“芯片荒”席卷全球，半導體行業(yè)正積極應對挑戰(zhàn)
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來源：ASML阿斯麥光刻
芯片，我們在生活中時時刻刻接觸到的科技產品里，都有這個小而強大的設備。無論是和朋友視頻通話、還是等待醫(yī)護人員從冰箱中取出新冠疫苗，芯片遍布在我們每一個人的日常生活，更不用說云技術、數(shù)據中心和互聯(lián)網了，這些都歸功于半導體技術的發(fā)展。
然而，除非你在科技行業(yè)工作，否則你不太可能去思考芯片對于日常生活的重要性，直到它們開始短缺了。
全球疫情、數(shù)字化轉型以及各種新興科技的迅速發(fā)展讓人們的目光聚焦到半導體行業(yè)和那些推動數(shù)字化時代前進的科技企業(yè)上。
什么造成了全球芯片短缺？芯片短缺與其說是什么出了問題，倒不如說是我們做對了一些事情。智能手機問世以來，全球幾乎每個人都可以訪問互聯(lián)網，將我們所做的大量事情搬到線上，導致社會對快速、穩(wěn)定的互聯(lián)網需求出現(xiàn)了爆炸性的增長，而5G、高性能運算、人工智能（AI）和物聯(lián)網技術的發(fā)展加速了這個數(shù)字化進程，也提高了對芯片的需求。
2020年3月初開始，許多行業(yè)準備回撤，以應對新冠疫情即將對全球各國經濟產生的沖擊。許多汽車和電子公司決定暫停訂單，其中就包括半導體的訂單。
疫情下，遠程辦公提升了對數(shù)字設備的需求但與此同時，新冠疫情也引發(fā)了用戶需求的變化。當世界陷入停滯，全國范圍內的封鎖要求人們呆在家里，導致網購數(shù)量急劇增加。人們?yōu)檫h程辦公購買電腦，為保持健康購買電子健身產品，為孩子們的娛樂購買游戲設備。數(shù)碼設備成為我們與外部世界聯(lián)系的主要方式，使我們能夠與同事、親朋好友保持聯(lián)系，并監(jiān)測疫情的進展。這些都給云計算帶來了巨大的壓力，科技公司需要為他們的云計算中心擴容，這對芯片的需求產生了重大影響。
疫情為數(shù)字化的加速發(fā)展踩下了油門。當各行業(yè)意識到他們的產品需求只是暫時停滯，實際上卻在加速，他們將調整原先的計劃，在新的訂單上全速前進。這時就遇到了一個小問題：半導體。
為什么半導體行業(yè)如此特別？芯片是一種特殊的產品。螺母和螺栓可以相對簡單地生產，而即使是制造最簡單的芯片上的每一層都是一個復雜的過程，世界上很少有公司能夠掌握。
在這個過程中，從開始到成品需要幾個月的時間，晶圓將在芯片制造商的工廠（晶圓廠）里經過幾十臺不同機器的處理，如化學處理設備、量測工具和光刻系統(tǒng)等。一個芯片的數(shù)十層都要依次經歷這些步驟。因此，在離開制造廠并進入電子產品前，每個芯片都將在比外界空氣清潔約一萬倍的嚴苛環(huán)境里經歷了3,000多個處理步驟。
疫情為數(shù)字化的加速發(fā)展踩下了油門。幾十年來，復雜的芯片生產過程推動半導體行業(yè)發(fā)展成了一個全球化生態(tài)系統(tǒng)。這個生態(tài)系統(tǒng)包括專門的芯片設計公司、設備公司和基礎設施供應商，以及芯片制造商本身，他們既相互協(xié)作，又處于激烈的競爭關系中。
因此，當企業(yè)因新冠疫情而決定暫停的芯片訂單時，會引發(fā)半導體行業(yè)的連鎖反應：ASML的客戶，即芯片制造商，對這些需求的變化持謹慎態(tài)度，因此他們調整了從供應商那里的訂單。反過來，ASML也調整了其供應鏈上的承諾。
ASML在“芯片荒”中處于什么位置？ASML的光刻系統(tǒng)利用光在晶圓上印制電路圖案，這是芯片制造過程中的一個關鍵步驟。這些圖案連接起來成為一個單一的集成電路，可以提供計算或存儲功能。全世界主要的芯片制造公司的工廠里都可以看到這些光刻系統(tǒng)。
ASML的光刻系統(tǒng)只是涉及眾多供應商和芯片設備過程中的一個環(huán)節(jié)。芯片制造中的每一步驟和每臺機器都至關重要。例如，通過光刻技術印制在晶圓上的層還必須進行刻蝕，通過化學工藝去除多余的材料，以創(chuàng)造三維的（3D）電路圖案，然后再添加新的層，整個過程再重新開始。這就是為什么所有的生產階段和各種工具都必須保證完美對齊，以確保盡可能高的良率。
這種相互依存的關系是半導體行業(yè)如此獨特的另一個原因。幾十年來，不同國家、不同領域的科技公司共同協(xié)作，從而組成了這個全球半導體生態(tài)系統(tǒng)的一部分。從幫助我們理解、修正物理定律的學者，發(fā)現(xiàn)新的可能性的客戶，到將我們的想法轉化為產品和技術的供應商，我們一起通過合作不斷地取得成功。現(xiàn)在，我們也正在一起為滿足芯片需求而努力。
“芯片荒”之下， ASML能做什么？
疫情之下，解決全球芯片短缺問題并非易事，但ASML不懼挑戰(zhàn)。新的光刻機器發(fā)貨，支持快速安裝，提高已安裝系統(tǒng)的可用性和效率，是我們幫助客戶應對芯片短缺的主要方式。
提高產能
為了幫助提高產能，我們首先著眼于安裝基地的生產力升級。我們稱之為 “生產力增強包”（Productivity enhancement package），可以快速安裝，是提高產能的最有效和高效的方法，以便系統(tǒng)每小時可以生產更多的晶圓。通常情況下，產能升級包括軟件升級和硬件創(chuàng)新。
硬件方面，例如用于光源的升級容器和用于提高晶圓良率的不同照明設置，也可以提高生產率。然而，這需要系統(tǒng)的停機來進行硬件升級，當客戶無法制造足夠晶圓的時候，這個解決方案并不理想。為了解決這一點，我們正在與我們的客戶合作，優(yōu)化他們的升級時間，并確保他們的生產線不易被淘汰。
制造和分配系統(tǒng)
應對這種短缺需要ASML的整個產品系列作出整體反應，其中包括DUV、量測和檢測系統(tǒng)、軟件和服務支持。ASML的光刻系統(tǒng)對滿足激增的芯片生產需求至關重要，因此我們正在計劃增加系統(tǒng)產出。我們還定期與客戶溝通，及時解決他們的技術需求，幫助他們達到所需的晶圓產能。
“芯片荒”何時結束？要解決芯片短缺并非易事。“很顯然半導體的需求會持續(xù)增長，而半導體行業(yè)的強大合作生態(tài)也將提高我們的能力，我們將不斷創(chuàng)新，為數(shù)字未來提高動力?！盇SML CEO Peter Wennink表示，“我們需要通過縮短周期、增加更多的從業(yè)人員、制造更多的機器并建造更多的廠房，來讓我們能更快地把事情完成，從而擴大ASML的能力。”
“數(shù)字化是必然趨勢?！?Peter總結說，“幾年內就會到來?！?nbsp;
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