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上世纪80年代初，小镇费尔德霍芬静静地享受着邻近城市埃因霍温的红利。埃因霍温因荷兰电子巨头飞利浦的存在而成为一个蓬勃发展的工业中心。随着飞利浦推动该地区的技术创新，其影响力不仅局限于埃因霍温，还催生了一股波及费尔德霍芬的工业活动与技术专长。这种地理上的接近，使得费尔德霍芬成为高科技发展的沃土，为其最终在全球科技版图中崭露头角奠定了基础。
最初，ASML只是飞利浦公司内部的一个部门，许多人认为它是个负担而非机遇。事实上，它被视为飞利浦的“问题儿童”——一个在光刻业务领域挣扎了十余年却收效甚微的项目。飞利浦内部的笑谈是，创建ASML无非是对被转入员工的“延迟裁员”。
尽管内部充满怀疑，飞利浦还是看到了与另一家荷兰半导体制造设备公司ASM International合作的潜力。ASM International如今在原子层沉积和外延设备领域占据领先市场地位，这些设备用于先进芯片的生产。1984年，ASML通过飞利浦与ASM的合资成立，总部设在费尔德霍芬。起初，公司被普遍认为是失败的，不仅没有商业前景，甚至连合适的办公地点都没有。其最初的工作场所只是埃因霍温飞利浦园区内的几间木制营房。员工士气低落，许多人对该项目的前景持怀疑态度，认为它从一开始就注定失败。
尽管开局如此黯淡，ASML仍然拥有几个关键资产。公司继承了飞利浦开发的两项行业领先技术，一小批顽强的工程师，以及光刻行业即将迎来重大技术转型的独特机遇。
早期的日子充满艰辛，ASML勉强维持生存，主要依赖飞利浦和ASM的财务支持才能维持运营。PAS 2000，是ASML的首台系统(尽管被称为“机器”，但ASML将其称为“系统”)，该系统由飞利浦继承并以其原名“ASM Lithography”出售。然而，这款设备并未取得成功，其采用的油基液压系统使得它无法在市场上出售，因为潜在的油烟会污染生产芯片的严格控温洁净室。这迫使公司不得不重新审视其设计思路。
ASML的历史中不乏偶然的转折，其中之一便与TSMC创始人张忠谋有关。1987年，当TSMC刚起步时，张忠谋下了大额订单购买ASML的光刻机。然而，在交付后不久，TSMC的工厂发生了一场火灾，毁坏了这些设备。本来可能是一次灾难性的挫折，结果却成了ASML的幸运之举。TSMC的保险赔付了损失，迫使公司重新订购同样的设备，这实际上使得ASML的订单翻倍。据报道，这一事件不仅巩固了TSMC与ASML之间的关系，还为ASML在其最为艰难的财政时期带来了关键的财务支持。
ASML的PAS 5500软件配置软盘套装
直到90年代初，ASML才终于迎来了其首个突破——PAS 5500，由当时年轻的马丁·Van den Brink设计，稍后你将了解到更多关于他的信息。经过财务和研发实验室的坚持，ASML开始扭转局面。很快，ASML成为光刻行业的三大巨头之一，与日本的尼康和佳能并驾齐驱。2002年，距离飞利浦和ASM决定再次给予ASML机会近二十年后，该公司超越尼康，成为行业第一。但ASML并未止步于此，而是继续突破界限，投资于许多被认为无法实现的开创性技术。
极紫外光刻时代
如前所述，光刻技术的根源可以追溯到数十年前。最初，半导体制造商使用自然光进行光刻——一种将微小电路蚀刻到硅晶圆上的过程。然而，随着对更小晶体管的需求增加，使用可见光的局限性逐渐显露。光波不沿直线传播，随着图案缩小，开始扭曲被蚀刻的电路图案。
为了应对这一挑战，行业逐渐演变，光源从可见光转向紫外光，最后转向深紫外光。到90年代和2000年代，DUV光已经成为标准，使用激光实现193纳米的波长。然而，随着芯片尺寸缩小到几纳米(1纳米为十亿分之一米，大约是人类头发宽度的十万分之一)，即便是DUV光也显得难以应对，犹如用铲雪工具签名一样笨拙。
若要跟上摩尔定律，行业显然需要下一代解决方案。得益于行业快速的创新步伐，这一观察自那时起一直得到验证。
认识到DUV的局限性，半导体行业在90年代开始探索极紫外光。这一理论概念早在十年前就已提出，但被认为几乎无法商业化。原因何在？
