有一台是交付給英特爾的。

這並不是阿斯麥有意為之，而是英特爾的選擇。英特爾時任CEO科再奇(Brian Krzanich)當時並不相信這項技術能夠達到在經濟上可行的規模。他繼續押寶已有技術，直到他所看到的EUV問題得到解決。當時，他也有理由感到自信：英特爾在尖端晶片製造製程方面一直領先於同行。

事實證明，這是一個誤判。台積電使用EUV製程的在2018年左右首次在技術上超過英特爾。台積電做的是所謂的代工業務：蘋果、英偉達和AMD等客戶設計自己的晶片，然後委託台積電製造。

英特爾製造流程被台積電甩開

同時，英特爾取代EUV的「多圖案」晶片光刻技術無法可靠地運作。當英特爾將製程微調到可以大規模生產時，台積電和三星已經在生產更先進的半導體了。

技術上的落後對美國產生了更深層的影響，因為台積電也向華為等中國公司供貨。從2019年開始，EUV技術製造的晶片被搭載在華為智慧型手機上。這麼一來，一項部分由美國資本資助、部分基礎研究在美國實驗室進行的技術，似乎可能會讓它的對手受益。於是，美國開始施壓荷蘭政府，阻止阿斯麥向中國出售EUV光刻機。

亡羊補牢

現在，英特爾仍在為當初的誤判而痛苦。

帕特·基辛格(Pat Gelsinger)在2021年接任英特爾CEO，他在今年4月表示：「我們當初採取了很多措施來避免對EUV的需求，但正如你所看到的，這導致我們在功率、性能、面積和成本方面落後了。”

股市表現也說明了這個錯誤的嚴重性。早在2012年投資阿斯麥時，英特爾的市值是英偉達的15倍，幾乎是台積電的兩倍。現在，它的市值已無法和這兩家公司相提並論：英特爾現在的市值為1640億美元，而台積電的市值達到了6500億美元，英偉達的市值更是衝到了2.2萬億美元。這在很大程度上是因為英特爾沒有採用EUV技術。

如今，基辛格正急於確保自己不會重蹈前任的覆轍。英特爾正在大力支持下一代EUV技術：高數值孔徑(High NA)，這種技術使用新的光學系統將光線聚焦到一個較小的點。英特爾已經在俄勒岡州的一個工廠安裝了第一個預生產模型。