因为中兴通讯被美国商务部禁售,这种只有行业人士才知道的高端设备也被大众所知晓,这就是光刻机,它是生产芯片最为关键的设备之一。最高端的光刻机一台能卖一亿美元,并且还得排队购买,即便了下单一般21个月后才能供货。
全球高端光刻机来自荷兰ASML,中文叫阿斯麦,这家全球最顶级的光刻机制造商目前占全球高端高光刻机90%以上的市场份额,也就是说ASML公司处于绝对垄断地位。
荷兰ASML是从著名电子制造商飞利浦独立出来的,专注高端技术研发,生产高端光刻机。公司的经营策略有两大特色,一是进行全球采购,确保能得到最先进的元器件,二是优先供货给投资者,所以IBM、台积电、三星、英特尔等都占有公司股份,这对ASML来说即保证了充足的研发资金又能对高端产品市场销售进行足够的控制。
ASML公司最新产品EUV,也就是极紫外线光刻机,预计2019年供货给中芯国际,该设备是全球最高端也是唯一可以生产10纳米以下芯片的光刻机,这对IC行业发展影响巨大。
荷兰有家高 科技 公司,叫做ASML,中文叫做阿斯麦公司,是一家专门生产制造电子芯片机器的公司,总部设在荷兰的Veldhoven。这里生产的机器,目前每台价值1亿欧元左右,而且订单已经排到明年。今年计划供应22台,明年至少30台。
这家荷兰的阿斯麦公司,是世界芯片制造业的领头羊,其客户包括IBM、TSMC和Intel等芯片巨头。 阿斯麦公司在这个产品市场的占有率,目前达到90%,竞争对手是日本的佳能和尼康。
随着手机、掌上电脑和各种电子设备的流行,对电子芯片的需求日增。该公司总裁Peter Wennink去年曾说,需求很多,越来越多。估计到2020年全世界有500亿台电脑和互联网连接,因此,对运算和记忆用的芯片需求数量很大。
阿斯麦原来是荷兰电子巨头飞利浦属下的一个研发半导体产品的部门,后来从飞利浦公司分离出来,1984年跟飞利浦合组新公司,是该公司ASM International和Philips的合并,用了ASM Lithography的名字,简称就是ASML。
多年来,该公司不断创新,不断推出新一代产品,保持着世界领先的地位。从最初只能生产45个纳米(Nanometer)的芯片,采用新的技术,在2024年,将推出制造只有3个纳米的芯片的新机器。
这家公司,从1995年开始,已经在阿姆斯特丹和美国的NASDAQ上市。
日前,该公司在发表最新业绩的同时,宣布全球招聘3000人。公司总裁Peter Wennink说,荷兰国内这方面的专业技术人才已经逐一梳理过了,必须引入外国的人才,否则公司难以得到更大的发展。这位总裁说,现在人人谈论比特币、区块链、人工智能、自动 汽车 等,尚没有提及手机和云计算,而这一切,都离不开芯片这个产业,而芯片产业则缺少不了制造的基础,这是基础中的基础!
去年,该公司全球一共有10万多人求职,最终聘了2500人,40%是荷兰人,其余是外国人,聘用的人员过半在荷兰工作。
根据2016年的数字,全公司一共有将近17万名员工,其中2600多是临时职位,员工分别来自100多个国家。
在荷兰华人学者与工程师协会主持举办的人才论坛上,有在ASML工作的华人学者,呼吁华人专业人士前往ASML求职。
这就是著名的阿斯猫公司了。作为全世界芯片产业链、食物链的最顶端产品,阿斯猫的光刻机是这个星球上单价最贵最高的产品之一,关键人家还是有着极高的 科技 含量,全世界也仅此一家,别无分号。
阿斯猫最早是飞利浦旗下的产业,后来慢慢独立,外界也不容许这么关键的产品被放在飞利浦的帐下,还是让它保持相对独立更好,后来包括三星还有几家芯片业巨头,也买了些阿斯猫的股份,核心还是不让一家独大。
阿斯猫的牛逼,不仅在于它垄断了芯片行业最牛逼的光刻机,而且它的产业链上也集中了德国光学巨头蔡司、日本光学巨头尼康佳能等,对于从14nm到7nm演进的芯片业,阿斯猫的作用毋庸置疑。
中国不是不想发展光刻机,但据说中国目前光刻机的技术极限是几十纳米,差不多比阿斯猫落后了几十年。
当然,最近有个好消息就是,阿斯猫并不是绝对的对华封杀,今年好像卖给了中国企业一台光刻机,当然还得考虑阿斯猫的年产量太低了,到底啥时能交货,还不知道。
从广面聊聊吧;花絮聊聊吧。
对于其发展过程、作用、名字这里就不赘述了。
这就是现代战争。
你想买、他还不卖给你,你想做、你做不了。谁出钱使他们变成百万富翁、千万富翁、亿万富翁?是你、我,任何一个使用电脑、手机、高精仪器的人。
一吨黄金大约3700万欧元。
一吨碳钢大约600欧元。
利润率、利益量多么巨大!这地方能不富裕?
这样的企业很多很多,如暴雪、AMD……,没人提您可能都不知道……
这么巨大利益的获取是q炮能达到的吗?