“常用”的EUV光产生方式是激光产生等离子体。在这一过程中，每秒向一滴约为50,000次的熔融锡喷射激光，从而产生发出EUV光的等离子体。在这个过程中产生的等离子体温度可以达到数十万摄氏度，远高于太阳表面的5500度。
为了能够使用EUV蚀刻硅晶圆以生产芯片，光必须通过一系列精密镜子进行引导，这些镜子聚焦并调整光束，然后照射在包含所需电路图案的光掩模上。EUV光将这些图案投射到涂有光敏材料的硅晶圆上，从而实现复杂半导体特征的制造。根据马克·希金在其富有洞察力的传记《FOCUS: The ASML Way》中的描述，没有任何人能够完全理解这些机器的每个操作细节。
EUV光刻系统内部运作的示意图
重大突破
对EUV的深入研究由一个由美国能源部资助的财团主导，旨在重新夺回在光刻领域对日本竞争对手失去的市场份额。然而，美国缺乏能够推进这一技术的本土光刻制造商。于是，ASML被邀请加入该财团，负责EUV技术的开发。这一机会成为ASML的一个关键转折点。
几年后，2001年，ASML通过收购美国公司硅谷集团做出了变革性的举动。尽管这一举动遭到激烈的反对，许多有影响力的人担心美国在光刻竞赛中会失去地位，但经过数月的反复协商，华盛顿的政策制定者批准了这项交易。这在很大程度上得益于与美国政府保持紧密关系的英特尔。此次收购不仅仅是ASML业务的简单扩展，而是一个经过深思熟虑的战略决策，极大地影响了半导体行业的未来。
通过收购SVG，ASML不仅消除了一个关键竞争对手，还获得了SVG的宝贵知识产权和EUV许可、持续的研究成果以及工程人才。这些知识资本对加速ASML的EUV发展至关重要。那时，英特尔、TSMC和三星等芯片制造商都是SVG的客户，因此ASML也加强了与这些关键客户的关系。这是公司成功商业化EUV道路上的一个重要里程碑。
最初的计划是在2000年代中期引入EUV技术，但开发过程比预期的要困难得多。到2010年，尽管投入了数十亿美元进行研发，该技术仍未准备就绪。2012年，ASML获得了英特尔、三星和TSMC的重大投资，他们共同持有ASML 23%的股份，并提供了14亿欧元的研发资金。
这一合作被称为“火枪手计划”，不仅仅是提供财务支持，更是一个战略联盟，确保ASML拥有克服与EUV开发相关的巨大最终挑战所需的资源和技术专长。据报道，这一举措被认为是将这一期待技术推向市场的“最后一大推动”，最终在2019年实现——比最初计划晚近二十年，且距最初理论概念的提出已近四十年。
尽管日本的尼康和佳能在开发极紫外光方面做出了重大努力，但最终由于巨大的成本和技术挑战不得不放弃。而ASML则具备了资源、支持、商业模式和决心，能够坚持完成该项目。开发可商业化的EUV光刻系统所需的复杂性及其相关的研发成本形成了巨大的进入壁垒。
如今，ASML的EUV机器对于生产最先进的芯片至关重要，而这些芯片又推动了几乎所有现代计算技术的进步。因此，ASML在推动从智能手机到超级计算机、再到自动驾驶车辆和医疗设备的能力提升方面扮演了至关重要的角色。将更多晶体管集成到单一芯片中，可以实现更强大的处理器、更高效的内存以及开发复杂的算法，以增强人工智能等前沿技术。
这些机器——常被描述为人类建造的最复杂的机器——大致与一辆双层巴士的大小相当。运输这些设备本身就是一项工程挑战，每台机器的运输需要七架波音747飞机。机器的每个单独部件也会在其专用的集装箱中运输，以确保在进入晶圆厂之前温度保持在理想范围内。预计到2025或2026年投入高产量制造的下一代ASML设备将更大。这款即将推出的高NA EUV机器，英特尔是率先使用的公司，价格据报道为3.5亿美元。而较旧的EUV机器根据型号的不同，售价约为1.5亿至2.5亿美元。
将ASML的TWINSCAN EXE:5000的尺寸与人体进行视觉比较。
光刻机的生命周期
一旦这些庞大的机器抵达半导体制造厂会发生什么？这些机器的生命周期是怎样的，ASML又是如何保持其主导地位的？
