三万字采访，复盘ASML的崛起

公众号记得加星标⭐️，第一时间看推送不会错过。

在去年九月，计算机历史博物馆邀请了 ASML 的前总裁兼首席技术官 Martin van den Brink并对其进行了采访。众所周知，ASML 是当今世界上最重要的公司之一。事实上，我倾向于认为它本质上是唯一一家维持摩尔定律生命力的公司。Martin van den Brink在ASML的崛起过程中，无疑扮演了很重要的角色。

为此，计算机博物馆对其进行了长达数万字的采访，以从侧面了解这家光刻机巨头的成长。

以下为采访速记翻译：

Q：你能告诉我们一些关于你早年的经历，成长过程是怎样的，以及你是否有任何爱好或特别的兴趣，你的父母是什么样的，诸如此类的事情吗？

Martin van den Brink：好的，首先，我公开过我早期的技能发展并不全面，我有阅读障碍，所以这在开始阶段对我读完大学造成了一些障碍。因此，我在荷兰教育体系中走了一条特殊的路径，经历了所谓的职业技术教育，比如初级技术教育、中等技术学校、高等技术学校，最后进入大学。所以当我进入大学开始学习物理时，我已经超过20岁了。我非常有兴趣自己动手做东西，比如拥有自己的轻便摩托车之类的，或者对房子进行结构性改造。所以我最初非常注重实践，这与我早期的教育经历是一致的。

Q：明白。当你学习物理时，能告诉我们是什么吸引了你学习物理吗？

van den Brink：这是个好问题。如果你看荷兰早期的教育体系，我当时无法直接开始学习物理，所以我先成为了一名电气工程师。所以我大部分的教育背景是在电气工程领域，但我当时发现，作为一名电子工程师，翻阅 Motorola 和 TI 的目录，研究芯片组和晶体管，然后将这些东西组合起来。对我来说，在那个时候，这些组件背后一定有一个世界，因此，一定有一个比仅仅连接组件和导线更广阔的世界值得去探索。这促使我去学习物理，以获得更广泛的背景。这就是为什么我在本科和硕士阶段选择了物理。

Q：物理学的具体哪个方面？当然，这是一个非常大的领域。

van den Brink：是的。考虑到我刚才解释的背景，我不是一个搞理论的人。虽然我很热衷于扎实的理论，但我不是从理论的角度来开展我的工作或学习的。我在70年代末开始学习物理——事实上我是1980年开始的，那是第一次能源危机，所以我的硕士论文是关于区域供热的，这与我在 ASML 的第一份工作毫无关系。事实上，这是我申请工作时的劣势之一。但或多或少，我对能源危机投入了很多精力，我觉得我必须做点有益的事，所以我做了区域供热研究。信不信由你，那时候我学到了很多关于热建模的知识。信不信由你，今天，当你观察先进的光刻机时，其精度在很大程度上取决于你处理热问题的能力。所以归根结底，我教育背景中扎实的一部分仍然可以应用在 ASML，尽管我在光学方面必须做大量的补课。

Q：是的，没错。我们稍后会回到光学在你们机器中的作用，那是绝对基础的部分。你愿意告诉我们一些你从大学毕业后的情况吗，你的第一份工作是什么，以及你最后是如何加入 ASML 的？

van den Brink：嗯，这很简单。我的硕士论文是关于区域供热的，本应在1984年1月毕业。所以我在83年底开始找工作。像许多人一样，你会向像 Philips 这样的大公司申请，我也是这么做的。我在1983年秋天受邀前往 Philips，然后那个业务部门——我当时由于年纪太大，无法被聘为研究人员。当时 Philips 的研究人员都是更年轻的人。考虑到我之前的教育经历，我当时26岁，在那个年纪，你不会进入研究轨道。我走的是工业轨道，而那个工业部门——也就是科学与工业业务部，包含了光刻部门。

Q：Philips 当时是光刻领域的主要参与者吗？

van den Brink：不，那是故事的另一部分，我们应该往回追溯得更早一点。但你知道，我们是怎么到那步的？我在那家公司四处参观，看了各种各样的事情，由于我有软件副学位，他们想把我推向软件领域。作为区域供热研究的一部分，你需要大量的模拟工作。但我发现那并没意思。于是，我准备在没拿到工作的情况下回家，然后 Wim Troost，其中一位高管，给我看了 ASML 的手册。我翻了翻手册，“当然，我接受。好吧，我们三月见。”事情就是这样发生的。所以那是最后一刻决定的，我没有看——没有和任何——没有和我的潜在老板或同事谈过。我只是被 Philips 的高管雇佣进了 ASML。

Q：现在，你能为观众解释一下 Wim Troost 这个人是谁吗？

van den Brink：Wim Troost，是的，还有他的老板 George de Kruyff。他们也是当时与 Arthur del Prado 一起负责合资企业的两个人；他们向我展示，“如果你做这个，你将不会加入 Philips 这样的大公司，而是加入这个合资企业，”我一点也没有被那个分心。我说，我只是想做一个复杂的系统，而这似乎有很多让我感兴趣的方面，所以这就是为什么我接受了这个职位。

Q：明白。你在新工作中的首要任务是什么？你当时负责什么？

van den Brink：嗯，在1984年我加入时，Philips 和 ASMI 之间的合资企业才刚刚确定，我们整个团队大约有50人，50个人，完全被任务压得喘不过气来，而且（当时）还没有成功。在那之前，只有在奈梅亨和汉堡的半导体设施中有运行中的 Philips 系统，我们在（佛蒙特州）伯灵顿的 IBM 有一个系统，但它没有投入生产。这就是我加入时的环境。我们当时有一台四英寸晶圆机器，想法是，四英寸目前还可以，但我们需要达到下一个里程碑。我们需要转向六英寸。由于我们没有六英寸的计划，大多数客户没有选择我们，而我当时被要求负责新型六英寸步进式光刻机的对准系统和掩模版管理系统。

Q：那么对准系统是做什么用的？

van den Brink：在光刻中有三件事非常重要。首先是成像。如果成像不对，那就别提了，没必要考虑下一步。接着是下一步，如果你有了图像，你需要将其定位在正确的位置，因为它需要构建成一个三维结构。所以图像，即后续的图像，需要相互对准。如果它们不对准，各种堆叠的层就无法连接，因此对准精度需要达到你最小特征尺寸的一小部分，这被称为套刻精度（overlay）。而对准就是那个子系统的一部分。当你搞不定这个时，一切都无从谈起。当你搞定了成像和套刻精度，接下来你就希望产出尽可能多，即生产率。这就是光刻中的三要素。

Q：关于对准，为了进一步深入探讨，它是依靠掩模版上的基准标记吗？或者它是如何进行对准的？

van den Brink：在那个时候，我们以“通过镜头对准（TTL: through-the-lens ）”而闻名。这意味着我们直接将掩模版与晶圆对准，所以在一开始我们确实依赖标记，或者如你所说的基准点。随着时间的推移，我们对此进行了不同的改变，但在那时，成名之作就是你直接从掩模版对应到晶圆，这意味着你的晶圆对掩模版有一个直接的参考。

Q：好的，为了设定当时的竞争格局，你能告诉我们当时你们的竞争对手是谁吗？

van den Brink：嗯，我们当时当然有 PerkinElmer，他们的 Micralign 非常成功，我确定你们的历史中心肯定也有这台机器。那是一台神奇的机器，他们在73年推出的。Philips 在实验室里也有他们的第一台步进式光刻机研究原型，大约也是在73年，当我加入时，人们吹嘘这个 PerkinElmer 系统有多么愚蠢，而我们有多么先进。但真正的问题是，当时的市场还没准备好接受先进的步进式光刻机，在70年代到80年代，通过1:1的投影对准，使用那样一台简单的机器，你可以在几个月内就赚回机器成本。所以那是一个非常成功的项目。成功到 PerkinElmer 在及时准备下一步时遇到了问题。于是 GCA、Nikon、Canon，以及后来的 ASML，顺势切入了市场。

Q：太棒了。那么，日本公司呢——

van den Brink：Nikon 和 Canon。我想在我们开始的时候，我们面对的是 GCA，PerkinElmer 已经不再扮演主要角色了。事实上，在 Philips 和 ASMI 成立合资企业之前，PerkinElmer 曾试图收购 ASML，但后来失败了，他们最终收购了列支敦士登的 Censor AG，但那家公司从未真正起色。所以就我们而言，真正的竞争对手是 GCA、Canon 和 Nikon，而 GCA 很快就无法跟上市场步伐了。所以在历史的大部分时间里，我们的对手是 Nikon 和 Canon，而其他的像 COBILT、ASET，还有其他几家如 Hitachi，他们从未扮演过实质性的角色。

Q：我想提的一件事是，我认为那是出自你的一句话，别担心，是在《Focus》里的，大意是说机器在交付时仍然需要在现场进行一些重新配置。我觉得这非常吸引人，因为这融合了多领域的知识：光学、电子学、物理学，也许还有一些心理学。谁知道呢？

van den Brink：嗯，我在学习期间还辅修了心理学，我确实修了一门课，那是当时我教育背景的一部分。

Q：非常好，是的，嗯，我认为这很有用……

van den Brink：人们试图让我掌握 MBA 知识，比如商业计划书里的数字。我觉得那些数字没什么意思，所以我选择去修哲学和心理学作为辅助教育。

Q：噢，我认为这实际上是一个非常好的选择。

van den Brink：当我们开始行动，当我们不得不处理业务时，我们自然会学会业务。

Q：是的。现在，我想触及关于 IMEC 以及你们与他们关系的一点。你能跟我们聊聊这个吗？

van den Brink：是的，这是一个非常好的问题。在应用方面，我是一个搞机器的人，在我的职业生涯中，我可能在工作中学会了整个应用部分，但我本质上仍然是一个搞机器的人，对吧？也就是金属、光学和运动控制。

Q：比如，相对于软件而言。

van den Brink：是的，但也有软件。我当时也辅修了软件。在我受教育的时候，大学里还没有计算机科学。所以你当时做的是，学习物理，然后辅修数学或数值数学，并且/或者编写软件程序。所以我在学习期间编写了很多软件程序，但不是为了商业用途。我仍然是一个搞机器的人，我发现为了让系统在晶圆厂（fab）运行，它需要与掩模版、显影机里的光刻胶配合工作，并且需要在生产中达到一定的良率等等。

van den Brink：在那方面我们当时一无所知。我想，在那方面，我们最初与 IMEC 的合作——他们能够在他们的场所吸引大量的核心客户，我们利用我们最先进的系统进行演练以了解其性能，这给了我们巨大的帮助，在直接从客户那里学到这些之前，拓宽了我们对系统如何在晶圆厂中使用的理解。与成立于1984年（几乎与 ASML 同年）的 IMEC 合作，使我们双方的成功倍增：我们的成功和 IMEC 的成功是相辅相成的。直到今天，我仍然认为 IMEC 可能是所有主要客户汇聚一堂的最大研究机构。当然，他们无法像我们在步进式光刻机上那样扩大业务规模，但我们可以说，我们几乎是共同推动了彼此的成功。

