北京時間4月12日，美國媒體周四發表文章，反思美國在半導體發展過程中從領先到落後的原因，其中包括本土芯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光刻機
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至關重要的作用，這項技術已成為當今人工智能(AI)革命的基石。然而，現在的格局是，一傢荷蘭公司壟斷半導體制造設備，亞洲制造商主導生產。
極紫外光刻機(EUV)可以說是目前世界上最重要的電子設備。它的問世造就後來的尖端芯片制造，實現芯片處理能力的重大提升，為新一代AI工具鋪平道路。OpenAI旗下ChatGPT、GoogleGemini等AI平臺執行的大量多層次計算，加快通常由人類完成的大量任務。EUV技術的獲取也成為美國的國傢經濟安全問題。
不過，麻煩的是，隻有一傢公司在生產EUV光刻機：荷蘭的阿斯麥。每臺EUV光刻機有一輛公共汽車那麼大，造價超過2億美元。迄今為止，阿斯麥已售出200多臺EUV光刻機，這讓它成為歐洲最有價值的科技股，市值超過3500億美元。
英特爾市值已遠遠落後於臺積電、英偉達
那麼，美國是如何拱手讓出這一關鍵技術的控制權的呢？其中部分原因是，隻有相對較少的芯片行業高管認為EUV可行。另一個原因是：美國當時的長期芯片霸主、全球最大芯片制造商英特爾的誤判。
美國的先發優勢
矽芯片由晶體管組成，後者本質上是一系列柵極和開關，構成現代計算中0和1的物理表現。為使計算機更強大，半導體工程師們一直在尋求把晶體管做得更小。上個世紀中葉發明的第一批晶體管大約有一厘米長。而現在，它們隻有幾納米寬，或者說十億分之幾米。
在芯片制造的最初幾十年裡，可見光被用來在矽上刻蝕圖案來制造晶體管，這一過程被稱為光刻。隨後，行業才轉向紫外光。20世紀80年代，科學傢們開始想知道芯片制造如何才能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傢實驗室：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，行業支持是必不可少的。1997年，一傢名為EUV LLC的公私合營公司成立，它得到美國公司英特爾、AMD和摩托羅拉的支持。最終，它的規模進一步擴大，納入光刻公司矽谷集團和阿斯麥。阿斯麥也加入歐洲的一個類似EUV研究聯盟。
當時，日本的尼康、佳能是光刻領域的巨頭。日本似乎是美國主導芯片制造領域的最大威脅。因此，美國不願在下一代技術競賽中幫助日本，而是支持矽谷集團和阿斯麥。阿斯麥將全部精力都放在EUV技術上，並在接下來幾年裡試圖發揮其潛能。2001年，阿斯麥斥資11億美元收購矽谷集團 ，從而在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。EUV技術非常復雜，其中涉及用高功率激光以每秒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。通過這種方式，電路圖案被刻蝕在晶圓上。
掩膜版的作用
鑒於這些設備的操作精度，由德國蔡司公司制造的鏡子必須要光滑得近乎不可思議：最大凸起隻有一個原子那麼高。阿斯麥表示，如果將鏡子比做一個國傢，那麼最高的凸起將隻有1毫米高。而且，用激光轟擊熔錫也很棘手。它需要定期清理，這意味著有很多停機時間。這讓人很難想象光刻機是如何做到經濟實惠的：半導體制造工廠幾乎需要每周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，它仍然需要註入大量資金。於是，阿斯麥求助其最大客戶：臺積電投資14億美元，三星電子投資9.74億美元，英特爾投資高達41億美元。當時，這三傢芯片制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。2018年，阿斯麥開始大量出貨EUV光刻機。盡管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臺是交付給英特爾的。
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：英特爾在尖端芯片制造工藝方面一直領先於同行。
事實證明，這是一個誤判。臺積電使用EUV工藝的在2018年左右首次在技術上超過英特爾。臺積電做的是所謂的代工業務：蘋果、英偉達和AMD等客戶設計自己的芯片，然後委托給臺積電制造。
英特爾制造工藝被臺積電甩開
與此同時，英特爾替代EUV的“多圖案”芯片光刻技術無法可靠地工作。當英特爾將工藝微調到可以大規模生產時，臺積電和三星已經在生產更先進的半導體。
技術上的落後對美國產生更深層次的影響，因為臺積電還向華為等中國公司供貨。從2019年開始，EUV技術制造的芯片被搭載在華為智能手機上。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：“我們當初采取很多措施來避免對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。”
股市表現也說明這個錯誤的嚴重程度。早在2012年投資阿斯麥時，英特爾的市值是英偉達的15倍，幾乎是臺積電的兩倍。現在，它的市值已無法和這兩傢公司相提並論：英特爾現在的市值為1640億美元，而臺積電的市值達到6500億美元，英偉達的市值更是沖到2.2萬億美元。這在很大程度上是因為英特爾沒有采用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更小的點。英特爾已經在俄勒岡州的一個工廠安裝第一個預生產模型。