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价值4亿美元的机器推动芯片制造的未来

MIT Tech Review2026年6月23日 09:00

乔斯·本肖普正在爬梯子,准备到达他最新机器的顶部。这是一段不小的旅程。这台装置的大小相当于一辆双层巴士——超过150吨的闪亮精准铣削铝制外壳,上面覆盖着数千根蜿蜒的管子、彩色电缆和加压罐。从地面看,它像是一台未来派的V8引擎。当我和本肖普一起到达顶部时,我们从约15英尺高的地方俯视,下面身穿兔子服的技术人员在忙碌。这里有超过200立方米的技术——“机电设备以原子级的精度保持几个镜子的位置,”他说,手指着这个巨大的装置。本肖普,一个身材高大、满头白发的66岁老者,花了十多年时间与他的工程师们合作设计这台机器,但即使如此,他有时候还是会看着它说:“天哪!”本肖普是荷兰ASML公司的技术执行副总裁,这家公司是微芯片产业的关键。如果你想制造强大的芯片,以支持手机或人工智能,那么像我们现在站上的这种光刻机就是用来创建越来越小的电路。光刻是将光照射到硅晶圆上,形成晶体管、电线和其他将从中切割出的微芯片组件的艺术和科学。芯片制造行业基本上由两个主要玩家控制:ASML,负责生产光刻机,和台积电(TSMC),这个芯片制造巨头。九年前,ASML开始销售采用一种大胆新方法进行芯片特征成型的机器。这些机器使用极紫外光(EUV)——这种辐射远超可见光谱,它们通过每秒数万次地向微小的熔融锡滴发射激光来产生。那些第一台机器是在耗时16年的研发重拳出击下取得的,耗资约100亿美元——能够以13纳米的分辨率制造晶体管特征。这台新机器则更进一步:它的分辨率仅为8纳米,约合40个硅原子的宽度。这些设备现在以惊人的价格——每台4亿美元——运送到芯片制造厂或芯片工厂。但芯片制造商愿意支付这笔费用,因为他们正全力以赴地竞相每年生产新一代改良芯片。这意味着他们必须得到那些能够制造越来越小元件并将其更紧密地组合在一起的机器——这是一项已久的方程式,旨在制造更快、更节能的芯片。多年来,ASML的工具对于维持摩尔定律至关重要。如果没有该公司的先进芯片制造技术,芯片的密度和执行越来越多计算的能力可能早已达到瓶颈。人工智能行业对更密集芯片的新需求让OpenAI和Anthropic等公司紧急搭建服务器农场,以训练和部署新一代更强大的模型,而这些模型需要新的、更强大的硬件。ASML的最新机器承诺帮助保持人工智能的狂欢至少十年。“我们可以让客户向越来越小的特征进军,这为我们现在在人工智能中看到的所有东西打开了空间,这绝对令人难以置信,”ASML的首席技术官马尔科·皮特斯告诉我。“我认为我们只看到了冰山一角。”在芯片制造行业,他们称之为“缩小”的不断推动使ASML成为了一个主导力量:该公司生产全球约90%的芯片光刻工具。如果你制造芯片,ASML是无法回避的。但这种垄断地位让一些人和政府感到不安。芯片制造行业基本上由两个主要玩家控制:ASML,负责生产光刻机,以及台积电,它利用ASML的机器制造绝大多数微芯片。这种双头垄断是如此强大,以至于它具有地缘政治影响。为了防止中国发展先进的人工智能,美国政府在2019年向荷兰政府施压,要求施加禁令:ASML不允许向任何中国公司出售高端机器。在地缘政治上,“芯片是新的石油,”Focus: The ASML Way的作者马克·喜金克说。失去芯片可能像失去石油一样灾难。而在这个比喻中,可以说,ASML就是霍尔木兹海峡。光刻初创公司Substrate的联合创始人及首席执行官詹姆斯·普劳德表示,情况并不理想。Substrate在其网站上表示,美国“过于依赖”海外且日益昂贵的供应链。“只有少数几个参与者的巨大集中,”普劳德说。“而且供应链非常昂贵。”这就是为什么,在ASML主导了20年后,有意竞争对手现在正在努力进攻其领土。中国正在积极涌入数十亿资金来试图复制ASML的技术。而像Substrate这样的初创企业也在尝试进入这场游戏,瞄准创造更便宜、更小的光刻机。

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