Q：那么，IMEC 是一个——请帮我理解一下，是来自世界各地的公司，还是仅仅是欧洲的公司会去的地方？

van den Brink：是的，遍布全球，三星、台积电、海力士、英特尔、美光，都在参与其中。

Q：那么他们会获准使用这些设备并进行试用吗？是这个意思吗？

van den Brink：我觉得用“试用”这个词有点太宽泛了。我们的机器是被用来进行他们的工艺开发。所以并不是说工程师们只是来看看我们的机器。他们是在为下一代芯片的竞争前阶段做工艺集成，而在做这些工作时，他们需要进行曝光，我们的系统就在那里负责曝光。所以，我们始终是那种先进工艺的一部分。那些工程师通常是被派驻到 IMEC 工作的，一段时间后他们会回到母公司，而当进行设备选择时，在 IMEC 的经验当然总是会起到一定的作用——其中一些人已经习惯了 ASML 的系统。

Q：明白，对于那些不了解的人来说，IMEC 是一个由欧盟资助的全欧洲性质的研究机构，对吗？

van den Brink：是的。由政府资助，还有Flemish政府，但它也由客户资助。如今，很大一部分资金是来自他们的客户，也包括像那些想要了解芯片是如何生产的无晶圆厂（fabless）大公司。

Q：明白。现在跟我们聊聊，稍微深入一点物理学，我回想起，你知道，当 Robert Noyce 显然是去旧金山的一家相机店买了几个16毫米幻灯机镜头，那就是他的第一台接触式/缩微打印机——最早的集成电路之一就是这样制成的。所以你把那个与现在 ASML 光刻机中近一百万个零件、成本和尺寸相比，光刻技术自早期以来走过的历程简直不可思议。我很想听听你的想法；你认为光刻技术有终点吗，一个达到物理极限的终点？

van den Brink：所以这听起来可能有点傲慢，但我认为光刻技术不太可能决定终点。非常可能的是，整个过程——这是一个非常面向未来的问题——更多地取决于芯片的发展方向，而不是光刻技术本身。所以如果你观察芯片的历史，在整体的缩放趋势中，也就是我们所说的摩尔定律，在摩尔定律之下，有丹纳德缩放定律（Dennard scaling）。来自 IBM 的 Robert Dennard，那个搞 DRAM 的人，他提出了一个非常简单的假设：如果你把东西做得更小，东西就会变得更便宜、更快、能耗更低。

而这在芯片发展的前40年里，一直在推动着芯片的成功，即一切都变得好得多。这种情况持续到2000年代中期到2010年，当时功率密度达到了极限。所以你无法再提高主频。而且每次当你做得更小时，并不是所有事情都如你所愿。于是就有了多核。今天，有了3D集成。所以我们看到，台积电的刘德音（Mark Liu）在斯坦福大学教授黄汉森（Philip Wong）的支持下，在 IEDM上发表了一篇论文，他们说系统缩放可能会持续到至少2040年。它能够交付系统。但这不仅来自于光刻。它还来自于系统集成之类的事情。

Q：比如芯粒（chiplets）？

van den Brink：比如芯粒，而且，我们今天看到的是缩放速度正在降低，物理层面的缩放速度，但系统集成方面的努力正在扩大。因此，至少在可预见的未来，至少从现在起10年、15年内，它将继续缩放，而光刻缩放本身将继续减慢，并且考虑到未来光刻缩放的情况，很可能不再需要转向更短的波长。

Q：似乎——而且芯粒让这一点变得相当明确——你可以优化运行每个芯粒所使用的工艺节点……

van den Brink：没错。是的，但芯粒还需要更多的东西，因为 EDA（电子设计自动化）厂商需要跟上，并确保能够完成整个 3D 系统的优化。目前 NVIDIA 的高端芯片是你能买到的最好的，但从理论角度来看，它并不是你能拥有的最佳架构。所以，你每次都能看到的是，行业会围绕某种特定技术进行整合，并尽可能长时间地利用这项技术，然后等待下一次颠覆。因此，为了获得下一水平的计算性能，需要更多的颠覆，并且在未来10年内也会发生。

Q：对。我想你可能也会同意这一点，即有大量的应用场景根本不需要最新的工艺节点。

van den Brink：不计其数。

Q：也许大部分的……

van den Brink：我在这里说得有点激进，包括我的措辞，目前的 AI 几乎是懒惰的，更倾向于扩大模型规模，倾向于增加学习周期，而不是简化模型以减少学习周期。所以我们用高性能计算宠坏了这个行业，他们像用软管接水一样挥霍它。但从长远来看，考虑到总能耗和成本等其他因素，这很难维持。长远来看，这会成为一个问题。所以我们不仅需要致力于计算机系统的系统优化，建模的效率也非常重要。但目前——这就是为什么 AI 对高性能芯片有好处——目前，芯片可以在能耗和速度方面提供真正的价值。市场会接受它，因为它允许他们扩大模型规模，这是目前获得 AI 智能最便宜的方法，或者说是迄今为止最便宜、最有效的方法。而且是的，数据量的增加也将带动成熟半导体的出货量。

Q：现在，你曾研制过一台机器，我相信它叫 PAS 5500。

van den Brink：是的。

Q：你能跟我们聊聊它吗？那是你的第一个重大项目吗？

van den Brink：是的。在80年代我加入时，我处在一个“盲人国度”，在那里，如果你有一只眼睛，你就赢了。当时只有50个人。我本可以很快成长为一名首席工程师，并成为 PAS 5500——即 PAS 2500 团队的一员，该团队本应在我加入两年后的1986年1月向 Philips 交付第一台机器。但你刚走出大学校门，对光刻一无所知，却需要在两年内开发出一台完整的机器，那并不是在我的全面领导下完成的。我只负责了对准系统和掩模版管理系统。1986年，我在 SPIE [的微光刻会议上发表了我的第一篇论文，我第一次来这里是在1985年，也就是我出现在圣克拉拉万豪酒店的一年之内。我改进了对准系统，还改进了掩模处理系统。当时我还提议使用 SMIF [Standard Mechanical Interface] 盒来存储掩模版，这早于 SMIF 盒在晶圆上的应用。

Q：那是什么？

van den Brink：SMIF 是由 HP 发明的一种标准机械接口。发明它的那个人叫 Mihir Parikh，我猜他可能也在（计算机历史博物馆的）历史中心里。他把这个项目从 HP 剥离出来成立了公司，并开发了如今用于晶圆的 SMIF 盒。我当时将这个概念应用到了掩模版上。那是我们在第一台 PAS 2500 上进行的创新之一，至今仍在沿用。

Q：所以，你们的机器必须能够接收 SMIF 盒？

van den Brink：是的，但当时没有其他人这么做。同时也因为人们意识到缺陷，尤其是掩模版缺陷，当然是非常致命的。就在同一时期，我们开始在掩模版上使用防尘薄膜（pellicle），但我们将它们放入 SMIF 盒中以提供更好的保护。

Q：明白。现在，有一件事确实让我感到惊讶，那就是掩模版的造价，它们贵得令人难以置信。这其中有什么原因吗——显然它们必须是完美的，并且极其……

van den Brink：对掩模版的这种“偏执”是巨大的，是的，而且一直以来都是巨大的。我记得，当我谈到光刻历史时，有时我会谈到基于成像的光刻。在那之前，即70年代之前，使用的是接近式对准（proximity alignments），你拿一个掩模版，让它与晶圆接触，然后在上面放一盏灯。等待几秒钟，然后显影出影子图像。这存在多个问题，但最显著的问题是，在处理几片晶圆后，你就会怀疑掩模版的质量，因为会有光刻胶粘在掩模版上。你的缺陷被留在了上面，然后接下来的每一片晶圆都会复制那个缺陷。

van den Brink：因此，掩模版曾是工艺中最昂贵的部分，也是光刻成本中最关键的因素之一，因为你必须不断更换掩模版。所以，掩模版行业拼命工作，以确保每次你都有一个干净的掩模版，让客户能够在同一块掩模版上处理更多的晶圆。当时掩模版的成本很高。后来，通过所谓的接近式光刻（proximity lithography）得到了改进，即在晶圆和掩模版之间留一个非常小的缝隙，但仍然有很大几率产生缺陷。这已经有了进步，但光刻技术真正的突破发生在1973年，当时 PerkinElmer 推出了1:1投影对准机，掩模版和晶圆被成像系统隔开。今天，PerkinElmer 的残余部分是 ASML 的一部分。我们在2001年收购了 PerkinElmer 的业务遗留。

van den Brink：所以我对这个故事非常熟悉。对那些人也非常了解。那是当时光刻领域最伟大、最重大的发明，当时 Philips 的人和一些其他人正在制造步进式光刻机，但他们（PerkinElmer）领先于所有人。更廉价的方法是，你有一片晶圆，一个掩模版，将它们分开，然后你几乎可以手动推着同时固定在一个公共工作台上的晶圆和掩模版，穿过一个照明系统。但当你开始迅速缩小尺寸时，精度就成了问题，所以你必须进行修正……你必须在整个晶圆范围内实现修正和套刻精度，这在70年代末变成了一个日益严重的问题。

就在那时，在80年代，GCA 开始走向成功。还有 Nikon 和 Canon，你开始对单个裸片（die）或芯片进行子曝光，然后移动到下一个位置，下一个，再下一个。所以你就有了步进重复系统。后来演变成了步进扫描系统，至今仍是如此。与此同时，你最初将掩模版图案尺寸缩小了5倍，现在是4倍，所以由于你做了缩小倍率，晶圆上的误差就变得更容易容忍一些。

Q：在继续之前再问一个关于这方面的问题：是什么机器或工艺制造了掩模版？

van den Brink：除了单束光学直写机外，主要是电子束（e-beam）机器。是的。这很有趣，当我开始面试 ASML 或 Philips 的工作时，正如我所说，Philips 有处理光刻的业务部门，包括电子束和光学。所以当我三月份第一天上班时，我四处参观并会见新同事，有人问我：“你是电子束业务的，还是光刻，即光学业务的？”我说是光学业务，许多人看着我，露出了非常同情的表情，说：“你知道吗，你选错行了。首先，光学部门将分拆成一个合资企业，”这在我入职前就知道了。第二点是，“1微米以下的一切都将属于电子束，”这是40年前、41年前的说法。