当像台积电或三星等芯片制造商投资ASML的光刻机时，他们不仅仅是在购买一台设备，而是在获取一项长期资产和数十年的合作伙伴关系。这些机器是为长期使用而设计的。事实上，ASML最近透露，过去30年中售出的光刻机中，有90%仍在运行——考虑到其复杂性，这一点非常了不起。部分机器仍在其原始地点运作，而另一些在首次使用结束后经过翻新转售给其他制造商。甚至他们的一些旧PAS 5500系统仍在生产芯片。
因此，一旦安装，这些机器可以运行数十年，这是在资本成本高昂的行业中至关重要的因素——建造一座尖端晶圆厂的资本成本通常超过150亿美元。此外，ASML在使这些机器不仅运行，还能持续改进方面掌握了诀窍。他们提供服务，以在安装后数十年内升级和增强机器，并在每个使用ASML机器的设施中提供24/7的服务人员。这意味着今天购买的机器在接下来的几十年里可以继续变得更加高效和生产力。这种升级能力确保了客户在投资中看到持续的价值，进一步激励他们选择ASML并在未来的需求中保持忠诚。
半导体行业历史上一直具有周期性，ASML的经历也不例外。然而，近年来，这些周期对ASML的影响减轻了。其中一个原因是，如前所述，ASML在某些类型光刻设备的唯一生产商这一独特地位。如果像台积电这样的制造商希望生产下一代芯片，他们必须通过ASML。由于没有竞争对手，制造商在经济艰难时期也不愿意取消订单，因为他们知道一旦需求再次上升就会失去排队的机会。
半导体价值链
以下是一个详细的信息图，解释了半导体行业的复杂动态，展示了像台积电、英伟达、博通和ASML等100多家关键参与者如何融入这一生态系统。
该信息图描绘了半导体价值链，其中包括按行业细分的100多个关键参与者。
供应链精通
ASML商业的另一个重要方面是其采购和组装的商业模式。尽管ASML销售的是地球上最复杂的机器，但大约90%的零部件都是由第三方开发和提供。ASML本质上并不算是制造商，而是一个架构师——与全球数千家供应商的高度专业化网络共同开发和采购零部件。大约80%的销售成本来自这些外部组件和材料，而只有20%归因于ASML设施的劳动成本。
这一模式实际上是出于必要而生。在早期，ASML缺乏采用资本密集型的垂直整合模式的资源，而这一模式正是日本竞争对手如尼康和佳能所使用的。因此，他们别无选择，只能依赖外部供应商。这一模式现在发展成ASML的关键竞争优势，因为随着技术的进步，ASML与供应商的独特关系不断深化。有人甚至可以说，ASML的研发支出被严重低估，因为其复杂的供应商网络每年都在额外投入数十亿资金，以完善他们的光刻机组件。
因此，极紫外光刻系统中最关键的元素，不是任何单个组件，而是ASML在供应链管理方面的专业知识。根据前执行副总裁兼首席战略官弗里茨·范·霍特的说法，ASML以“机器”的方式构建了这一商业关系网络，创建了一个精密调整的系统，使数千家公司能够满足其严格的要求。
蔡司SMT光学元件的关键作用
虽然每个部件都发挥着至关重要的作用，但 ASML 最重要的供应商之一是蔡司半导体制造技术公司 。蔡司这个名字可能听起来很熟悉，因为卡尔蔡司集团的医疗技术部门Carl Zeiss Meditec是上市公司。然而，蔡司半导体制造技术公司及其母公司都是私营企业。蔡司半导体制造技术公司位于德国巴登-符腾堡州，距离费尔德霍芬仅 6 小时车程，开发了 ASML 的 EUV 机器中使用的先进光学系统。
两位蔡司SMT工程师正在检查 ASML EUV 机器中使用的新光学系统
光学系统本身就是一项令人难以置信的技术成就，也是一件庞然大物，整个系统重达数吨。它利用超专业镜子来反射和引导 EUV 光，因为传统镜头无法在这些波长下使用。激光在镜子上反射约 40 次，然后最终到达光掩模，再到达硅晶片。要使这种激光反射练习成功，蔡司的镜子必须非常平坦。事实上，这些镜子是人类有史以来制造的最平坦的表面之一，与完美平坦度的偏差只有几纳米。这些光学系统仅供应给 ASML。
鉴于ASML所形成的极其独特的地位，人们可能会合理地想知道该公司的定价是如何演变的。是的，从绝对美元价值来看，EUV系统极其昂贵，但ASML确实希望确保他们为客户提供的价值能够证明其投资是合理的，这就是他们不抬高价格的原因。他们的供应商关系也是如此，他们可能拥有巨大的未开发的议价能力，因为许多供应商严重依赖这家荷兰巨头。ASML希望实现长期优化。