是多年的励精图治、信仰科学、回避口头上的你对我错、发展高度文明……的环境促成。
世界新的利益得失必将是在高精尖产品上,随着时间推移以后更明显。
这样的国家很多,像瑞士的手表、医疗设备……
那些一天到晚强调那几架破飞机速度、导d速度、说狠话、拍胸脯的该醒醒神了,落后战胜不了先进,愚昧最终被智慧诏安。
古往今来决定博弈输赢的是:以优质的发展环境、聚拢高精尖人才、高精尖 科技 、高精尖工业及工业总量为核心的综合国力,除此无它。
荷兰什么公司这么牛,一台机器一亿欧?它就是全球最大芯片光刻设备市场供货商阿斯麦 (ASML) 。
阿斯麦公司ASML Holding NV(NASDAQ:ASML、Euronext:ASML)创立于1984年,是从飞利浦独立出来的一个半导体设备制造商。前称ASM Lithography Holding N.V.,于2001年改为现用名,总部位于荷兰费尔德霍芬(Veldhoven),全职雇员12,168人,是一家半导体设备设计、制造及销售公司。
目前全球绝大多数半导体生产厂商,都向ASML采购TWINSCAN机型,例如英特尔,三星,海力士,台积电,联电),格芯及其它半导体厂。随着摩尔定律的发展,芯片走向了7nm以下,这就需要更高级的EUV光刻系统,全球只有ASML的NXE:3400B能够满足需求。
ASML的光刻机怎样帮芯片助力?我们可以看一下ASML官方的介绍:
简单来说,这种光刻设备是一种投影系统。这个设备由50000个零件组装而成。
实际使用过程中,则通过激光束被投穿过一片印着图案的蓝图或光掩模,光学镜片将图案聚焦在有着光感化学涂层的硅晶圆上,当未受曝光的部分被蚀刻掉时,图案随即显现…
此制程被一再重复,用以在单个芯片上制造数以十亿计的微型结构。晶圆以2纳米的精准度互相叠加,并加速移动,快如闪电,达到这种精确度可谓高 科技 ,要知道,即使头发丝也有十万纳米,2纳米的精细可想而知。
朋友们,通过我的简单介绍是不是增长了些许知识?最后祝我们大中华,在 科技 领域快步赶上!
这家公司就是荷兰的asml公司,主要生产光刻机,在2017年,该公司卖出了198台光刻机,垄断了80%的高端光刻机市场。所有芯片制造商都必须要买asml光刻机,否则根本就无法生产芯片,而且一定要买最新的光刻机。
但是,即便如此,asml的光刻机仍然供不应求,需要提前预订,否则根本来不及生产,据悉今年80%的产品都是去年预订的,如果不提前预订根本买不到asml光刻机。
你认为哪家公司能把中国芯片做好?小米还是华为?
荷兰光刻机巨头ASML,全名Advanced Semiconductor Material Lithography(先进半导体材料光刻),是一家位于荷兰艾恩德霍芬的企业,目前是世界顶级的半导体设备生产商。
拜中美贸易所赐,这家荷兰企业在中国名声大噪,但是人家确实是有个实力,因为人家占据着70%的全球光刻机的市场,目前可以说是世界顶级的半导体加工设备制造商,而尼康和佳能和ASML的差距不是一星半点。
1984年,世界电器巨头飞利浦和半导体制造商ASMI联合起来,组建了ASML,专注于开发光刻系统。创业之初,飞利浦只给ASML投了210万美元,整个ASML团队也就只有几十人。光从这个金额和团队规模就能看出当时的ASML有多艰难了。此前的ASML,只是飞利浦旗下的一个品牌。
1995年,ASML在阿姆斯特丹和纽约上市,飞利浦随后渐渐抛售了它在ASML全部的股份。
2001年前后,ASML推出了名为TWINSCAN的双工件台光刻机。
2006年,ASML试制了第一台EUV光刻机样机。
2012年,ASML开始邀请其主要客户英特尔、三星和台积电入股自己,摊平每年高达十亿欧元的研发成本,联合制造量产型EUV光刻机,并且还保证优先给以上三家企业供货。通过这种方式,世界三大芯片制造企业也完成了和ASML的利益捆绑,形成了一个用资本和技术铸造的利益联合体。
这也就是为什么英特尔、三星和台积电只有这三家公司目前的芯片加工技术为什么一直领先世界半导体制造行业。
今天,ASML占据了全球光刻机市场七成以上的份额,在高端EUV光刻机领域一家独大。作为一家制造业企业,每年的毛利率可以达到44%,几乎和轻资产的互联网大厂处在同一个水平。
荷兰阿斯麦(ASML)一家200来人的小公司,这是众所周知的生产芯片制造设备——光刻机成套设备。这种设备全世界也就仅此一家,一般都是排队预定的。阿斯麦(ASML)产量并不高,年产量也就5~6台套设备。由于阿斯麦设备含有部分美国技术,所以美国以此为由打压华为,限制对中国出售该设备。
其实,阿斯麦(ASML)发展曾经遇到技术瓶颈时台积电工程师对其有过突破瓶颈之重大贡献,这位工程师后来由于其它原因与张汝京一道离开了台积电回到大陆创办了如今已经走过了20个年头的中芯国际。如今的中芯国际已经成为了中国在芯片制造领域的国家队。光刻机毕竟是目前世界上精度最高,技术最复杂的设备。我们相信中芯国际一直在努力突破光刻机的技术瓶颈。 “长风破浪会有时,直挂云帆济沧海”。 中芯国际终究会使中国人有扬眉吐气那一天的到来!