如你所知，历史已经定论，光学仍然存在，电子束也仍然存在，但电子束是一个耗时得多的过程，晶圆生产承担不起。但对于掩模版来说它是必需的，因为你面临着鸡生蛋、蛋生鸡的问题。你需要将你的设计转换为一个直写文件来刻画掩模版，这就是电子束发挥作用的地方。

Q：我最近采访了 Agilent 的首席执行官，我问他：“你看，你们的设备被广泛使用，比如你们那台100 GHz的示波器，当产品已经处于工程和物理可能性的极限时，你们是如何创造产品的？”所以我想问你同样的问题。

van den Brink：嗯，继续谈谈电子束和光学……任何工具的分辨率极限都是瑞利分辨率极限（Rayleigh resolution limit），或者说是最小分辨率截止极限，由曝光光的波长和光学系统的张角决定。现在，谈到电子束，你也可以将确定的电子粒子表现为具有波长的连续波：你可以将电子的能量转换为波长。你会得到同样的方程。然后你会发现，在电子束上，你可以获得任何你想要的实际分辨率，对吧？所以，你几乎可以达到任何分辨率，唯一的限制是分辨率越小，系统速度就越慢。这与电子间的相互作用有关。

van den Brink：光学还存在以下问题：为了缩小——如果你观察光学的瑞利极限，它大约与芯片制造发生的维度相同。所以，我们的问题一直以来都是，每次我们不得不选择波长时，很快该波长就不再适合制造下一轮产品了。这就是为什么我加入时普遍的情绪是“电子束将会到来，因为电子束要简单得多”。电子束的波长已经足够小，你可以制造任何你想要的东西。然而，经济性是它从未实现的原因。这就是为什么只有掩模版厂商能负担得起继续使用它。但随着尺寸变得更小、更密集，掩模版的成本——包括其检测、材料和工艺——都会增加。

其次，当你进入步进重复模式时，你的缺陷变得更加致命，因为如果你进行 1:1 投影，假设你在晶圆上制造 100 个芯片，你有一个 1:1 的掩模版，如果你有几个缺陷，那么只有几个芯片受影响。但如果在步进式光刻机上，掩模版有一个缺陷，你就会重复这个缺陷。如果晶圆上有 100 个或更多管芯，那么每一个管芯都会有缺陷。所以你的缺陷限制是非常疯狂的，这也是掩模版昂贵的原因之一。我想如果你找个掩模版车间的人，他不会谈论昂贵，而是会谈论掩模版的价值，因为如果你有一个好的掩模版，没有什么比一个好的掩模版更值得了，因为你只需把它放进步进机里使用，你每小时就能产出数百片高良率的晶圆。

Q：那么现在，每一层都有它自己的掩模版，对吧？

van den Brink：没错。是的。嗯，那是过去的情况。

Q：那么现在的典型芯片有多少层？

van den Brink：嗯，在我开始的时候，大概有 12、13 层。逻辑芯片有 20 层。今天可能超过 100 层了，当然如果你把双重曝光（double patterning）算进去的话。所以，我们现在的层本身就由多次曝光组成，涉及多个掩模版和多个工艺步骤才能完成最终图形化。

Q：回到 5500，它在市场表现如何？那是一个成功的产品吗？PAS 系列？

van den Brink：这是一个很好的点。或多或少，有几件事决定了光刻技术的里程碑。决定机器更迭节奏的是晶圆尺寸和波长的变化。掩模版的变化非常保守，并没有改变多少次，对吧？所以，每次我们改变波长，主要改变的是光学系统，而不是机器。而每次我们改变晶圆尺寸，我们必须把整台机器翻个底朝天，因为工作台和机器框架需要适应更大的范围。你还需要一个更大的晶圆搬运器。

5500。2500 是在 1986 年从 4 英寸到 6 英寸晶圆的转变，当时我们在市场上还籍籍无名。所以，我们获得了最初的业务，但在那个十年的剩余时间里都在亏损。到了 1980 年代末，出现了向 8 英寸晶圆扩展的需求。我当时接手了那个项目，全权负责整个 5500 计划。但如果你改变了晶圆尺寸，它允许你重新思考机器的设计概念。

van den Brink：所以，在 5500 上我们所做的是，我们非常渴望建立一个模块化系统。事实上，当我们向 IBM 出售第一套系统时，我们当时与 IBM 设定了这些里程碑，而后来成为 IBM 董事会成员的 John Kelly，在那时是负责设备工程的主管。这就是我结识 John 的缘由。我们当时与 IBM 合作，这个系统与其他系统不同：它是模块化构建的。然而，我们当时还没有该系统的订单。为了说服 IBM 给我们订单，我们在 91 年初决定向 IBM 演示我们可以构建整个系统。如果我们能展示如何在几小时内组装出一台系统，IBM 就能信任 ASML 有能力做到。接着海湾战争爆发了。他们取消了行程，因为考虑到海湾战争期间潜在的敌对风险，美国公民出境旅游受到了警告，我们当时坐在那里想，“那我们该怎么办？会议已经定好了。大家都准备就绪，蓄势待发，但我们仍然没有拿到 IBM 的订单。”

于是，我们制作了一段组装视频，那段视频至今仍然存在。我们照常进行了评估，只不过是在摄像机前，就像我们现在这样，这在今天很普遍，但在那时，做这种事并不多见。于是，我们请来了摄像团队。我们让团队中的每个人按照原计划进行同样的演示，拍摄了视频，带着视频登上了几乎坐满了逃回美国的乘客的飞机，然后把视频展示给 IBM 看，就像现场直播一样。他们深受震撼。那段视频中有一部分展示了我们可以在两小时内组装好 5500。我们找了几名装配工程师——工作流程本身就是演示的一部分——他们拿着这些模块，得益于模块化设计，他们能在两小时内完成组装，这给 IBM 留下了深刻印象，最终促成了订单以及向 IBM 交付系统等后续事宜。当然，当我们结束评估，在晚上 8 点前去波基普西的烹饪学院吃晚饭时，厨师把我们叫了过去，他在厨房里放了电视，让我们看乔治·布什宣布海湾战争爆发的新闻，但我们还是得返回。这就是关于 5500 的故事。

Q：是的，哇。除了 IBM，你们还有这台机器的其他客户吗？

van den Brink：当然有。我们最初的客户并不是那些老牌巨头，不是 Intel，不是 Motorola，不是 Toshiba，也不是 TI。我们当时拥有的是那些我称之为“饥渴的客户”，比如 80 年代的 AMD、美光（Micron）和台积电（TSMC）。台积电——回到张忠谋（Morris Chang）的故事，在 80 年代它还不是一家大公司，只是一个小机构，但它们得到了 Philips 的支持，所以我们也向台积电和那些客户供货，而这三家公司在今天，我会说，都是行业的赢家。所以我们很幸运，能拥有愿意与我们结盟的客户，并与我们的客户共同成长。5500 的特殊之处在于，我们开始吸引像 IBM 这样的大客户，后来还有三星和（当时的现代集团，即现在的） SK 海力士。

Q：是什么吸引这些客户选择了你们的具体产品？

van den Brink：所以，信不信由你，最初的客户对光刻分辨率没那么感兴趣，因为反正他们当时处于落后地位，他们更关注成本。这在很多人听来可能觉得 ASML 谈成本很奇怪，因为我们给人留下的印象是昂贵。我们在售价很高的意义上确实昂贵，但我们谈论的总是所有权价值（value of ownership）。这意味着相对于你支付的金额，你能获得多少生产率。我们相信，多年来我们一直是所有权成本（cost of ownership）方面的冠军，直到今天也是如此，这意味着机器运行得非常快。因此，高速运转下的性能表现，在我们的历史长河中很大程度上一直是我们的核心差异化优势。

Q：请跟我们聊聊制造这样一台机器所涉及的一些不同学科。

van den Brink：以 2500 为例，这是我的第一个项目，我负责对准和掩模版处理。当我们开始组装系统时，我们有测试架。我们尝试在测试架上推行模块化，并开始建造机器。当我们的工作台（stage）可以运行后，就把它放入系统中。然而，在整台机器完工后，突然之间，整个东西都发生了共振。由于速度的原因，当你开始加速时，动力学特性会震动整个系统，你无法获得一个可预测的集成过程。

从那时起，我们决定采用数字控制，这在当时并不是常规做法，我们开始对整个机械架构进行仿真。直到今天，我们在这方面已经变得非常先进，我们依然认为 ASML 在机电一体化（mechatronics）领域是世界领先的。通过仿真，你可以精确地模拟物体的动力学行为以及你如何控制它，从而能够将速度和精度推向极致。这就是机械、电子和软件交汇融合的学科之一。

Q：另一个伟大的——比如像 COMSOL 这样的程序，这种多物理场仿真程序能够——

van den Brink：是的，在——回到我宽泛的物理背景，如果你谈论仿真，机械和动力学仿真是非常精确的。如果你了解结构，你可以计算到三位有效数字的共振频率，光学建模也非常精确。但谈到热力学——我的专长是区域供热——热力学很难精确建模，因为其边界条件的准确性非常难以掌握。

Q：明白。让我看看。我想问你一个宏观的问题。我们提到过，每当发生两件事之一时，ASML 就会采取相应的步骤：要么是晶圆尺寸改变，要么是波长改变。在我们深入探讨之前，我很好奇更大的晶圆尺寸，比如硅锭（ingots）——硅锭的可获得性与机器的可获得性之间存在怎样的博弈？

van den Brink：这是一个非常好的观点。关于硅锭，你可能需要找更专业的人来谈论如何获得大型硅锭。但关于晶圆尺寸的情况是，工厂里大多数工具的生产率是随晶圆表面积增加的。只有少数工具无法从更大的晶圆中获益，那就是量测工具和光刻工具，因为它们的生产率是随硅片的平方米数缩放的，与晶圆尺寸无关。所以，自从我们在 80 年代初放弃了整片晶圆曝光而转向步进重复曝光后，如果你制造更大的晶圆，你在曝光晶圆上花费的时间会线性增加。因此，在晶圆厂中，量测和光刻的缩放方式与工艺工具不同，后者的生产率是按晶圆数量缩放的。但由于工艺工具在那时仍然是晶圆厂的主要成本支出，降低成本的一种方法就是转向更大的晶圆。

