一臺機器背後是五個國家的供應鏈:EUV光刻機為何至今只有一家能造
從B站一輪EUV光刻機科普熱潮切入,以供應鏈上中下遊與資本支出視角拆解ASML獨佔格局為何難以複製,以及中國追趕路徑的現實約束。
過去幾週,B站上一批關於EUV光刻機的科普與時評影片再度密集衝上播放榜。單支影片播放量從數萬到超過三百萬次不等,討論主題高度重疊:為什麼沒有一個國家能獨立造出EUV光刻機、中國現階段的光刻技術落在哪個檔位、荷蘭ASML的獨佔是否會被打破。這不是新聞事件,而是一個長期產業議題在出口管制持續收緊、國產替代敘事升溫的背景下,第三次、第四次被內容市場重新推上熱度榜。
與其糾纏「能不能造出來」的口水戰,更值得拆解的是這臺機器的供應鏈結構本身。理解了上遊零組件的分布,多數爭論的答案會自然浮現。
先看規模:一臺EUV多少錢、多少零件、多少供應商
依據ASML歷年財報與媒體公開報導的輪廓,新一代High-NA EUV光刻機(EXE:5000系列)單臺售價約3.5億至3.8億美元,前一代標準EUV(NXE:3600D)單臺約1.8億至2億美元。整機零件數超過10萬個,來自全球約5,000家供應商。ASML自己負責的最終整合與系統軟體,只是這條鏈的最後一環。
把上遊拆開看,幾個關鍵次系統各自對應一家近乎獨佔的供應商:
光源部分,EUV使用波長13.5奈米的極紫外光,由二氧化碳雷射反覆轟擊飛行中的錫液滴產生電漿激發,此技術源自美國Cymer,ASML於2013年以約25億美元將其收購。每秒5萬次的錫滴擊打、每次兩道雷射脈衝的時序精度,構成了整機最難的工程環節之一。
光學部分,EUV波段的光會被包括空氣在內的幾乎所有材料吸收,因此全系統必須在真空環境運作,且反射鏡面採用鉬矽多層膜。德國蔡司(Zeiss SMT)提供的反射鏡,若放大到德國國土面積,最高點的凸起誤差須小於一毫米,這是常被引用的表面精度比喻。蔡司與ASML之間是交叉持股的獨家關係,ASML持有Zeiss SMT約24.9%股權。
換言之,荷蘭能造出EUV,是因為ASML整合了美國的光源、德國的光學、以及散布在歐美日數千家的精密製造與計量能力。這也是B站那支獲得近50萬播放的影片「為什麼說沒有一個國家能自己造出EUV光刻機」的核心論點,而這個論點在產業面基本成立:難的不是單點技術,是供應鏈的每一層都要同時到位,且每一層的良率與精度都逼近物理極限。
為什麼整合者只有一家:資本支出的時間壁壘
EUV的研發史提供了一組有用的跨週期對照。從1990年代末期國際財團EUV LLC立項、Cymer的LPP光源路線勝出,到2013年第一臺商用原型機交付、2019年EUV真正進入臺積電與三星的7奈米量產,商用化走了約二十年,期間ASML累計投入研發與收購金額超過百億美元。這還沒計入英特爾、三星、臺積電以股權與預付款形式注入的研發資金,三家客戶在2012年合計認購ASML股權並承諾研發注資約39億歐元,用客戶資本鎖定了整合者的排他地位。
這種結構解釋了為什麼第二名遲遲不出現。EUV是典型的「一臺機器對應二至三家客戶」市場,2024年ASML全年EUV出貨約126臺系統(含認列收入與裝機),對應的買家只有臺積電、三星、英特爾與少量研究機構。在需求側如此集中的前提下,任何新進者投入百億美元級研發,都必須先回答一個問題:量產之後賣給誰。奈米壓印等替代路線至今未通過大量產驗證,多重工藝(multi-patterning)讓DUV深紫外光刻機能延伸到7奈米級製程,但這是以工序數倍增加、單片晶圓成本上升為代價的權宜方案。
對照另一個常被提起的問題:為什麼能造原子彈、卻造不出光刻機。核武是單一目標的一次性工程,規模可以靠舉國投入堆疊;光刻機是年出貨百餘臺、每臺十萬零件、每個零件都要長期良率的精密製造體系,考驗的是整個國家的工業基礎生態,兩者的難度性質完全不同。
中國的位置:從DUV國產化到EUV的距離
話題回到中國視角。目前可查的公開資訊顯示,上海微電子(SMEE)的量產型 immersion DUV 光刻機仍落在90奈米至28奈米節點的攻關區間,與ASML的NXE系列存在兩個完整世代以上的差距。高盛2025年一份被廣泛轉述的報告估算,中國光刻技術整體落後約十至二十年,這個判斷在B站相關影片的留言區引發大量爭論,但它與供應鏈現實的誤差並不大。
值得注意的是非傳統路徑的進展。清華大學團隊提出的穩態微光束(SSMB)加速器光源方案,試圖用粒子加速器產生高功率EUV光,繞開Cymer式雷射電漿光源的專利與工程壁壘;華為與國內設備鏈在2023年後陸續傳出原型機與國產零組件驗證的消息,但均未進入公開的量產採購紀錄。這些消息構成了熱榜內容的主要敘事燃料,也構成了估值市場的想像空間,其性質與先前分析的寒武紀薪酬與估值槓桿案例有幾分相似:國產替代預期先行,營收與出貨量兌現在後。
傳導鏈可以這樣畫:EUV出口管制收緊,直接承壓的是中國先進邏輯與DRAM廠商的製程推進時程,因為7奈米以下量產在現有工具條件下必須回退到DUV多重圖形,成本結構惡化;間接受惠的是國產設備與零組件廠商,以及驗證國產線的晶圓廠資本支出,這部分已反映在近兩年中國半導體設備採購金額的結構性轉移上,中國自2023年起成為全球最大半導體設備市場,SEMI統計的年度中國設備支出已突破400億美元。長期看,真正的變數在於SSMB等新路線能否把EUV的成本曲線壓平,這仍是假設,時程以十年為單位計。
收束:獨佔的根基是生態,破除獨佔也要靠生態
ASML的獨佔不是一臺機器的勝利,是光源、光學、計量、客戶資本四者互鎖的生態結果。任何試圖複製這臺機器的國家,面對的對手都是整條鏈,而非ASML一家公司。B站上反覆出現的樂觀與唱衰兩派,共同的盲點是把問題簡化成單點技術攻關;而供應鏈的歷史經驗顯示,這類整合型獨佔的鬆動,從來不是靠一次突破,是靠替代路線在成本曲線上緩慢逼近,直到某一天量產經濟性反轉。那一天何時到來,現有的公開數據還給不出答案。
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