ASML公司(全称: Advanced Semiconductor Material Lithography),中文名称为阿斯麦(中国大陆)、艾司摩尔(中国台湾)。是总部设在荷兰Veldhoven的全球最大的半导体设备制造商之一,向全球复杂集成电路生产企业提供领先的综合性关键设备。ASML的股票分别在阿姆斯特丹及纽约上市。
总部位于荷兰Veldhoven,欧洲人均科研经费排名第二的高 科技 公司。2010年,其全球净销售收入超过45亿欧元。2011年,卖出222套机器
,全球净销售收入56.51亿欧元,净利润14.67亿欧元。截止2011年,全球市场占有率75%。
中国分公司地址:上海市张江高 科技 园区松涛路560号A栋17楼
ASML总部,荷兰Veldhoven
产品服务
ASML为半导体生产商提供光刻机及相关服务,TWINSCAN系列是目前世界上精度最高,生产效率最高,应用最为广泛的高端光刻机型。目前全球绝大多数半导体生产厂商,都向ASML采购TWINSCAN机型,例如英特尔(Intel),三星(Samsung),海力士(Hynix),台积电(TSMC),中芯国际(SMIC)等。
ASML的产品线分为PAS系列,AT系列,XT系列和NXT系列,其中PAS系列光源为高压汞灯光源,现已停产,AT系列属于老型号,多数已经停产。市场上主力机种是XT系列以及NXT系列,为ArF和KrF激光光源,XT系列是成熟的机型,分为干式和沉浸式两种,而NXT系列则是现在主推的高端机型,全部为沉浸式。
目前已经商用的最先进机型是Twinscan NXT 1950i,属于沉浸式光刻机,用来生产关键尺度低于38纳米的集成电路。
目前市场上提供量产商用的光刻机厂商有三家:ASML, 尼康(Nikon),佳能(Canon)。 根据2007年的统计数据,在中高端光刻机市场,ASML占据大约60%的市场份额。而最高端市场(例如沉浸式光刻机),ASML大约目前占据80%的市场份额。不过,竞争对手尼康也在奋力追赶,主要优势在于相对较低的价格。
在中国
ASML一直致力于中国市场的拓展与合作,包括香港在内目前已经在北京,上海,深圳,无锡等地开设分公司,为客户提供及时的服务和咨询。随着公司业务的扩大和中国半导体产业的发展,相信大连,成都,重庆,武汉等新兴的半导体基地也会纳入ASML的版图之内。ASML有信心和中国半导体从业者一道,为技术创新和市场拓展开辟道路。目前ASML已经与浙江大学,大连理工大学,哈尔滨工业大学,上海交通大学等著名高等学府签定奖学金及科研合作协议,为培养和吸引本地人才,做出自己的一份贡献。
这个能卡主世界半导体行业脖子的公司,叫做阿斯麦,是世界上最顶级的光刻机制造商,全世界没有任何一家公司能与其并驾齐驱。
目前我国唯一能生产光刻机的公司是上海微电子(SMEE),占据了中国80%的市场份额。但即便是中国最先进的光刻机厂商,也仅仅是能90nm的光刻机。而这个牛逼的阿斯麦ASML公司,已经可以生产7nm,甚至是5nm的EUV光刻机了,差距真不是一代两代。
1、ASML的成立在阿斯麦诞生之前,光刻机领域是索尼的天下。因为光刻机所使用的核心技术是感光和投影,索尼相机技术世界闻名,做光刻机自然水到渠成,比如我们以前经常用到的CD,就和这个比较类似。
阿斯麦成立之初,要技术没技术,要人才没人才,钱也少的可怜,直到他们开始和飞利浦实验室的合作,才开始了他的腾飞之路。
其实,早在几年前,飞利浦实验室就研发出自动化步进式光刻机(Stepper)的原型。但对此他们自己也没有信心,求着和其他大厂合作,也没人搭理他。后来,阿斯麦瞅准这个机会死命追求这个白富美,飞利浦实验室看不起这个矮穷矬,考虑了一年多,看到真的没人接盘,才考虑嫁给它,成立股权对半的合资公司。
2、超越索尼和飞利浦成立合资公司,也仅仅是让ASML在光刻机行业立足了。但光刻机行业依然是索尼的天下,阿斯麦的市场份额长期不超过10%,被索尼远远甩在身后,直到一代牛人林本坚的出现。
在此之前,制作光刻机使用的一直是以空气为介质的“干式”投影技术,但这种技术发展到一定阶段遇到了一个瓶颈,那就是始终无法将光刻光源的193nm波长缩短到157nm。
当时,全世界的半导体行业都科学家,都投身光刻机领域,提出了很多方案,但要么是不具有可行性,要么就是太过超前,没有一个可以用的。
当时时任台积电研发副总经理的林本坚也注意到这个问题,他考虑如果157nm难以突破,为什么不退回到技术成熟的193nm,把透镜和硅片之间的介质从空气换成水,这样就可以突破157nm的限制,将波长所小到132nm。这个方案被成为“浸入式光刻技术”
虽然“浸入式光刻技术”更加现金,但当时却不被市场所接受,因为当时 社会 已经投入了巨资研究,一旦放弃,相当于之前的投入都打了水漂。所以,即便林本坚导出安利他的技术,依然没有任何公司愿意买账,直到遇到了阿斯麦。
林本坚加入阿斯麦后,迅速攻克了“浸入式光刻技术”的一系列难题,并达成了与inter和台积电的合作。后来阿斯麦还与台积电合作,双方共同研发成功全球第一台浸润式微影机。这种技术比索尼的干式微影技术技术更先进,成本也更低,所以迅速抢占了属于索尼的市场。
到了2009年,阿斯麦已经占有了70%的市场份额,索尼也从多年老大,憋屈的成为老二。
3、美国的助攻虽然阿斯麦在与索尼的竞争中暂时获胜,但索尼也卯足力气要追赶上去。但美国的排挤,直接熄灭了索尼的所有幻想。
Intel和美国能源部共同发起成立EUV LLC组织,汇聚了美国顶级的研究资源和芯片巨头,包括劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室和桑迪亚国家实验室等三大国家实验室,联合摩托罗拉(当时如日中天)、AMD等企业,投入2.25亿美元资金,集中了数百位顶尖科学家,只为一件事:极紫外光刻机到底可不可行?