Q：是的。而且，我的意思是，我认为摩尔最初论点的核心至少有一半在于，晶圆密度与成本和效率同样重要——

van den Brink：是的，所以人们狭隘化了摩尔定律的含义——鉴于丹纳德缩放定律（Dennard scaling）的成功——将其仅仅等同于缩放，但摩尔定律要宏大得多，我认为丹纳德定律只是摩尔定律的一个子集。如果你更仔细地阅读他的文章，我相信你在 Intel 的同事会在这方面帮助你，他所拥有的——他的愿景是惊人的。看看今天发生的事情，3D 集成和芯粒（chiplets），他在 65 年就已经（部分地）预言了这些。

Q：噢，这很有意思。我会再去读一遍。太棒了。

van den Brink：嗯，你必须——你不能只把他看作是把东西变小。系统缩放（System scaling）就在他 65 年的文章里。Gordon Moore 如此具有远见且准确，真是令人惊叹。

Q：我想 Noyce 似乎也说过一些话，如果解读得当，在某种程度上也能暗示芯粒的概念……

van den Brink：是的，虽然不那么明确，但像今天某些人那样狭隘地解释 Gordon 预测的趋势对他是不公平的。如果你看他对缩放的观点，它是包含更大的系统和堆叠的。

Q：还有对封装的强调……

van den Brink：没错。

Q：请告诉我们多年来供应链对 ASML 的重要性。

van den Brink：好的。这对我来说是一个复杂的话题，因为我大概应该大谈特谈我们是多么无限聪明，以及我们如何深思熟虑地选择了供应链系统来让公司变得更好。但现实情况不同，如果你规模很小，只有 50 个人，你的能力非常有限，想要快速前进只有一条路，那就是寻找盟友。这意味着我们与 GCA、PerkinElmer、Nikon 不同。我们没有进行垂直整合，所以我们尽可能多地与供应商合作，并不是因为我们觉得这是最聪明的做法，而是因为这是唯一的快速起步的方法，这种方法最终在我们的整个发展历程中帮助了我们快速行动。给你举个例子，如果你从干式光刻转向使用水的浸没式光刻，你需要一种公司内部根本不具备的工艺能力和胜任力。因此，如果你拥有一个强大的知识网络来做这件事，你就能取得更大、更快的进步。这就是为什么在这些新领域，我们相对于竞争对手总能移动得比较快。

Q：其中一部分是通过收购实现的，对吧？当然还有招聘。

van den Brink：嗯，我们的收购策略是双重的。我们的第一项收购是为了拓宽我们在光刻曝光方面的能力。所以，今天我想除了步进机业务外，我们还有一个目前销售额达数十亿美元的大型应用业务，通过不仅尝试进行曝光，还尝试对曝光进行量化评价，并建立反馈回路以及在掩模上设置 OPC，使我们拥有了比单纯光刻更广泛的能力基础。并不是每一个要素都要涉及，而是在我们觉得可以发挥作用的地方。例如，我们在 90 年代末收购了 Mask Tools，2006 年又通过收购 Brion 进行了强化，这使我们现在成为了 OPC 领域的全球领导者之一。

Q：你能告诉我们 OPC 是什么意思吗？

van den Brink：是的，我正准备说。OPC 是光学邻近匹配（译注：此处作者口误，通常指 Optical Proximity Correction 光学邻近校正）。如果你在缩短波长方面遇到了瓶颈（我们一直以来都在缩短波长），你仍然希望获得更高的分辨率，但鉴于波长限制，分辨率就在那里。你正接近我们所说的衍射极限。当你接近衍射极限时，成像对于每一个特征来说不再是线性的，所以如果你在掩模上有不同的特征，它们不会被线性地印刷出来。而现在你所做的是——既然这是光学问题，你可以非常准确地预测这种线性度是多少——你在掩模上给出一个补偿量，称为光学邻近校正（OPC），这样你的掩模看起来不像预期的晶圆图案，但当你对掩模进行成像时，它就会呈现出让芯片工作所需的预期图案，这就是 OPC。

为什么这很重要？因为 OPC 当然能为你的建模提供可信度。而那种 OPC 知识和仿真能力，现在使我们能够为了获得最大的工艺窗口（process windows）来设定系统。如果你看我们面前的这台摄像机，对大多数人来说，只有对焦和曝光时间，仅此而已，非常简单。而今天的核心光刻机里有数千个旋钮，用来调整照明轮廓、调整 NA（数值孔径）、调整光学系统、调整整个系统。现在，既然你可以在 OPC 中进行建模，这种建模能力就能帮助你改进系统设置，以获得更好的图像、图像工艺窗口和控制能力。这与量测技术（metrology）相结合，能带给你好得多的光刻结果。因此，通过这种整体协作的方法（holistic approach），我们能够比最初没有这种方法时更好地达到成像边缘。事实上，以前你只是盲目地把工具发给客户，希望它能起作用。今天你对它有了更多的控制。

Q：那么，这是否在部分程度上与计算光刻（computational lithography）有关？

van den Brink：是的。在当今的 AI 热潮之前，我们的计算光刻已经包含了大量的 AI，我们在那个时代就已经领先地拥有了系统的数字孪生（digital twin），那是我们在光学建模的帮助下创建并可以进行优化的。这极大地减少了实验性调整的工作量。因此，我们的客户设定工艺和系统的时间比没有这种技术时快得多，而实现更快的产能爬坡是非常有价值的。

Q：所以，当人们谈论启动一台光刻机时，通常是一个耗时数月的过程。本质上，他们是在尝试为所有这些变量找到合适的设置。

van den Brink：没错。在那方面，软件和 AI 极其重要，因为归根结底，你可以更快、更省力地完成这项工作。如果你必须通过实验来探索这个空间，你的生产爬坡速度会慢得多。

Q：这简直就像一个蒙特卡洛模拟器。存在着上百万种不同的可能性，而它们全部——

van den Brink：详细来说，昨天我刚和 Brion 团队的人讨论过。我说当我学习物理时，我当然意识到对于 OPC，你可以模拟掩模版上的特征在晶圆上看起来是什么样，但你无法模拟掩模版上的特征“应该”长什么样才能在晶圆上得到理想的特征，因为光具有因果性。光是从掩模版传向晶圆的，而不是反过来。所以你只能进行正向计算。这种计算本身已经非常复杂了，需要你求解所有的麦克斯韦方程组之类的东西，但现在你必须逆向操作。所以你现在做的是：先正向计算，展示一个特征，“它的成像效果如何？哦，我不喜欢这个图像。”那我们就向右移动一点。向右移之后，再次进行正向成像模拟，将其放入一个循环中，并且你必须对整个掩模版都这样做。这是一个庞大到变态的计算量。

Q：现在请谈谈这个，我这里有一份笔记说，你们倾向于将 90% 的零部件都交给供应商。

van den Brink：噢，是的，供应链。

Q：请详细聊聊。

van den Brink：在飞利浦实验室（Philips Research）时期，我们是法国一家光学供应商 CERCO 的客户——这家公司现在已经不存在了。我刚才说过，我最初的项目之一是对准系统，但我也负责光学资格认证。所以我去过几次 CERCO。那套透镜是一个双波长系统，考虑到极严苛的组装公差，它是非常难以制造的，而他们无法生产出这种透镜。所以在我在 ASML 的第一年，我们被迫转向蔡司（Zeiss），并与蔡司在光学方面开展合作。蔡司与 GCA 和日立（Hitachi）有过合作史。如果你读过关于 GCA 的历史书，你会发现他们与蔡司的合作经历相当复杂，这还是委婉的说法。当时蔡司与 GCA 以及日立的业务都在下滑，而我们正是在蔡司的这种经验基础上，与其建立了战略合作伙伴关系，而我们的竞争对手——尼康、佳能——当时说：“这帮家伙（ASML）自己根本不掌握核心能力。”

蔡司与 ASML 的关系随时间推移不断演进，这种相互依赖有几个好处，因为你拥有了一家极其专注于光学的公司，和另一家极其专注于将光学元件集成到整个系统中的公司。所以我们拥有一批关键供应商：负责光学的蔡司，供应晶圆台和掩模台的 Berliner Glas，以及后来的 Cymer。晶圆台是一个极其难啃的部件，在今天的 EUV 光源之外，它可能是最难的部件，因为晶圆台承担了多重功能。它必须极其平整，任何平整度的偏差都会导致精度和失焦问题。它必须耐磨。它必须受控温。我们是用温控水来实现的，而且它必须对缺陷极其不敏感，这需要非常复杂的技术。

特别是在进入 EUV 领域时。在非 EUV 或非真空环境下，你使用的是真空吸盘；而在 EUV 或真空系统中，你使用的是静电吸盘，这些东西结合在一起——水冷系统和数千伏的静电吸盘——极其复杂。一些供应商（如蔡司）足够成功，可以独立完成，但像 Cymer 甚至 Berliner Glas 这样的供应商则无法负担必要的投资。所以我们最终收购了这两家公司。因此，我们在获取供应能力方面非常挑剔。我们更倾向于拥有像蔡司以及现在的通快（Trumpf）那样的关系，因为它们足够强大，能够维持自己的创新动力。

Q：我在读关于你和公司的事迹时发现了一个有趣的细节：在圣地亚哥有两个老太太，她们负责缠绕像头发丝一样细的微型导线，而她们竟然处于某种“关键路径”上。事实是这样吗？

van den Brink：嗯，正如我今天早上向同事解释的那样，无论是用于光刻的光源，还是独立的量测设备，以及光刻机集成的量测系统（比如对准系统），它们对于成功都至关重要。所以我从一开始就和圣地亚哥的那群人合作。我认识 Cymer 的创始人。当时我们还有更多的激光器供应商，比如哥廷根的 Lambda Physik。但在引入准分子光源之初，功率只有几瓦。而今天，它是 100 瓦。我们与这些人合作多年，致力于提高光源功率。而且每当你更换波长时，你都会遇到麻烦。我们是从 248 纳米的准分子激光器开始的。

Q：你知道激光介质是什么吗？

van den Brink：是准分子，也就是一种混合气体。在 248 纳米波长的情况下，氟化氪（KrF）是关键气体。对于 193 纳米，则是氟化氩（ArF）。但问题在于，如果一台激光器在 248 纳米运行，而你需要它在 193 纳米工作，你就必须填充不同的气体。我至今还记得，当我们考虑转向 193 纳米时，我们对光源极度担忧。在第一次实验中，我们的功率从 10 瓦左右骤降到了约 10 毫瓦。而今天，氟化氩激光器也能在 100 瓦下运行了。