ASML的成功数字
2023年，ASML的收入为276亿欧元，同比增长30%。其营业利润飙升38%，达到 90 亿欧元。对于一家以“问题儿童”起家的公司来说，这相当令人印象深刻。该公司的市值现已超过 3000 亿欧元，成为欧洲第三大公司，仅次于 Novo Nordisk 和 LVMH，因此也是世界上最大的公司之一。
尽管这些数字令人印象深刻，但令人惊讶的是 ASML 每年销售的机器数量相对较少。2023 年，ASML 共售出 449 台光刻机。这些不是典型意义上的量产产品；每台都是高度专业化且价格极其昂贵的设备。
截至 2024 年，ASML 在全球 60 多个地区拥有超过 42,000 名员工，包括按工资单和灵活合同工作的员工。该公司的总部仍设在荷兰费尔德霍芬，拥有超过一半的员工。这是世界上最专业化的团队之一，他们合作解决全球一些最复杂的技术挑战。顶级工程师、物理学家、软件开发人员和供应链专家都为制造 ASML 机器所需的复杂协调做出了贡献。
一台 ASML EUV 机器包含超过 700,000 个组件。相比之下，一辆普通汽车大约有 30,000 个零件。您现在可能已经明白，这些机器的复杂性令人难以理解。每个零件都必须经过完美校准，才能在需要原子级精度的系统中发挥作用。而且，该系统是共同开发的，依赖于从数千家供应商组成的高度专业化的网络采购零件。
ASML 数据的一个有趣方面是其规模，尤其是当你考虑到它的起源时。为了真正了解 ASML 的成功和规模，我们决定将其与其母公司进行比较。在过去的三十年里，飞利浦分拆出了三家大公司:1984 年成立的 ASML、 2006 年成立的NXP和2016 年成立的Signify。你还能想到哪些其他分拆出来的母公司呢？丹纳赫？Constellation Software？
飞利浦旗下诞生了三家大公司:1984年诞生的ASML，2006年诞生的NXP，2016年诞生的Signify。
集中的客户群
ASML的客户群高度集中，据业内专家称，前两大客户约占其收入的 60%。虽然 ASML 没有披露确切数字，但它在每一份财报中都一致指出客户集中度是主要风险。这种狭窄的客户群反映了半导体行业的专业性，只有少数公司有能力和财力生产领先的半导体，因此，才会购买 ASML 的 EUV 机器。
这些客户并非普通公司，而是像台积电、三星、英特尔和联电这样的巨头，财力雄厚。他们是全球少数能够真正利用 ASML 技术制造世界上最先进芯片的公司。这种集中化看似风险很大，但这是行业结构的自然结果，几乎无法避免。
现金流和“隐藏”定价能力
ASML 是一家现金流强劲的公司，息税前利润和经营现金流均持续超过 30%。值得注意的是，该公司的经营现金流经常超过其息税前利润。这种强劲的现金流状况部分归因于客户经常为其设备预付定金，这为ASML继续在研发和产能扩张方面投入大量资金提供了财务缓冲。这可以说是一种定价权，尽管比通常的提价方式更为微妙。
ASML强大的现金生成能力使其能够在业务再投资和股东回报之间保持良好的平衡。该公司每年将约15-16%的收入用于研发。需要考虑的重要一点是，这个数字忽略了供应商的研发工作，而供应商实际上是承担最重负担的人。
2005年至2023年ASML的收入和EBIT发展情况
成功背后的领军人物
ASML迅速崛起的核心是领导团队，他们将公司从一家被忽视的弱势公司带入了行业巨头。其中，Peter Wennink脱颖而出——这位领导者在进入 ASML 之前就开始了与该公司的合作。
1995年，Wennink在德勤工作，领导团队管理 ASML 的IPO。在研究该公司的潜力时，他发现自己被该公司的愿景和挑战所吸引。ASML不仅仅是一个客户，它已经成为一种激情。他学得越多，就越意识到自己想成为ASML故事的一部分。