但这样一个重要的组织,却因为美国政府的干预,把索尼排除在外。
这时候的索尼所有的研究和技术只能自己一个人搞,而阿斯麦则是集合了全世界最顶级的智慧,享受全世界半导体领域的成果。
后来阿斯麦还在2013年,分别并购了美国光刻机巨头SVGL(硅谷光刻集团)和美国准分子激光源企业Cymer,打通了极紫外光刻机的生产产业链。然后,阿斯麦就生产出了5nm制作工艺的极紫外光刻机,彻底奠定了领先地位。
以上就是阿斯麦公司的发展经历,可以说阿斯麦的成功固然是自身苦心经营的结果,但也是全世界的结晶,是全世界最优秀的科学家的努力,才一步步突破了光刻机的种种限制,成就了阿斯麦如今蔑视群雄的霸主地位。
所以, 很多时候我们都讲,中国这么大,这么厉害,为什么连一台光刻机都造不出来的时候,我们应该想到,中国一个国家人才,是否能抵得上全世界的智慧?即便如此,我们的科学家和企业家依然在做,这是无奈之举,也是我们大国崛起的必经之路。
作者 | 海怪
来源 | 脑极体(ID:unity007)
意法半导体、英飞凌、恩智浦三家半导体企业先后从其母公司独立或重组之后,直到今天,一直是撑起欧洲半导体产业面子的“三巨头”。
之所以被称为“三巨头”,是因为自1987年以来,三家几乎从未跌出全球半导体企业20强,虽然排名有调换,但都没掉队。当然也再没有新兴的欧洲半导体企业进入这个头部榜单。
如今,在全球半导体市场中,这三巨头主要选择了工业和 汽车 等B端芯片市场,而避开了竞争激烈的移动终端及电脑等消费级芯片市场。
这就让芯片产业之外的人很少有机会听到三巨头的名声,也自然很少了解这三巨头在全球芯片市场所扮演的角色,以及三家当下的竞争格局和未来可能的发展前景。
那么,三巨头之间有哪些纠葛和关联?各自有哪些优势?顺着这些问题我们接着讨论下去。
三巨头的并购“排位赛”
由于三巨头将市场都定位在B端芯片市场,三家各自的技术和产品自然有重叠,因此不可避免会出现激烈的竞争。而在近几年三巨头的发展过程中,大规模并购其他半导体企业和技术公司,成为能够快速赶超对手的“常规”手段。
在2018年,曾传出“英飞凌试图收购意法半导体”的消息,最后可能因为法国政府的阻挠而告吹。甚至早在2007年,还有“意法半导体要收购英飞凌”的传闻。可见三巨头相互之间觊觎对方已久。
而三巨头的关系中,英飞凌和恩智浦的竞争最为激烈,双方都在 汽车 半导体领域深耕多年,且排名接近。2015年,恩智浦以118亿美元的价格,收购了美国的飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor),成为当年的天价收购案。完成此次收购后,恩智浦成功进入全球半导体厂商前十的行列,成为全球最大的车用半导体制造商,并且成为车用半导体解决方案与通用微型控制器(MCU)的市场龙头。
经此一战,英飞凌虽然在 汽车 半导体市场略占下风,但也没有停止并购扩张的脚步。为巩固其在功率半导体的领先地位,英飞凌在2015年率先以30亿美元现金并购美国国际整流器公司;又在去年4月,宣布以100亿美元的价格完成对美国赛普拉斯半导体公司的收购。
赛普拉斯半导体的产品,包括微控制器、连接组件、软件系统以及高性能存储器等,与英飞凌当先的功率半导体、 汽车 微控制器、传感器以及安全解决方案,形成了高度的优势互补,双方将在ADAS/AD、物联网和5G移动基础设施等高增长应用领域,提供更先进的解决方案。
简单来说,英飞凌的目的仍然是要加强 汽车 半导体产品的实力,试图超越恩智浦的 汽车 半导体业务。此外,英飞凌在MCU、电源管理和传感器芯片方面超过或接近意法半导体。
去年几乎同时,恩智浦又以17.6亿美元收购美国美满电子(Marvell)的无线连接业务,主要产品线是Marvell的Wi-Fi和蓝牙等连接产品。通过这一收购,恩智浦可以更好补强其在工业和 汽车 领域的无线通信实力。
相比之下,过去几年意法半导体在并购市场的动作较少,但也并非没有。2016年8月,意法半导体宣布收购奥地利微电子公司(AMS)的NFC和RFID reader的所有资产,获得相关的所有专利、技术、产品以及业务,以强化其在安全微控制器解决方案的实力,在移动设备、穿戴式、金融、身份认证、工业化、自动化以及物联网等领域的发展提供技术支持。
在2019年的TOP15半导体市场排名中,来自欧洲的三家企业只能排在12-14位。恩智浦收购飞思卡尔的红利已经消失。而英飞凌收购赛普拉斯之后,两家营收加起来,会使得英飞凌大幅提升排名进到前十名当中。
从半导体产品形态来看,英飞凌、意法半导体和恩智浦,都是模拟芯片或模数混合芯片企业。从近几年的产业趋势来看,模拟芯片产业的集中度不断提高,而且模拟芯片企业的并购重组主要发生在美国和欧洲之间。从恩智浦和英飞凌收购的案例中,我们可以看到其对模拟和模数混合芯片厂商的并购,而且标的几乎全部来自美国。
一方面说明美国模拟芯片整体的数量和实力都很强,一方面也能看出全球模拟芯片企业发展进入一个相对稳定发展的阶段,如果想要打破平衡,取得快速发展,并购重组和强强联合就成为一个直接有效的手段。
不过值得注意的是,美国和欧洲直接模拟芯片企业的这种“内部消化”,正在进一步拉大欧美和亚洲之间在模拟芯片产业上的优势差距。
三巨头的守旧与拓新
为什么三巨头想要突破增长瓶颈,就必须依靠巨额收购来实现呢?