所以，我们过去常常将初始光源从几乎微不足道的功率水平（这在经济上其实是不可行的），推向可以实现高产能的功率水平。因为系统的成本要求你必须具备体面的生产率，无论从晶圆厂的占地面积还是成本角度来看都是如此。所以当我们做 EUV 时，我们天真地以为：“这不过是老调重弹，对吧？我们从低功率开始，然后逐渐做高。”结果证明这比我们预想的要难得多，其中就包括液滴发生器带来的挑战。

即便在今天，液滴发生器依然是一个关键元件。因为每当我们掌控了液滴发生器，我们就想进一步提升产能，所以我们想增加频率，接着你就需要增加液滴压力。因此，在收购 Cymer 之后，我们审视了一下并认为：Cymer 只能负担大约 100 到 200 人研发光源。但我们觉得，照这个势头，我们永远无法走到终点。于是我们做了一个大胆的决定，向 Bob 和 Cymer 提议收购公司，并将整个团队扩充到了 1500 人。大部分人员在维和芬，并与圣地亚哥的人员协同工作。

Q：那么这些员工，他们是作为供应商专门服务于 ASML 吗？

van den Brink：没错。这是一种独特的能力。我们经历了许多学习周期，但我们最初天真地以为我们知道它是如何工作的，并能很快达到高功率。直到最近我们才达到了 1000 瓦，那是一个我们从未梦想过能实现的数字。

Q：那么更多的功率能让你缩短曝光时间吗？

van den Brink：当然，没错。这只是益处之一。

Q：对了，那种激光介质会分解吗？所以你必须不断提供更多的气体？

van den Brink：没错。无论是准分子激光器，还是射击锡液滴的 CO 2激光器，都是气体激光器，你必须刷新气体。对于 CO2来说问题稍小一些，但对于准分子激光器，及时刷新气体确实是提高频率的一个难题。

Q：《华尔街日报》曾有一篇很棒的文章，我相信你也看过了，里面有你们机器的照片，拍得非常漂亮。我想问问，EUV 是从哪里开始的？波长是多少？

van den Brink：这是一个非常好的问题。在我们的历史上，传统上所有的光刻师（包括尼康和佳能）都使用我们所谓的折射光学系统。也就是说，你有一个装满镜片的筒，通过它们将光线从掩模版传输到图像中。光线必须穿过 30 个元件，这可能涉及到多达 60 到 70 个表面，以及许多种材料。

Q：也就是许多小透镜和玻璃片？

van den Brink：对。并不小，有些可以很大。当你改变波长时，会发生几件事。首先，当波长缩短时，光子能量会增加，这是基本物理规律，对吧？光子能量与光源波长成反比。因此，就像你在夏天的阳光下会被晒伤一样，玻璃受到的损伤可能非常显著。克服这一问题的方法是减少使用的玻璃种类，转而使用能耐受更短波长的特定玻璃。这一直做到了 193 纳米左右，这曾是一个极限。随后我们考虑转向 157 纳米。在 193 纳米及以上，我们使用的是由康宁和一家名为旭硝子（Asahi Glass）的日本公司提供的合成石英。

但到了 157 纳米，你必须改用氟化钙（CaF2）。我们天真地开始了氟化钙的研究，以为我们能搞定它。但当我们进行实验时，我们发现氟化钙本质上是一种双折射材料，这意味着如果材料中存在任何残余应力，它在不同角度下会有不同的折射率，这会彻底毁掉图像。一旦我们意识到这一点，由于当时 EUV 还没准备好，我们转向了浸没式光刻。但随后我们也陷入了僵局，因为浸没式技术允许你将数值孔径从 0.9 提高到 1.3，但这已经是路线图的终点了。在那之后，你就需要改变波长，或者转向 X 射线，或者转向电子束。

van den Brink：我们都知道粒子光学（我将电子束和离子束称为粒子光学）面临着根本性的产能挑战。因为如果你想让带电粒子近距离聚集，它们就会开始相互干扰，导致图像模糊。而获得清晰图像的唯一方法是让每一个电子或离子排成队，一个接一个地落到成像面上，但这样你的电流就会下降，曝光时间则会爆炸式增长。这就是粒子光学的悲剧所在。

所以我们渴望继续留在光学领域。当时，X 射线（接触式 X 射线）已经被放弃了。我们在研发早期就跳过了那一环，但随后我们需要转向不同的波长。如你所知，EUV（极紫外光）早在 80 年代就在日本发明了，所以它不是我们的发明。但在行业发展的过程中，像贝尔实验室（Bell Labs）和利弗莫尔实验室（Livermore labs）都曾联手尝试过。现在，你必须让波长从 193 纳米跳跃到足够低的水平，才能获得实际收益。为什么这很重要？

因为一旦离开 193 纳米，光线就无法穿透透镜了，你必须使用反射光学系统。传统的每一个透镜元件、每一个表面都有 99.9x% 的透射率，但对于反射镜，一旦波长低于 200 纳米，每个表面的损耗会迅速达到 30%。所以重点在于，你必须寻找能获得足够反射率的材料，以维持产能。最终确定的波长在 13 纳米左右（注：原文此处 30 nm 疑似口误，EUV 标准波长为 13.5 nm），这与 193 纳米拉开了足够的差距，同时仍能保证传输效率。

因为如果你使用反射光学，你就会损失一半的立体角。如果你早上对着镜子看自己，如果你只对自己感兴趣，你可以无限看下去；但大多数人不只对自己感兴趣。你需要对掩模版进行成像，所以你必须以一定的角度观察镜面，这样你就损失了一半的角度。这意味着从逻辑上一开始你就损失了一半的孔径机会。因此，你需要足够大幅度的波长缩减来获得足够的收益。而今天，我们已经接近 EUV 的衍射极限了。

Q：显而易见，这需要蔡司深度参与设计和表征镜头。

van den Brink：是的，没错。

Q：你能谈谈与蔡司的长期合作关系吗？

van den Brink：我告诉过你，我的第一份工作是对准和掩模处理，当时我还兼职管理 CERCO，但后来我们意识到必须找蔡司。但与蔡司合作的诀窍在于，我们必须修改镜头，以便让对准系统穿过去。我是对准专家，所以我从 80 年代初就开始参加蔡司的评估会议，并且这一做就是 40 年。每隔几个月，我们就会去那里待上几天，审查所有的细节，哪怕是细枝末节。在这些年的共同努力中，我们快把对方逼疯了。鉴于最终的成功，虽然德国的高管们起初对分享核心技术有些犹豫，但共同的成功让这种关系变得越来越紧密。

Q：是的，我知道你可能不想给供应商排名，但可以公平地说，蔡司可能是最重要的供应商之一。它会是最重要的那个吗？也许吧？我不知道，我不想把话塞进你嘴里。

van den Brink：嗯，我想我不应该在公开场合说蔡司对我们最重要。不，我们所有的供应商都很重要，但确实有一部分供应商能提供独特的能力，蔡司就是其中之一。

Q：明白，也就是那些你必须与之紧密合作的供应商。

van den Brink：但其实还有更多。

Q：比如 Cymer。

van den Brink：Cymer 也是，但他们当时已经精疲力竭了。所以，我们不得不向公司注资以扩大团队规模。事实上，EUV 时间线的推迟和持续研发的资金消耗，对 Cymer 的经营来说是个大问题。

Q：明白。他们当时的市场主要在哪里？

van den Brink：只有光刻。他们当时已经 100% 是我们的供应商了，我们也很乐意维持现状，因为该公司有能力独立推动路线图。但在 EUV 阶段，这种模式崩溃了，因为从准分子激光器到 CO2激光器、发生器和锡液滴的技术跨度巨大，所需的研发规模极其惊人。

van den Brink：回到你提到的锡液滴和圣地亚哥绕线的事情，我刚才忘了说。我们确实将那个制造过程工业化了，现在不再依赖那几位女士，而是实现了自动化。虽然你仍然无法直接开箱即用，但由于制造方式的一致性，你的经验积累会变得更加精深。这就是我们处理液滴发生器的方式。

Q：确实。你能简要介绍一下浸没式光刻（immersion lithography）的工作原理，以及为什么它是芯片制造的一大进步吗？

van den Brink：好的，浸没式光刻在物理教科书上随处可见。但在当时，我们无法想象把水引入系统。虽然我相信我们能处理工艺方面的问题，但还是推迟了它。相比于搞定浸没式技术，我们当时宁愿去挑战让 157 纳米波长投入使用，直到在 157 纳米上遇到了无法逾越的障碍。直到我们产生了如下洞察：基于技术细节，面对晶圆的最后一个光学元件是平的，所以我们有了平整的晶圆和平整的表面。

现在，如果你去游泳池并戴上泳镜，那是一个平面，东西看起来很清晰。如果你摘掉泳镜，一切都会变得模糊。这就是因为眼球是球体而不是平面，你必须通过调整这个额外透镜的屈光度来校正像差。如果你只有一个平面透镜，你只需要稍微移动一下焦点，就能获得不错的图像。所以我们在浸没式技术上所做的是，我们没有在全新的镜头上进行实验（那需要开发一套全新的光学系统），而是找了一个平面透镜，在中间注水，在保持相同孔径和分辨率的情况下，我们将焦深（depth of focus）翻了一倍。我们成功改善了对焦。

van den Brink：所以，相比竞争对手，我们能够跑得快得多，原因有两点：一是之前提到的平面元件，二是第二个我们还没讨论的要素。我们之前谈到了晶圆尺寸的革命，1984 年我的第一次经验是 6 英寸……是的，1984 年是 6 英寸。8 英寸是 IBM，那是给 IBM 做的机器。12 英寸是在 2000 年。在 2000 年时我们说：“好吧，我们现在有了这些大晶圆，但我们需要再次提升生产率。”在传统光刻中，晶圆进入后，你需要测量图案和焦点的位置，然后相对于镜头移动晶圆并开始曝光。这种测量过程会消耗你的时间。

于是我们认为，镜头是系统中最高昂的部件，所以我们必须最大化镜头的利用率，确保它始终在进行曝光。因此，我们引入了双工件台（two stages）。一个工作台测量新进入的晶圆，另一个工作台对已经测量过的晶圆进行曝光。然后我们非常迅速地交换这两个工作台。这样做将量测问题、对准问题、调平问题与曝光问题解耦了，我们可以并行工作。事实上，那是对竞争对手的致命一击，我们在所有产品线上都击退了竞争对手。到那时，我们的生产率是无敌的。

