“芯片荒”席卷全球，半導(dǎo)體行業(yè)正積極應(yīng)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(shí)時(shí)刻刻接觸到的科技產(chǎn)品里，都有這個(gè)小而強(qiáng)大的設(shè)備。無論是和朋友視頻通話、還是等待醫(yī)護(hù)人員從冰箱中取出新冠疫苗，芯片遍布在我們每一個(gè)人的日常生活，更不用說云技術(shù)、數(shù)據(jù)中心和互聯(lián)網(wǎng)了，這些都?xì)w功于半導(dǎo)體技術(shù)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(zhuǎn)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(dǎo)體行業(yè)和那些推動(dòng)數(shù)字化時(shí)代前進(jìn)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(jī)問世以來，全球幾乎每個(gè)人都可以訪問互聯(lián)網(wǎng)，將我們所做的大量事情搬到線上，導(dǎo)致社會(huì)對快速、穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)需求出現(xiàn)了爆炸性的增長，而5G、高性能運(yùn)算、人工智能（AI）和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展加速了這個(gè)數(shù)字化進(jìn)程，也提高了對芯片的需求。
2020年3月初開始，許多行業(yè)準(zhǔn)備回撤，以應(yīng)對新冠疫情即將對全球各國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)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(dǎo)體的訂單。
疫情下，遠(yuǎn)程辦公提升了對數(shù)字設(shè)備的需求但與此同時(shí)，新冠疫情也引發(fā)了用戶需求的變化。當(dāng)世界陷入停滯，全國范圍內(nèi)的封鎖要求人們呆在家里，導(dǎo)致網(wǎng)購數(shù)量急劇增加。人們?yōu)檫h(yuǎn)程辦公購買電腦，為保持健康購買電子健身產(chǎn)品，為孩子們的娛樂購買游戲設(shè)備。數(shù)碼設(shè)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(jìn)展。這些都給云計(jì)算帶來了巨大的壓力，科技公司需要為他們的云計(jì)算中心擴(kuò)容，這對芯片的需求產(chǎn)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(dāng)各行業(yè)意識到他們的產(chǎn)品需求只是暫時(shí)停滯，實(shí)際上卻在加速，他們將調(diào)整原先的計(jì)劃，在新的訂單上全速前進(jìn)。這時(shí)就遇到了一個(gè)小問題：半導(dǎo)體。
為什么半導(dǎo)體行業(yè)如此特別？芯片是一種特殊的產(chǎn)品。螺母和螺栓可以相對簡單地生產(chǎn)，而即使是制造最簡單的芯片上的每一層都是一個(gè)復(fù)雜的過程，世界上很少有公司能夠掌握。
在這個(gè)過程中，從開始到成品需要幾個(gè)月的時(shí)間，晶圓將在芯片制造商的工廠（晶圓廠）里經(jīng)過幾十臺(tái)不同機(jī)器的處理，如化學(xué)處理設(shè)備、量測工具和光刻系統(tǒng)等。一個(gè)芯片的數(shù)十層都要依次經(jīng)歷這些步驟。因此，在離開制造廠并進(jìn)入電子產(chǎn)品前，每個(gè)芯片都將在比外界空氣清潔約一萬倍的嚴(yán)苛環(huán)境里經(jīng)歷了3,000多個(gè)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(fù)雜的芯片生產(chǎn)過程推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展成了一個(gè)全球化生態(tài)系統(tǒng)。這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)包括專門的芯片設(shè)計(jì)公司、設(shè)備公司和基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)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(guān)系中。
因此，當(dāng)企業(yè)因新冠疫情而決定暫停的芯片訂單時(shí)，會(huì)引發(fā)半導(dǎo)體行業(yè)的連鎖反應(yīng)：ASML的客戶，即芯片制造商，對這些需求的變化持謹(jǐn)慎態(tài)度，因此他們調(diào)整了從供應(yīng)商那里的訂單。反過來，ASML也調(diào)整了其供應(yīng)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(gè)關(guān)鍵步驟。這些圖案連接起來成為一個(gè)單一的集成電路，可以提供計(jì)算或存儲(chǔ)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(yīng)商和芯片設(shè)備過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)。芯片制造中的每一步驟和每臺(tái)機(jī)器都至關(guān)重要。例如，通過光刻技術(shù)印制在晶圓上的層還必須進(jìn)行刻蝕，通過化學(xué)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(gè)過程再重新開始。這就是為什么所有的生產(chǎn)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(guān)系是半導(dǎo)體行業(yè)如此獨(dú)特的另一個(gè)原因。幾十年來，不同國家、不同領(lǐng)域的科技公司共同協(xié)作，從而組成了這個(gè)全球半導(dǎo)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(xué)者，發(fā)現(xiàn)新的可能性的客戶，到將我們的想法轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和技術(shù)的供應(yīng)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(jī)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(yīng)對芯片短缺的主要方式。
提高產(chǎn)能
為了幫助提高產(chǎn)能，我們首先著眼于安裝基地的生產(chǎn)力升級。我們稱之為 “生產(chǎn)力增強(qiáng)包”（Productivity enhancement package），可以快速安裝，是提高產(chǎn)能的最有效和高效的方法，以便系統(tǒng)每小時(shí)可以生產(chǎn)更多的晶圓。通常情況下，產(chǎn)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(shè)置，也可以提高生產(chǎn)率。然而，這需要系統(tǒng)的停機(jī)來進(jìn)行硬件升級，當(dāng)客戶無法制造足夠晶圓的時(shí)候，這個(gè)解決方案并不理想。為了解決這一點(diǎn)，我們正在與我們的客戶合作，優(yōu)化他們的升級時(shí)間，并確保他們的生產(chǎn)線不易被淘汰。
制造和分配系統(tǒng)
應(yīng)對這種短缺需要ASML的整個(gè)產(chǎn)品系列作出整體反應(yīng)，其中包括DUV、量測和檢測系統(tǒng)、軟件和服務(wù)支持。ASML的光刻系統(tǒng)對滿足激增的芯片生產(chǎn)需求至關(guān)重要，因此我們正在計(jì)劃增加系統(tǒng)產(chǎn)出。我們還定期與客戶溝通，及時(shí)解決他們的技術(shù)需求，幫助他們達(dá)到所需的晶圓產(chǎn)能。
“芯片荒”何時(shí)結(jié)束？要解決芯片短缺并非易事。“很顯然半導(dǎo)體的需求會(huì)持續(xù)增長，而半導(dǎo)體行業(yè)的強(qiáng)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(dòng)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(jī)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(kuò)大ASML的能力?！?/span>
“數(shù)字化是必然趨勢?！?Peter總結(jié)說，“幾年內(nèi)就會(huì)到來?！?nbsp;
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