这实际上要跟模拟芯片产业的特点有关。与数字芯片要求快速更新迭代(摩尔定律)不同,模拟芯片产品使用周期较长,价格相对较低,其使用时间通常在10年以上,产品价格也较低。寻求高可靠性与低失真低功耗,核心在于电路设计,模拟芯片设计工艺特别依赖人工经验积累、研发周期长。
一旦某家企业在某类模拟芯片上建立其研发优势,那么其他竞争对手就很难在短时间内模仿或者超过,同时也因为下游客户对模拟芯片超高稳定性要求,一旦某些厂商建立其产品优势,其他竞争者也难以撼动其供应市场。所以,模拟芯片的产品与行业特点导致模拟芯片厂商存在寡头竞争特点。
德州仪器、亚德诺、意法半导体、英飞凌、恩智浦都是长期稳居全球TOP10的模拟芯片巨头,并且近几年,集中度还在进一步上升。近日,亚德诺高价完成美信的收购,甚至于有机会挑战第一名德州仪器的位置,而英飞凌对赛普拉斯的收购,也能让其排名大幅上升。
从产品线来看,三巨头都是老牌的IDM制造商,都拥有非常齐全的产品线,并且更加注重产品线工艺的稳步改进。
当然,恩智浦也想过拓展其他业务。2007年,恩智浦曾收购SiliconLabs蜂窝通信业务,发力移动业务市场,以及数字电视、机顶盒等家庭应用半导体市场,但短暂的出圈尝试不够成功。
因此,2007年起恩智浦很快将无线电话SoC业务、无线业务和家庭业务部门予以出售或剥离,并重新集中到飞利浦时代就确立的优势领域—— 汽车 电子和安全识别业务。2009年,恩智浦开始主要发力HPMS(高性能混合信号)产品,到2019年,包括 汽车 电子、安全识别相关业务的HPMS部门的营收占比超过了95%,产品线大幅度集中。
另外,恩智浦一直在大力推广以UWB、NFC等为代表的射频芯片业务。去年收购Marvell的无线连接业务正是致力于这一方向的表现。
英飞凌更重视其王牌业务板块——功率半导体产品。2016年,英飞凌尝试收购从美国Cree手中收购其Wolfspeed Power &RF部门(不过被美国CFIUS否决),其目的也是为了集中资源,加强其功率半导体业务。英飞凌拥有 汽车 电子、工业功率控制、电源管理及多元化市场、智能卡与安全等四大事业部。
(意法半导体2017Q2~2018Q2三大业务线营收及营业利润率)
相对于英飞凌和恩智浦,意法半导体在传感器业务上更加突出,特别是其MEMS技术,竞争力很强,也正是依托该优势技术,使得该公司在消费类电子、 汽车 ,以及工业传感器应用方面都有较强的竞争力。另外,意外半导体在 汽车 和分立器件、模拟器件以及微控制器和数字IC产品都有相当比例的市场表现。
早在十年以前,欧洲半导体产业就做出了自己的选择,那就是不在移动终端及PC市场寻求突破,而是专注于车用半导体和工业半导体两个细分市场。这一选择既有延续传统优势的考虑,又有对电动 汽车 及物联网这些新兴市场趋势的判断。
欧洲国家本身有良好的 汽车 工业和制造业基础,而欧洲半导体三巨头又在车用和工业半导体领域深耕多年,具备完整的设计、制造和封测的IDM体系,使得竞争对手短期内难以超越,这也是三巨头能够“守旧”的底气。
随着PC市场和移动终端市场红利期的结束,紧随5G网络普及而来的正是万物互联的物联网时代,智能电动 汽车 、无人驾驶、车联网、物联网等全新红利市场的到来,让欧洲半导体产业迎来新一轮增长周期。这是三巨头能够“拓新”的机遇。
从“守旧”中“拓新”,正是欧洲半导体产业能够继续赢得未来市场的不二法门。
三巨头的“中国红利”
由于欧洲半导体产业一直以来,无论是排名还是营收,其相对于美国和亚洲厂商来说,波动都非常小,但是未来又有一个稳定的增长预期。因此即便是三巨头如此大的体量,也成为美国半导体巨头试图并购的目标。
(虚线为2016年高通收购恩智浦流产后去除的390亿美元)
2016年,美国高通尝试以380亿美元收购恩智浦,成为当年金额最高的收购计划。当时恩智浦表示出浓厚的兴趣,但大幅提高了报价至440亿美元。高通同意了这一价格,并且收购案先后获得了美国、欧盟、韩国、日本、俄罗斯等全球八个主要监管部门同意。但在中国监管部门的反垄断审核期内,高通在其收购期内宣布放弃这些收购计划,并为此向恩智浦支付了20亿美元的“分手费”。
高通大力收购恩智浦的原因不难理解,那就是在5G发展可能受阻的情况下,获得恩智浦在 汽车 、物联网、网络融合、安全系统等领域的半导体技术优势,从而实现业务的互补和企业规模的飞跃。
不过,这场收购案中,有一个关键环节就是中国的反垄断审查。而事实上,无论恩智浦还是高通,中国都是最大的销售市场。假如两家强行完成并购,在未来仍有可能面临着我国的反垄断调查、限制甚至是处罚。
同样,对于恩智浦、英飞凌和意法半导体来说,中国既是三家最主要的销售市场,同时也是三巨头耕耘多年的新红利市场。
比如,恩智浦的众多业务早已在中国扎根。2019年汇顶 科技 以1.65亿美元收购NXP的音频应用解决方案业务(VAS),VAS可广泛应用智能手机、智能穿戴、IoT等领域。更早之前的2015年,建广资产与恩智浦宣布成立合资公司瑞能半导体,随后建广资产又以18亿美元巨资收购恩智浦的RF Power部门,成为中国资本首次对具有全球领先地位的国际资产、团队、技术专利和研发能力进行的并购。
2017年,由中资收购恩智浦标准产品业务而组建的安世半导体,已经在半导体细分市场上,取得二极管和晶体管排名第一, ESD保护器件排名第二,小信号MOSFET排名第二,逻辑器件仅次于德州仪器, 汽车 功率MOSFET仅次于英飞凌的名次。
意法半导体也早已在中国耕耘多年,特别是其STM32系列MCU,在中国有巨大的市场影响力。而英飞凌在与1998年已入华的赛普拉斯的整合之后,将获得更大的中国市场,并且英飞凌本身的功率器件在中国的销售也有巨大的增长空间。
在当下华为遭受美国在半导体方面的阻击之时,华为与英飞凌、意法半导体的合作,对于双方来说,都显得非常重要。