而且，它还让我们获得了更高的精度，因为我们有更多时间去测量更多的点，对吧？我们将整个过程并行化了，而通常情况下，测量和曝光是按顺序进行的，所以你必须做出妥协。现在你可以花费更多时间（去测量），且不牺牲任何成本。

最后一点是，当你采用浸没式技术时，如果你把量测系统放在镜头周围，一旦系统中注水，量测就不起作用了。但我们的量测系统位于镜头旁边的“干式站”上，所以我们可以非常迅速地转向浸没式技术，这得益于平面透镜以及我们拥有双工件台系统。当然，你应该在历史中心记下这些都是智慧的结晶，但你可以想象，这其中也包含了一些运气。

Q：是的，我的意思是，这在某种程度上有点反直觉。你知道，加水反而让东西变得更清晰，但我猜……

van den Brink：不，这就是游泳池的例子。你可以自己试一下，戴泳镜或者不戴泳镜。如果你不戴泳镜去观察，你得不到清晰的图像。因为水的折射能力（折射率）与空气有本质不同，大约有 50% 的差异，这就是为什么你无法用球状的眼球在水下看清东西。

Q：我想一些科学显微镜也有油浸镜头吧？

van den Brink：是的，这些都是已知的，同样的道理，同样的原则。如果你在中间用油，甚至用折射率更高一点的介质会更好。但我们选择了水，没有用油，因为关于油驱动的工作台，我们在 1984 年经历过一次技术转型的“创伤”——当时我们正在对比电力驱动工作台与旧式的油压工作台。

Q：到处都是油吗？

van den Brink：是的，如果洁净室里出了问题，那地方闻起来就像个修车铺。

Q：噢，不。那浸没式之后呢？还有后续的技术吗？

van den Brink：有的。我首先想说的是，我们刚才谈到的 EUV（极紫外光刻），最初是 80 年代末在日本发明的，后来在贝尔实验室和荷兰的一些机构进行了尝试。到了 90 年代末，英特尔以及由劳伦斯利弗莫尔国家实验室（National Livermore Labs）牵头的 EUV LLC 联盟接手了这项技术。我们在 1995 年就已经将 EUV 定义为光学光刻的继任者。当时在荷兰，FOM 研究所（Rijnhuizen 的物质基础研究基金会）有一位叫 Fred Bijkerk 的先生，他在 90 年代初就是最早进行 EUV 曝光尝试的人之一。

Q：那是大学实验室吗？

van den Brink：我觉得它更像是一个科学研究所。FOM 的全称是物质基础研究基金会，我认为它当时属于大学系统（可能在乌得勒支），或者现在已经不存在了。如今，那个团队已经整体转到了屯特大学（University of Twente），大部分时间在为蔡司工作。他们是涂层专家，负责确保镜头获得所需的透射率，现在依然很活跃。但当时我们很清楚，EUV 将是一场相当宏大的冒险。

所以，出于成本考虑，我们明确必须尽可能延长光学光刻的寿命。这成了一个自我实现的预言。首先，我们在 1995 年确定 EUV 为终极目标的同时就开始了延长（光学光刻）的工作。我依然记得大概是在 1994 年，我第一次担任 CTO 时的那场董事会，他们问我的第一个问题差不多是：“给我们看看未来 100 年的路线图。”于是我把 EUV 放了上去，当时我们称之为“软 X 射线（soft X-ray）”。但营销人员觉得“极紫外（Extreme UV）”是个更好的营销词汇，因为 IBM 当时的“硬 X 射线”计划失败了，所以我们将这种光称为软 X 射线。

我们成功延长了寿命——最初我们的执行路线图上甚至没有 193 纳米，也没有浸没式。因此，在全力推进 EUV 之前，我们利用 193 纳米波长和浸没式技术扩展了紫外光刻的极限。当时我们正忙于 EUV 的基础研究，制造原型并进行实验。我们在 90 年代末启动了 EUV 研究计划，最终在 IMEC（比利时微电子研究中心）和奥尔巴尼（Albany）落地，并在 2005 年推出了原型机。

2005 年也恰好是我们向浸没式光刻转型的时期。即便如此，EUV 的工业化又花了 10 多年时间。原因在于我们发现 EUV 太贵了。算一下设备成本：一台 DUV 设备的价格不到 1000 万美元，而一台 EUV 设备的价格已经逼近 1 亿美元。我们当时觉得这太离谱了。于是业界开始讨论：如果 EUV 没戏，我们该如何继续缩小尺寸？答案是“多重曝光（Double patterning）”。多重曝光从多个方面拯救了我们，也拯救了我们的客户。

首先，我们的客户可以在不更换新光刻机或新技术的情况下继续缩小尺寸。其次，多重曝光其实并不便宜，因为晶圆不再是进一次光刻机和工艺设备就行，它至少要进两次。随着时间的推移，在多重曝光技术的末期，有些层甚至需要 10 次曝光才能完成。

因此，非 EUV 光刻的成本发生了变化，以至于在某个时间点，EUV 反而变得“便宜”了。这就是最终转型发生的原因。坦率地说，最初 EUV 确实太贵、太难了。但多重曝光救了我们，因为我们不仅没有少卖机器，反而卖得更多了——每一层现在都需要多次曝光。这为我们赢得了完成 EUV 研发的时间和资金，也让我们能把 EUV 作为一个“降低成本”的方案（而非增加成本）推向市场。这不仅是单次曝光成本的降低，更是集成成本的降低，因为多余的工艺层和相关的循环时间都消失了。英特尔在媒体上已经说得很清楚了：晚于台积电采用 EUV 让他们处于了劣势。

Q：确实。是什么让 EUV 变得经济合算？是来自客户方的驱动，还是来自你们——

van den Brink：不，首先，我认为我们在通过降低成本来提高经济性方面，过去本可以做得更好，现在也依然有提升空间，我们也一直在努力。但其中最大的杠杆是光源功率。这就是为什么收购 Cymer 如此重要。光源功率是一个重大挑战，因为围绕光源的物理学非常复杂。如果我们 15 年前就掌握了现在关于光源的所有知识，我们的进度会快得多。但为了找到正确的频率、正确的液滴位置、正确的量测手段、正确的混合气体，以及确保锡不会堵塞反射镜等等，我们经历了大量的实验探索。

Q：谢谢你提到这一点，因为这是你们机器中最有趣的部分之一，我想深入挖掘一下，也就是“锡烧蚀（tin ablation）”或者随便怎么称呼它，就是在你们机器中使用汽化的锡。首先，是谁想到这个主意的？

van den Brink：汽化的锡是由锡自己“发明”的。当你是一个直径 30 微米的液滴，却被一个 30 千瓦的光源射中时，除了蒸发，你别无选择。

Q：我想也是。是的。

van den Brink：你没得选。你直接就消失（汽化）了。

Q：但我的意思是，比如为什么选择“锡”？这是怎么决定的？

van den Brink：哦，那在很早以前就决定了，甚至在 Cymer 之前。这一部分我刚才跳过了。我们当时有两种光源原理：激光等离子体（LPP）和放电等离子体（DPP）。激光等离子体是用激光照射材料，收集产生的光并传输过去。放电等离子体就像放电灯，有一个充满气体的管子，通过放电产生等离子体。

Q：就像闪光灯之类的。

van den Brink：是的。我们在奥尔巴尼（Albany）做了第一台 Alpha 演示机，然后是 IMEC，第一台设备配备的是放电光源，因为当时我负担不起更昂贵的系统。那是菲利普斯研究中心（Philips Research）做的。菲利普斯在德国亚琛（Aachen）有很强的实力，他们在那里研究放电照明灯泡，EUV 与之有一定的协同效应。所以，请再次记住“外包能力”这一点。当时我们能从放电光源中获得 5 瓦左右的功率，但这无法继续扩大规模。通过这种放电光源，我们已经对各种材料进行了实验，随后发现锡是从热能转化为 EUV 转换效率最高的材料之一。而现在，这种加热过程不再是通过放电，而是通过激光来实现。

Q：所以，这大概源于 30 年代早期的光谱研究之类的成果。

van den Brink：没错。这在科学上早有记载，但直到 21 世纪初才开始投入实践。

Q：但我的意思是，这看起来简直复杂得令人着迷。

van den Brink：嗯，问题在于你需要液态锡。所以一切都必须在约 270 摄氏度（锡的熔点）下运行，而且锡这东西喜欢溅得四处都是，对吧？这是另一个难题。

Q：是的，那你该如何清理真空腔体的污染？

van den Brink：这简直成了我这辈子面临的最大课题。每当人们说“让我们换个波长试试”时，我都会说：祝你好运，因为你得把这整套流程再重走一遍。在实验层面，记得吗，虽然动力学机械建模可以做得很精确，光学建模也是，但一旦涉及到热力学和等离子体，情况就会变得异常复杂，你必须主要依靠极其耗时的实验来进行研究。

Q：是的，你之前提到过系统的热工程非常复杂。

van den Brink：因为你必须精准地控制，要么刻意避开熔点，要么必须达到熔点。如果你向系统注入 30 千瓦的热量，你必须拥有完美的冷却系统和配套设施，以确保在允许熔化的同时也得防止在无法管控的地方发生熔化、蒸发、冷凝或凝固。所以这是一个巨大的工程细节问题。

我想就你列出的问题补充两点关于我从业期间世界发生的变化。首先，看看以前的 IBM、贝尔实验室、日立或东芝，它们都采取垂直整合战略，这意味着你自己研发、自己设计产品、自己制造。如果你需要特殊的工具来制造，你也得自己造。历史就是这样的。

以飞利浦为例，他们做了 100 年灯泡。他们成功的秘诀在于能造出极其高效的灯泡生产机器。那种机器比这个房间大好几倍，基本上是沙子进去，灯泡出来。由于他们太擅长这个了，没人能模仿。这种原则当时被应用到了各个领域。

所以飞利浦在 70 年代初开始思考如何制造下一代光刻机时，初衷只是为了在飞利浦内部使用。没人想过要卖给外面。而在我进入这个行业、也就是加入 ASML 之前，行业开始意识到：既然工厂的流程都标准化了，如果每个芯片制造商都在生产 CMOS 或硅晶圆，为什么还要各自独立研发同样的机器呢？