四年后，即1999年，Wennink跳槽加入ASML担任首席财务官。他的影响立竿见影，意义深远。他带领公司经历了几次起起落落，最终于2013年升任首席执行官。在他的领导下ASML克服了最艰巨的挑战，巩固了其在该领域无可争议的领导者地位。Wennink在公司度过了 25 年的变革期，于2024年4月退休，将接力棒交给了克里斯托夫·富凯 ，他是一位经验丰富的领导者，曾在ASML担任过各种关键职务，任期长达 17 年。
但如果有一个名字与ASML的成功息息相关，那就是我们之前提到的Martin van den Brink。Van den Brink 是该公司的前首席技术官兼总裁，他从一开始就是 ASML 的一员。今年早些时候，他与Peter Wennink一起退休，标志着ASML历史上两位最关键人物的离职——这一发展可能预示着该公司未来将面临挑战。Van den Brink早在1983年就加入飞利浦，并在ASML成立之初就在那里工作。当时，正如之前所说，业内许多人认为他加入的部门注定会失败。尽管有这些疑虑，van den Brink还是坚持了下来。
他在ASML的早期日子过得非常艰难，因为当时公司正处于灾难的边缘，难以将第一款成功的产品推向市场。公司成立仅两年后，Van den Brink就担任了领导职务，负责产品开发。起初，人们认为他的领导只是权宜之计，但事实证明他的领导非常有效，以至于公司直到他退休之前都没有找到比他更适合这个职位的人。
1995 年，Van den Brink加入管理委员会并被任命为首席技术官，直到退休前他一直担任该职位。他被广泛认为是一位天才，他不断突破极限，为 ASML 乃至整个半导体行业做出了重要贡献。在从 ASML 首席技术官一职退休的同时，Van den Brink加入了 ASM 监事会。
Martin van den Brink和Peter Wennink(右)
创新文化
说到ASML成功背后的关键人物，我们还必须强调其独特的公司文化。与许多以公司名义申请专利的组织不同，ASML鼓励员工以自己的名义申请专利。这种做法培养了一种自豪和主人翁精神的文化，在这种文化中，创新不仅受到期待，而且受到赞扬。
这种文化最具象征意义的举动之一是将年度最佳创新者的面孔刻在硅片上，然后将其放在公司总部显眼的位置展示。这种表彰既是一种激励，也是一种提醒，提醒人们个人的贡献推动了公司的成功。
从未发生的收购:ASML如何保持独立
深入探究这个故事，人们可能会问为什么ASML还没有被收购。这个问题似乎很愚蠢，好像每家伟大的公司最终都会被收购一样。然而，考虑到 ASML 在一个由少数巨头主导的蓬勃发展的行业中的关键作用，ASML仍然保持独立乍一看相当奇怪。考虑到其目前的市值——现在是一个相当大的障碍——今天的答案可能看起来很简单和合乎逻辑。然而，更有趣的是半导体行业本身的协作性质。
半导体行业的成功始终取决于各个细分领域的分工，每个细分领域都有自己的专家。这种专业化使得ASML作为一家独立公司取得了显著成功，这对所有主要半导体制造商的发展至关重要。有人可能会说，这是一种在半导体领域相互扶持的底层协议，因为许多最大的参与者依靠彼此取得成功，而不是正面竞争。
想象一下，如果三星或台积电这样的公司十年前收购了ASML。资助和开发ASML的 EUV 光刻技术所需的合作努力可能永远不会实现。如果直接竞争对手拥有ASML，对行业发展至关重要的其他代工厂或无晶圆厂芯片设计公司也不太愿意做出贡献。不过有趣的是，应用材料和KLA都是美国公司，并且在自己的一些制造设备领域占据主导地位，它们在千禧之际都曾与ASML洽谈收购事宜。两家公司都被拒绝了，而ASML的独立性使其能够获得整个行业的持续支持——最终使所有参与者受益。
结束语
ASML曾是飞利浦和ASM合资的一家规模很小、举步维艰、鲜有人相信的合资企业，但凭借有限的资源和不懈的创新，ASML成为了全球最先进芯片制造设备的唯一供应商。如今，ASML不仅是全球科技领域的关键参与者，更是全球科技领域的基石。ASML 的市值超过 3000 亿欧元，仍然是半导体价值链中的重要支柱，其突破技术界限的旅程显然还远未结束。
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