在我们完整地回顾完欧洲半导体产业的前世今生之后,如果用一个字来形容,那就是“稳”。
从欧洲半导体产业初兴之时,在各国政府主导下,几乎所有半导体产业都聚集在各国原本的工业巨头之下,享受产业政策的呵护。即使在世纪之交,半导体产业从体量臃肿的母公司独立出来,也仍然只诞生出三家身世优渥的半导体巨头。
而三巨头在发展过程中,其实又一次经历了从臃肿到精简,不断剥离非核心业务的过程。而此后的并购也主要集中在三家重点发展的产业方向,或者优势互补的产业方向上面。
这一切既源于欧洲大陆的传统工业基础优势的延续,又源于欧美亚洲在半导体产业格局上面的复杂博弈。欧洲半导体产业在利用自身传统产业优势的同时,也其实限制了突破传统桎梏的机会。不会像日韩、台湾地区和中国这样,利用人口红利和后发优势,最早从零开始,建立其各自的半导体特色优势。
这也是《圣经》里说的“当上帝关了这扇门,一定会为你打开另一扇门“的现实意义吧。下一篇,我们继续欧洲半导体的回顾,探寻从荷兰飞利浦诞生的一个制造业的奇迹——荷兰光刻机公司ASML。
简介半导体器件(semiconductor device)通常,利用不同的半导体材料、采用不同的工艺和几何结构,已研制出种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极体,晶体二极体的频率覆盖范围可从低频、高频、微波、毫米波、红外直至光波。三端器件一 般是有源器件,典型代表是各种电晶体(又称晶体三极体)。电晶体又可以分为双极型电晶体和场效应电晶体两 类。根据用途的不同,电晶体可分为功率电晶体微波电晶体和低噪声电晶体。除了作为放大、振荡、开关用的 一般电晶体外,还有一些特殊用途的电晶体,如光电晶体、磁敏电晶体,场效应感测器等。这些器件既能把一些 环境因素的信息转换为电信号,又有一般电晶体的放大作用得到较大的输出信号。此外,还有一些特殊器件,如单结电晶体可用于产生锯齿波,可控矽可用于各种大电流的控制电路,电荷耦合器件可用作摄橡器件或信息存 储器件等。在通信和雷达等军事装备中,主要靠高灵敏度、低噪声的半导体接收器件接收微弱信号。随着微波 通信技术的迅速发展,微波半导件低噪声器件发展很快,工作频率不断提高,而噪声系数不断下降。微波半导体 器件由于性能优异、体积小、重量轻和功耗低等特性,在防空反导、电子战、C(U3)I等系统中已得到广泛的套用 。
分类 晶体二极体晶体二极体的基本结构是由一块 P型半导体和一块N型半导体结合在一起形成一个 PN结。在PN结的交界面处,由于P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子要相互向对方扩散而形成一个具有空间电荷的偶极层。这偶极层阻止了空穴和电子的继续扩散而使PN结达到平衡状态。当PN结的P端(P型半导体那边)接电源的正极而另一端接负极时,空穴和电子都向偶极层流动而使偶极层变薄,电流很快上升。如果把电源的方向反过来接,则空穴和电子都背离偶极层流动而使偶极层变厚,同时电流被限制在一个很小的饱和值内(称反向饱和电流)。因此,PN结具有单向导电性。此外,PN结的偶极层还起一个电容的作用,这电容随着外加电压的变化而变化。在偶极层内部电场很强。当外加反向电压达到一定阈值时,偶极层内部会发生雪崩击穿而使电流突然增加几个数量级。利用PN结的这些特性在各种套用领域内制成的二极体有:整流二极体、检波二极体、变频二极体、变容二极体、开关二极体、稳压二极体(曾讷二极体)、崩越二极体(碰撞雪崩渡越二极体)和俘越二极体(俘获电浆雪崩渡越时间二极体)等。此外,还有利用PN结特殊效应的隧道二极体,以及没有PN结的肖脱基二极体和耿氏二极体等。
双极型电晶体它是由两个PN结构成,其中一个PN结称为发射结,另一个称为集电结。两个结之间的一薄层半导体材料称为基区。接在发射结一端和集电结一端的两个电极分别称为发射极和集电极。接在基区上的电极称为基极。在套用时,发射结处于正向偏置,集电极处于反向偏置。通过发射结的电流使大量的少数载流子注入到基区里,这些少数载流子靠扩散迁移到集电结而形成集电极电流,只有极少量的少数载流子在基区内复合而形成基极电流。集电极电流与基极电流之比称为共发射极电流放大系数?。在共发射极电路中,微小的基极电流变化可以控制很大的集电极电流变化,这就是双极型电晶体的电流放大效应。双极型电晶体可分为NPN型和PNP型两类。
场效应电晶体它依靠一块薄层半导体受横向电场影响而改变其电阻(简称场效应),使具有放大信号的功能。这薄层半导体的两端接两个电极称为源和漏。控制横向电场的电极称为栅。
根据栅的结构,场效应电晶体可以分为三种:
①结型场效应管(用PN结构成栅极)
②MOS场效应管(用金属-氧化物-半导体构成栅极,见金属-绝缘体-半导体系统)
③MES场效应管(用金属与半导体接触构成栅极)其中MOS场效应管使用最广泛。尤其在大规模积体电路的发展中,MOS大规模积体电路具有特殊的优越性。MES场效应管一般用在GaAs微波电晶体上。
在MOS器件的基础上,又发展出一种电荷耦合器件 (CCD),它是以半导体表面附近存储的电荷作为信息,控制表面附近的势阱使电荷在表面附近向某一方向转移。这种器件通常可以用作延迟线和存储器等配上光电二极体列阵,可用作摄像管。
命名方法中国半导体器件型号命名方法
半导体器件型号由五部分(场效应器件、半导体特殊器件、复合管、PIN型管、雷射器件的型号命名只有第三、四、五部分)组成。五个部分意义如下:
第一部分:用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极体、3-三极体
第二部分:用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。表示二极体时:A-N型锗材料、B-P型锗材料、C-N型矽材料、D-P型矽材料。表示三极体时:A-PNP型锗材料、B-NPN型锗材料、C-PNP型矽材料、D-NPN型矽材料。