于是你看到了设备行业的兴起，GCA 和应用材料公司（Applied Materials）就是其中的代表。标准化制造、外包通用设备，让你能以最快的时间、最低的研发成本（NRE）生产出最便宜的半导体，不再让客户等待，这在以前是做不到的。飞利浦在适应这一进程上相对较慢，因为他们在灯泡业务上太成功了，深知控制了制造就控制了命运。所以他们可能比其他玩家坚持得更久，但最终他们还是确信必须把光刻业务拆分出去。因为飞利浦本身也产芯片，他们不太可能成功地向竞争对手供应光刻系统。

如果你想深入了解这个故事，可以去请教张忠谋。他在代工业务方面有着伟大的哲学：代工厂不应该设计芯片，你不应该与客户竞争。事实上，这也是 ASML 成立初期的主要问题，当时飞利浦在 ASML 拥有很大话语权，客户总会猜疑：“飞利浦卖给我们的是最好的机器，还是最差的？”这就是初期的挣扎。

事实上，这种模式已经演变到连芯片供应商都不自己制造芯片了，因为制造外包给了台积电。这种供应链模式已经延伸到了我们的客户。而 ASML 甚至更早，因为我们自己不具备（所有）能力，所以必须外包。从第一天起，我们就依赖供应链。我想请你注意这种行业性的巨变，ASML 参与其中，但这不限于 ASML，还包括我们的联合解决方案提供商以及我们的客户。

我想分享的第二点是关于那些大型企业研究机构。曾几何时，像飞利浦实验室、贝尔实验室、IBM 研究院这些大财团都依赖在实验室里发明方案再引入工业界。结果证明，这种由研究驱动工业的效率在我加入时也失去了动力。你可以看看今天的飞利浦实验室和当年的对比，看看现在归诺基亚所有的贝尔实验室和当年的对比。我去过贝尔实验室很多次。

有一次我去贝尔实验室，正和应用材料公司（Applied Materials）洽谈电子束系统的合资事宜，当时的实验室主任 Bill Brinkman 接待了我，并向我展示了入口处的陈列。他向我介绍了所有著名的贝尔实验室研究员，其中相当一部分是诺贝尔奖得主。我当时想：“我进错公司了。”Bill 带我参观了晶体管实验室，作为一个年轻的物理学家，你肯定会想：“天哪，这里就是一切开始的地方。”但现在结果不同了，这些庞大的研究实验室无法再与工业界紧密衔接。

van den Brink：所以在我的任期内你所看到的，以及像英特尔这种从未设立庞大中央研究院的公司所做的，是拥有自己的、精干的研究团队，并配合一个知识网络，针对某些关键课题去寻求外部合作。这就是今天所有大公司的运作方式。

中央研究提供了机会并由业务驱动，但你仍需谨慎规划每一步。你必须建立起自己的知识网络，确保知道针对哪些问题或能力该向谁求助。我之前举过 ASML 浸没式系统的例子，当时我们需要关于如何处理水的专业知识。我认为这两个故事在一定程度上解释了早期那些事情发生的原因。

Q：确实。ASML 与客户之间的耦合似乎非常紧密，你们会认真倾听他们的需求，甚至几乎是在“共同设计”。这么说准确吗？

van den Brink：我看到这种情况在客户联盟中逐渐发展起来。我们在 90 年代就有这类联盟，会邀请客户参加系统的设计评审。我们尽可能多地邀请客户，但这并不是让他们共同设计。因为懂制造芯片并不意味着懂制造机器，反之亦然。所以这些评审更像是一种相互教育。在这种互动中，你会触发对方未曾想到的点，他们会说：“噢，其实我们可以这样处理。”

有时他们会说：“你们是这么做的，但能不能也换成那种方式？”这种反馈对我们很有帮助。这些评审不仅能让客户实时了解我们的进度，对 ASML 的团队也非常有启发性——通过接触客户来驱动创新。这种模式非常成功，并逐渐积累了下来。最初可能始于 EUV 与国家实验室、EUV LLC 的合作，以及与开发首台机器和早期光源的飞利浦实验室的合作，但后来这种模式被制度化了。

2012 年，我们启动了共同投资计划，当时英特尔希望推进 450 毫米（18 英寸）晶圆。

Q：是的，给我们讲讲那个。

van den Brink：我们试图让三大客户——英特尔、台积电和三星达成一致。当时的决策者分别是三星的权五铉（O.H. Kwon）、台积电的张忠谋和英特尔的 Bill Holt。台积电和三星要求不仅要做 450 毫米晶圆，还要投入 EUV。通过这个计划，我们允许客户持有 ASML 近 25% 的股权。利用这笔资金，我们在原有的 R&D 预算之上又增加了 13 亿美元。只要我们把钱花在刀刃上，就能在客户的支持下获得巨大的推动力，事实证明这非常成功。

接着发生的第二件事是，在这个联盟中，你与这三家客户坐在一起讨论 450 毫米和 EUV 的进展。突然间，英特尔发现其实没人真正对 450 毫米感兴趣。于是在计划启动一年后，450 毫米项目被取消了，联盟的大部分资金转而投向了 EUV。这非常重要，帮助我们集中了资源。

我有时会告诉我们的合作伙伴——得益于这个联盟，从相对比例来看，我们可能是对 450 毫米项目投入资金最少的公司。而这个联盟后来以不同的形式延续到了 High NA（高数值孔径）EUV 阶段。

Q：很有意思。所以，450 毫米项目的某种失败或终止反而帮你们推进了 EUV？

van den Brink：当时台积电和三星不希望英特尔独占那 25% 的股份。我们也非常渴望避免让英特尔主导我们的路线图——早年我们在 SVG 身上看到过这种教训，那并没有什么好处。所以我们很希望三星和台积电也加入进来。当然，他们当时很好奇英特尔打算如何搞定 450 毫米项目，因为那个项目的价值主张面临巨大挑战。但他们说：“好吧，如果我们参与，必须把 EUV 也纳进来，因为这对我们很重要。”所以，是三星和台积电推动了 EUV 部分。

随后，如果英特尔要求我们在 450 毫米上投入更多资金，另外两家就会说：“我们为什么要搞 450 毫米？告诉我们必要性在哪里。” 450 毫米之所以没成，部分原因正是由于这个联盟。整个行业意识到 450 毫米时代不会到来，也是在这种紧密的合作联盟中达成的共识。这种与客户的深度合作能帮你集中精力去做真正重要的事情，而不是跑偏。

Q：没错。你能透露一下 ASML 的预算中有多少比例投入到了研发（R&D）吗？

van den Brink：我有一个简单的准则：研发投入应占营收的 10% 到 20% 之间，具体比例主要取决于业务周期。如果你某一年投入了 15%，即便下一年的绝对支出额保持不变，如果业务下滑，占比就会升到 20%；如果业务增长，占比就可能降到 10%。

所以我对业务变动的适应速度较慢，尽量维持在 10% 到 20% 之间，因为我们确实希望长期路线图能保持稳定。这可能与美国同行管理预算的方式有所不同，但是……

Q：设计最新款机器花了多少所谓的 NRE（非经常性工程费用）？

van den Brink：数十亿。

Q：呃，我是说设计费用——

van den Brink：我们现在的研发投入是每年 40 亿。

Q：哇。

van den Brink：这并不难算。假设营收大约 300 亿，取 10% 就是 30 亿，这跟我给出的数字是一致的。

Q：荷兰的劳动力环境对 ASML 有什么影响吗？

van den Brink：嗯，过去确实有关联。正如我昨天解释的，公司的成功部分决定了你招聘优秀人才的能力。今天，ASML 并不孤立依赖荷兰劳动力市场。事实上，我们身处欧盟，每个欧洲公民都可以自由来 ASML 工作。所以我们有来自全欧洲乃至全世界的人才。我们总部拥有超过 120 个国籍的员工，我不认为有很多公司具备这样广泛的人才能力，而这都要归功于公司本身的成功。

我也见证了这种变化：早期我们只有 50 个人时，你很难说服别人加入，因为你总会被问到：“你怎么保证你们明年还存在？”对吧？那时大家都很担心工作保障，现在那种顾虑已经消失了。在取得一定成就后，特别是 1995 年上市后，越来越多的资深工程师和能人开始对我们感兴趣。成功吸引成功，我们的“人才池”并不局限于荷兰。当然，国际供应链也起到了缓冲作用。

Q：真引人入胜……

van den Brink：此外，我们对 Cymer、SVG 以及 Brion 的收购也帮助我们提升了国际影响力，使我们不仅局限于维和芬（ASML 总部），还扩展到了全球其他地方。

Q：我想问问还有没有什么我忘了问的问题，既然已经聊到这儿了……我觉得大部分我都覆盖到了。

van den Brink：High NA（高数值孔径）。这不在你的清单上，不过没关系。

Q：噢，请讲。

van den Brink:我告诉过你，我非常热衷于长期路线图，并与客户共同定义它，因为不同的客户有不同的长期愿景。在讨论中，英特尔在定义长期路线图方面提供了非常有价值的参考。我记得，我们在 90 年代末开始在实验室研发低数值孔径（0.33 NA）。但在 2008 年的 SPIE 会议上，我做了一个报告，蔡司也做了独立的报告，当时我们就已经宣布了 High NA 计划，即从 0.33 提升到 0.7 以上。

当时我们与蔡司在方案设计上遇到了很大困难，花了好几年时间。而且我们当时也不急，因为 0.33 NA 还在前面。到了 2015 年左右，我们确定了一个方案：利用非对称放大率（asymmetrical magnification）来解决角度敏感性等一系列技术细节问题。通过这个方案，我们可以获得高产能的 High NA 系统。为了实现它，我们必须斥巨资增加蔡司的基础设施，因为反射镜需要做得更大。

有一点我还没告诉你：理论上，当你从低 NA 转向高 NA 时，光学元件的尺寸会大幅增加。在空气/真空中，数值孔径如果达到 1，就意味着透镜是无限宽的。所以你必须避开 1，因为 1 是空气/真空的折射率。如果你用的是水，折射率是 1.5，极限大约在 1.3。对于 EUV，也有类似的限制。如果你想要一个均匀的瞳孔，1 就是一个基本极限。所以 EUV 的优化非常复杂。特别是对于 EUV，当你增加角度且必须使用反射式光学时，低 NA 的尺寸是这样的，高 NA 则会像这样急剧膨胀。

van den Brink：所以光学元件的尺寸是一个令人担忧的问题，它要求我们彻底重构基础设施。考虑到成本，蔡司当时对此并无太大兴趣。于是我们与蔡司签订了一份被称为“High NA 合同”的协议，我们收购了蔡司（半导体业务）25% 的股份，并就制造 High NA 系统达成了共识。