第三部分:用汉语拼音字母表示半导体器件的类型。P-普通管、V-微波管、W-稳压管、C-参量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光电器件、K-开关管、X-低频小功率管(F<3MHz,Pc3MHz,Pc<1W)、D-低频大功率管(f1W)、A-高频大功率管(f>3MHz,Pc>1W)、T-半导体晶闸管(可控整流器)、Y-体效应器件、B-雪崩管、J-阶跃恢复管、CS-场效应管、BT-半导体特殊器件、FH-复合管、PIN-PIN型管、JG-雷射器件。
第四部分:用数字表示序号
第五部分:用汉语拼音字母表示规格号
例如:3DG18表示NPN型矽材料高频三极体
日本半导体分立器件型号命名方法
日本生产的半导体分立器件,由五至七部分组成。通常只用到前五个部分,其各部分的符号意义如下:
第一部分:用数字表示器件有效电极数目或类型。0-光电(即光敏)二极体三极体及上述器件的组合管、1-二极体、2三极或具有两个pn结的其他器件、3-具有四个有效电极或具有三个pn结的其他器件、┄┄依此类推。
第二部分:日本电子工业协会JEIA注册标志。S-表示已在日本电子工业协会JEIA注册登记的半导体分立器件。
第三部分:用字母表示器件使用材料极性和类型。A-PNP型高频管、B-PNP型低频管、C-NPN型高频管、D-NPN型低频管、F-P控制极可控矽、G-N控制极可控矽、H-N基极单结电晶体、J-P沟道场效应管、K-N 沟道场效应管、M-双向可控矽。
第四部分:用数字表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺序号。两位以上的整数-从"11"开始,表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺序号不同公司的性能相同的器件可以使用同一顺序号数字越大,越是产品。
第五部分: 用字母表示同一型号的改进型产品标志。A、B、C、D、E、F表示这一器件是原型号产品的改进产品。
美国半导体分立器件型号命名方法
美国电晶体或其他半导体器件的命名法较混乱。美国电子工业协会半导体分立器件命名方法如下:
第一部分:用符号表示器件用途的类型。JAN-军级、JANTX-特军级、JANTXV-超特军级、JANS-宇航级、(无)-非军用品。
第二部分:用数字表示pn结数目。1-二极体、2=三极体、3-三个pn结器件、n-n个pn结器件。
第三部分:美国电子工业协会(EIA)注册标志。N-该器件已在美国电子工业协会(EIA)注册登记。
第四部分:美国电子工业协会登记顺序号。多位数字-该器件在美国电子工业协会登记的顺序号。
第五部分:用字母表示器件分档。A、B、C、D、┄┄-同一型号器件的不同档别。如:JAN2N3251A表示PNP矽高频小功率开关三极体,JAN-军级、2-三极体、N-EIA 注册标志、3251-EIA登记顺序号、A-2N3251A档。
国际电子联合会半导体器件型号命名方法
德国、法国、义大利、荷兰、比利时等欧洲国家以及匈牙利、罗马尼亚、南斯拉夫、波兰等东欧国家,大都采用国际电子联合会半导体分立器件型号命名方法。这种命名方法由四个基本部分组成,各部分的符号及意义如下:
第一部分:用字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁频宽度Eg=0.6~1.0eV 如锗、B-器件使用材料的Eg=1.0~1.3eV 如矽、C-器件使用材料的Eg>1.3eV 如砷化镓、D-器件使用材料的Eg<0.6eV 如锑化铟、E-器件使用复合材料及光电池使用的材料
第二部分:用字母表示器件的类型及主要特征。A-检波开关混频二极体、B-变容二极体、C-低频小功率三极体、D-低频大功率三极体、E-隧道二极体、F-高频小功率三极体、G-复合器件及其他器件、H-磁敏二极体、K-开放磁路中的霍尔元件、L-高频大功率三极体、M-封闭磁路中的霍尔元件、P-光敏器件、Q-发光器件、R-小功率晶闸管、S-小功率开关管、T-大功率晶闸管、U-大功率开关管、X-倍增二极体、Y-整流二极体、Z-稳压二极体。
第三部分:用数字或字母加数字表示登记号。三位数字-代表通用半导体器件的登记序号、一个字母加二位数字-表示专用半导体器件的登记序号。
第四部分:用字母对同一类型号器件进行分档。A、B、C、D、E┄┄-表示同一型号的器件按某一参数进行分档的标志。
除四个基本部分外,有时还加后缀,以区别特性或进一步分类。常见后缀如下:
1、稳压二极体型号的后缀。其后缀的第一部分是一个字母,表示稳定电压值的容许误差范围,字母A、B、C、D、E分别表示容许误差为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%其后缀第二部分是数字,表示标称稳定电压的整数数值后缀的第三部分是字母V,代表小数点,字母V之后的数字为稳压管标称稳定电压的小数值。
2、整流二极体后缀是数字,表示器件的最大反向峰值耐压值,单位是伏特。
3、晶闸管型号的后缀也是数字,通常标出最大反向峰值耐压值和最大反向关断电压中数值较小的那个电压值。
如:BDX51-表示NPN矽低频大功率三极体,AF239S-表示PNP锗高频小功率三极体。
积体电路把晶体二极体、三极体以及电阻电容都制作在同一块矽晶片上,称为积体电路。一块矽晶片上集成的元件数小于 100个的称为小规模积体电路,从 100个元件到1000 个元件的称为中规模积体电路,从1000 个元件到100000 个元件的称为大规模积体电路,100000 个元件以上的称为超大规模积体电路。积体电路是当前发展计算机所必需的基础电子器件。许多工业先进国家都十分重视积体电路工业的发展。积体电路的集成度以每年增加一倍的速度在增长。每个晶片上集成256千位的MOS随机存储器已研制成功,正在向1兆位 MOS随机存储器探索。
光电器件 光电探测器光电探测器的功能是把微弱的光信号转换成电信号,然后经过放大器将电信号放大,从而达到检测光信号的目的。光敏电阻是最早发展的一种光电探测器。它利用了半导体受光照后电阻变小的效应。此外,光电二极体、光电池都可以用作光电探测元件。十分微弱的光信号,可以用雪崩光电二极体来探测。它是把一个PN结偏置在接近雪崩的偏压下,微弱光信号所激发的少量载流子通过接近雪崩的强场区,由于碰撞电离而数量倍增,因而得到一个较大的电信号。除了光电探测器外,还有与它类似的用半导体制成的粒子探测器。
半导体发光二极体半导体发光二极体的结构是一个PN结,它正向通电流时,注入的少数载流子靠复合而发光。它可以发出绿光、黄光、红光和红外线等。所用的材料有 GaP、GaAs、GaAs1-xPx、Ga1-xAlxAs、In1-xGaxAs1-yPy等。
半导体雷射器如果使高效率的半导体发光管的发光区处在一个光学谐振腔内,则可以得到雷射输出。这种器件称为半导体雷射器或注入式雷射器。最早的半导体雷射器所用的PN结是同质结,以后采用双异质结结构。双异质结雷射器的优点在于它可以使注入的少数载流子被限制在很薄的一层有源区内复合发光,同时由双异质结结构组成的光导管又可以使产生的光子也被限制在这层有源区内。因此双异质结雷射器有较低的阈值电流密度,可以在室温下连续工作。
光电池当光线投射到一个PN结上时,由光激发的电子空穴对受到PN结附近的内在电场的作用而向相反方向分离,因此在PN结两端产生一个电动势,这就成为一个光电池。把日光转换成电能的日光电池很受人们重视。最先套用的日光电池都是用矽单晶制造的,成本太高,不能大量推广使用。国际上都在寻找成本低的日光电池,用的材料有多晶矽和无定形矽等。
其它利用半导体的其他特性做成的器件还有热敏电阻、霍耳器件、压敏元件、气敏电晶体和表面波器件等。
未来发展今年是摩尔法则(Moore'slaw)问世50周年,这一法则的诞生是半导体技术发展史上的一个里程碑。
这50年里,摩尔法则成为了信息技术发展的指路明灯。计算机从神秘不可近的庞然大物变成多数人都不可或缺的工具,信息技术由实验室进入无数个普通家庭,网际网路将全世界联系起来,多媒体视听设备丰富著每个人的生活。这一法则决定了信息技术的变化在加速,产品的变化也越来越快。人们已看到,技术与产品的创新大致按照它的节奏,超前者多数成为先锋,而落后者容易被淘汰。
这一切背后的动力都是半导体晶片。如果按照旧有方式将电晶体、电阻和电容分别安装在电路板上,那么不仅个人电脑和移动通信不会出现,连基因组研究、计算机辅助设计和制造等新科技更不可能问世。有关专家指出,摩尔法则已不仅仅是针对晶片技术的法则不久的将来,它有可能扩展到无线技术、光学技术、感测器技术等领域,成为人们在未知领域探索和创新的指导思想。
毫无疑问,摩尔法则对整个世界意义深远。不过,随着电晶体电路逐渐接近性能极限,这一法则将会走到尽头。摩尔法则何时失效?专家们对此众说纷纭。早在1995年在芝加哥举行信息技术国际研讨会上,美国科学家和工程师杰克·基尔比表示,5纳米处理器的出现或将终结摩尔法则。中国科学家和未来学家周海中在此次研讨会上预言,由于纳米技术的快速发展,30年后摩尔法则很可能就会失效。2012年,日裔美籍理论物理学家加来道雄在接受智囊网站采访时称,"在10年左右的时间内,我们将看到摩尔法则崩溃。"前不久,摩尔本人认为这一法则到2020年的时候就会黯然失色。一些专家指出,即使摩尔法则寿终正寝,信息技术前进的步伐也不会变慢。
图书信息书 名: 半导体器件
作 者:布伦南高建军刘新宇
出版社:机械工业出版社
出版时间: 2010年05月
ISBN: 9787111298366
定价: 36元
内容简介《半导体器件:计算和电信中的套用》从半导体基础开始,介绍了电信和计算产业中半导体器件的发展现状,在器件方面为电子工程提供了坚实的基础。内容涵盖未来计算硬体和射频功率放大器的实现方法,阐述了计算和电信的发展趋势和系统要求对半导体器件的选择、设计及工作特性的影响。
《半导体器件:计算和电信中的套用》首先讨论了半导体的基本特性接着介绍了基本的场效应器件MODFET和M0SFET,以及器件尺寸不断缩小所带来的短沟道效应和面临的挑战最后讨论了光波和无线电信系统中半导体器件的结构、特性及其工作条件。
作者简介Kevin F Brennan曾获得美国国家科学基金会的青年科学家奖。2002年被乔治亚理工大学ECE学院任命为杰出教授,同年还获得特别贡献奖,以表彰他对研究生教育所作出的贡献。2003年,他获得乔治亚理工大学教职会员最高荣誉--杰出教授奖。他还是IEEE电子器件学会杰出讲师。
图书目录译者序
前言
第1章 半导体基础
1.1 半导体的定义
1.2 平衡载流子浓度与本征材料
1.3 杂质半导体材料
思考题
第2章 载流子的运动
2.1 载流子的漂移运动与扩散运动
2.2 产生-复合
2.3 连续性方程及其解
思考题
第3章 结
3.1 处于平衡状态的pn结
3.2 不同偏压下的同质pn结
3.3 理想二极体行为的偏离
3.4 载流子的注入、拉出、电荷控制分析及电容
3.5 肖特基势垒
思考题
第4章 双极结型电晶体
4.1 BJT工作原理
4.2 BJT的二阶效应
4.2.1 基区漂移
4.2.2 基区宽度调制/Early效应
4.2.3 雪崩击穿
4.3 BJT的高频特性
思考题
第5章结型场效应电晶体和金属半导体场效应电晶体
5.1 JFE
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