但当时情况很明确，董事会同意我启动这个名为 High NA 的重大项目，但前提是我们必须先拉拢客户。在 2016 年那个时点，我们的客户甚至还没开始运行 0.33 NA 设备。因此，我们继续致力于完善 0.33 NA 技术，其中一个关键里程碑是向客户演示 250 瓦的光源功率。只有达到这个功率，0.33 NA 才能被称为经济可行的解决方案，因为如果功率上不去，单片成本就太高了。

我们给董事会立了军令状，用一年左右的时间争取到 High NA 的订单，也就是把之前的“客户联盟”扩展到 High NA 领域。但有些客户当时并不愿意，因为 0.33 NA 连起码的产能都还没跑出来。这一切在 2018 年初迎来了转机：我们刚刚演示了 250 瓦功率，0.33 NA 可以开始投入生产了，紧接着我们就拿到了 High NA 的订单。这就是 High NA 的起点，事情就是这样发展的。

Q：High NA 的吸引力究竟在哪里？

van den Brink：哈哈，这一部分我们刚才跳过了一点。我们谈到了分辨率和波长，对吧？波长的核心公式是“波长除以张角”。就像相机里的 F 值（光圈值）一样，它本质上就是张角，也就是孔径，只是记法不同。F 值越小，透镜就越大，价格也就越贵。

特别是当你用那种长焦摄影镜头时，整个系统非常巨大。光刻机也是一样，在更高 NA 下，体积会急剧膨胀。波长是基础，如果你假设能把透镜造得无限大，那么 1 的孔径就是给定波长下的分辨率极限。

但起步时的 NA 要低得多，我们 1984 年的第一款产品孔径只有 0.28——几乎只是理论极限的四分之一。这些年来，我们在给定波长下不断推高孔径极限。我认为我们最大的干式孔径是 0.91（用于 248 纳米系统），那已经是一个巨大的镜头了。

Q：所以到这一步，镜头已经变得巨大无比了。

van den Brink：是的，随着 NA 的提升，镜头尺寸变得非常疯狂。我刚才提到了波长的选择：你总是希望使用最短的波长，因为这样可以用最紧凑的光学系统实现最高的分辨率。即便如此，0.33 NA 的镜头已经很大了，但还算适中。如果你在此基础上将孔径翻倍到 0.6 或 0.55（即 High NA 的孔径），光学系统的体积几乎会翻两到三倍。这一直是一个巨大的挑战。

Q：从客户的角度来看，这会增加产出吗？还是？

van den Brink：不，它增加的是占地面积。所以你必须做出补偿——我记得三星的金奇南（Kinam Kim）曾对我说：“马丁，你的算术不对。”我问什么意思？他说：“我需要的是每小时、每平方米产出同样的晶圆。所以如果你把机器造大了一倍，我就需要两倍的产能，因为我不想增加占地面积……我的晶圆厂已经够大了。”

所以归根结底还是经济学问题。正如我一开始所说的，ASML 的成功在于我们始终把经济性放在首位。拥有好的镜头、好的套刻精度和成像质量固然重要，但它必须让人负担得起，而这主要通过提升产能、优化占地面积和成本控制来实现。

Q：我想谈谈软件，因为它是非常关键的一部分，尤其是在你们的新机器中。请给我们讲讲软件在 ASML 机器中是如何应用的。

van den Brink：软件可以说是公司最大的部门，也是最核心的能力。尤其是如果你把位于圣克拉拉的 OPC（光学邻近校正）团队也算进去的话。首先，最关键的是我们模拟系统的能力，我们通过建模来理解它。如果我们能计算出所有调节旋钮对光刻效果的影响，那么接下来的第二点就是将这些知识应用到系统内部，去驱动各个子系统。模型为你划定了应用空间，让你知道如何设置系统。接着，你必须在可行的地方修改或增加旋钮来调整图像，以实现整体优化，这就是控制软件，也就是另一个要素。

控制软件的另一个元素是工件台（stages）。例如，我提到过早期我们在测试台上测试工件台，但装进机器后它就变得不稳定。这与不同机械部件之间的相互作用有关——你会遇到共振频率，导致无法控制。就像晶圆台移动一步，你设定一个目标点，驱动它以一定速度运行，到达那里需要时间。伺服系统稳定下来（settling）也需要时间，而这个稳定过程就是你的生产率。所以我们所做的是为机械部件建立“数字孪生”来进行详细建模。现在我们了解了系统的行为，就能预判阻尼，从而直接达到目标点，实现零稳定时间。当然，这还需要前馈控制。建模越细致，这一步就越成功。

Q：“精确复制（Copy Exact）”背后的真相是什么？

van den Brink：我们从来没有实行过那个。

Q：好吧，因为我读到过——

van den Brink：我们从没用过。那是英特尔的术语，我相信现在的英特尔也会说这个词已经过时了。但英特尔在制程节点接力上的执行历史曾非常成功。虽然现在人们在谈论英特尔面临的巨大挑战，但对英特尔的历史也必须客观：多年来他们在执行力上一直保持着残酷的成功。当然，对于这样一个庞大且成功的公司，每两年就要出一个新设计来引领行业制造更先进的芯片，犯错是难免的，而你通过快速修复来解决错误。

但如果业务规模很大，很多地方的人都在搞发明、做改动，很快你就会搞不清楚谁在干什么。所以在大约 20 年前或更早，在经历了一次重大生产失误后，他们引入了“精确复制”方法论。他们规定：“我们只能做精确复制。”这意味着你发布一个生产配置，无论发生什么都要保持不变，只有我们能决定改动什么。我确信如果你去问台积电，代工业务及其客户中也依然保留着类似的做法。但英特尔可能在这方面做得有点过头了。

Q：那么在技术管理方面，你有什么哲学吗？ASML 现在有数万名员工，你是如何……？

van den Brink：说实话，为了管理这么庞大的团队，我们本可以多借鉴一点“精确复制”。我们谈论的是 40 亿欧元的预算，约 4 万名员工，其中约 2 万名工程师（这还不算供应链），协调这些人本身就是个大问题。因此，工程组织的另一个增长要素是我所说的“系统工程”，它帮助我们实现了模块化。就像我之前讲 IBM 的故事时提到的，由于模块化，我们的系统可以在短短两小时内组装完成。

一种方法是建立一个小团队。从大团队中选出一小部分人负责系统设计，并将系统切分为具有明确接口的子系统，然后将这些子系统分配给沟通压力较小的更小的团队。这也是为什么大型研究实验室会失败的原因之一。以前的步进式光刻机可以由 10 个人设计和制造，但现在行不通了，事情变得极其复杂。所以现在的技巧是：对于任何复杂系统，都要将其切成碎片，甚至是多个层级的碎片。将这些模块分配给专人，然后再进行集成。我认为随着时间的推移，ASML 已经变成了一家不仅仅是做设计的公司，而是一家能够将供应商和各子团队提供的模块高度集成的公司。关键在于对“接口定义”要毫不留情。你必须控制接口，在这里就必须应用“精确复制”。必须严格控制，因为如果你不控制接口，当所有零件聚在一起时，它们就无法彼此“对话”，对吧？

Q：这在某种程度上让我想起了波音早期的模式，比如在 787 梦想客机上，他们曾说“我们不会在内部制造这么多东西”。

van den Brink：那简直是“噩梦客机”，是的。

Q：结果非常糟糕，但你们却完成得非常出色。

van den Brink：“出色”可能有点言过其实了。如果你要把这写进历史书，说是出色也行。但如果你亲身经历过真实发生的一切，你会发现这种“出色”处处都有其局限性。

Q：明白。据我所读到的资料，冒昧地说，对你和其他人来说，这都是一段压力巨大的职业生涯。

van den Brink：没错，确实如此。

Q：关于这一点，你有什么感想吗？

van den Brink：是的，有那么几次我简直要把自己逼疯了，甚至差点撑不下去，但这些事也只能在事后谈起。当它发生时——当那种压力笼罩你时，那感觉并不好。对我来说，如果回过头去看，最大的挣扎是在 IPO（上市）之前，为了 IBM 的 6 英寸系统所做的拼搏，那时候我们根本没钱。

当时飞利浦正走出危机，他们经历了一个被称为“百夫长行动（Operation Centurion）”的重大业务拐点，必须提高效率——他们正在削减飞利浦内部的各种项目，而我们却是出了名的“烧钱大户”，而且极度缺钱，当时还没上市。在资源极其有限的情况下，试图让那台机器跑起来，压力真的非常大。

但我确信，每个人的职业生涯中都会有那么一段时期，当你回首往事时会感慨：“那会儿可能确实有点用力过猛了。”这不仅是对你自己，还包括你施加给团队的压力。所以，这不只是我一个人的事，团队中的一些成员如今回想起来可能也会说：“唉，也许我们本来可以用一种压力没那么大的方式来解决问题。”

Q：我只是觉得，伟大的成就往往需要超乎寻常的努力，有时情况就是这样。那么，对于那些对技术、集成电路、计算机之类感兴趣的年轻人，你有什么建议吗？

van den Brink：有的。我经常被问到这个问题。在 AI 时代，我可以给出很多建议，但我会敦促年轻人选择一项他们既能享受其中又能擅长的专业能力，让他们能借此改变现状、做出贡献。很多年轻人热衷于管理，去读 MBA 之类的。我对此并不是很感冒。我一直认为（我刚才可能也提到了），商业方面的复杂程度远不及物理学。所以，商业上的事情你完全可以在钻研技术的同时顺带把它给做了。

也许有人会反驳这一点，但对于年轻人来说，拥有能针对特定问题提出解决方案的能力，是最好的成才机会。到了我这个年纪，主要依靠的是经验。幸运的是，我拥有非常丰富的经验，我是那些幸运儿之一，亲历了从起步到巅峰的全过程。可能很多人没有这样的机会。

但对你而言，你必须确保能以自己的方式去创造价值。在我看来，在专业领域做到极致是最好的途径，而不是仅仅去做组织管理。管理方面的能力随着时间的推移自然会有的。

Q：说得太好了。我有位侄女，在她五岁左右时我问她：你长大后想做什么？她说：“我只想做一个有用的人。”这听起来真的很棒——

van den Brink：这可能对每个人都适用，但我对“如何变得有用”会更具体一点——努力深耕专业内容，这样你才能真正改变一些事情。

Q：这确实是一种不同的能力。

van den Brink：是的，更具针对性。

Q：好的，马丁，非常感谢你今天加入我们。这是一次非常愉快的交流，非常感谢。

van den Brink：谢谢，谢谢。

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第4404内容，欢迎关注。

加星标⭐️第一时间看推送

求推荐