1458
01
1945年，二戰(zhàn)接近尾聲時，巴頓將軍率領(lǐng)第三集團(tuán)軍，不顧破壞《雅爾塔協(xié)定》的風(fēng)險，闖入劃給蘇聯(lián)的東德占領(lǐng)區(qū)。他們的目標(biāo)不是軍事重鎮(zhèn)，而是一家叫蔡司的公司。
這家公司是光學(xué)領(lǐng)域的佼佼者，戰(zhàn)爭期間為德軍生產(chǎn)望遠(yuǎn)鏡、測距儀、航空攝像機(jī)等，是德軍武器裝備的重要供應(yīng)商。
當(dāng)時戰(zhàn)爭尚未結(jié)束，但美蘇兩國已盯上了德國的科技資源，美國策劃的“回形針行動”，向歐洲派遣了一支由3000名科學(xué)家和專家組成的的技術(shù)部隊(duì)，評估篩選德國的科技資源。順便說一句，錢學(xué)森當(dāng)時也在這支特殊的隊(duì)中。
蔡司公司，當(dāng)時被美軍列為首要目標(biāo)之一。
美國人原本打算用600多輛卡車將整個蔡司搬到西德去，不料，由于蘇軍推進(jìn)太過迅速，措手不及之下，美國人決定“拿走公司的大腦”，將蔡司最核心的100多名員工轉(zhuǎn)移到西德，在那里建了個新蔡司。
當(dāng)時美軍的行動主要基于軍工潛力方面的考慮，但恐怕誰也不會想到，這家靠生產(chǎn)光學(xué)鏡頭起家的家族企業(yè)，在大半個世紀(jì)后，仍能影響整個世界高科技產(chǎn)業(yè)鏈的格局。
今天，當(dāng)我們討論芯片面臨的卡脖子困境時，談?wù)撟疃嗟模?a class="article-link" target="_blank" href="/e/1601076.html">光刻機(jī)，是阿斯麥(ASML)。但其實(shí)，光刻機(jī)背后，是一大批歐美的先進(jìn)技術(shù)在支撐，而蔡司是其中最關(guān)鍵的一環(huán)。
目前最先進(jìn)的極紫外光刻機(jī)(EUV)，需要極其精密的光學(xué)鏡頭，目前全世界只有蔡司一家能夠做到，別無二家。
可以說，沒有蔡司，就不會有EUV光刻機(jī)，也就不會有7nm以下芯片，也就不會有iPhone14這樣強(qiáng)大的智能手機(jī)。
在油管上看到過一期關(guān)于蔡司與半導(dǎo)體工業(yè)的視頻，標(biāo)題就是“沒有這家德國公司，整個現(xiàn)代文明都將崩塌”。這句話有些夸張，但很大程度上也確實(shí)反映了蔡司的重要性。
02
1846年，中國還是大清朝道光年間，一個叫卡爾·蔡司的德國工匠創(chuàng)建了一個小作坊，生產(chǎn)顯微鏡和其他測量儀器，就是今天蔡司的前身。
170多年來，蔡司鏡頭憑借完美的設(shè)計和高超的工藝技術(shù)，在光學(xué)領(lǐng)域始終走在世界最前列。
蔡司成立不久后，便與附近的耶拿大學(xué)建立了合作關(guān)系。1863年，耶拿大學(xué)一個叫恩斯特·阿貝的物理學(xué)家來到蔡司的車間，讓蔡司給他制造幾臺做物理實(shí)驗(yàn)需要用到儀器。
這位物理學(xué)家后來成為蔡司的研究總監(jiān)和股東，對蔡司產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
阿貝將最前沿的光學(xué)理論引入到產(chǎn)品生產(chǎn)中。尤其是他1872 年提出的顯微成像波動理論，基于數(shù)學(xué)模型來設(shè)計光學(xué)鏡頭，取代了過去低效的試錯法，使蔡司成為光學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)先者。
1888年12月，公司創(chuàng)始人去世，阿貝做了個重要決定：把他所有的股份都放在一個名叫卡爾·蔡司的基金會里，他還拉來另外兩家公司也加入基金會，并為基金會制定了章程。
按照章程，蔡司公司的利潤為除了用于公司發(fā)展，剩余的利潤通過基金會來資助科學(xué)研究、文化活動和員工福利計劃。
阿貝還率先引入8小時工作制，提供帶薪休假等福利，而當(dāng)時德國的其他工廠，工人每天平均工作10小時。
那時候，是1900年。德國首任總統(tǒng)西奧多·豪伊斯稱阿貝為“理性主義圣人”。
卡爾·蔡司與恩斯特·阿貝
到1914年，第一次世界大戰(zhàn)前夕，蔡司已經(jīng)發(fā)展成為世界最大的相機(jī)生產(chǎn)公司，他們生產(chǎn)的雙筒望遠(yuǎn)鏡也大受軍方歡迎，為公司帶來了滾滾訂單。
盡管20世紀(jì)上半葉戰(zhàn)亂不斷，德國又先后經(jīng)歷了兩次世界大戰(zhàn)，但蔡司的業(yè)務(wù)還是飛速擴(kuò)張，從最開始的顯微鏡到相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡，再到后來的攝像機(jī)、天文望遠(yuǎn)鏡，當(dāng)年的小作坊，逐漸成為光學(xué)領(lǐng)域的無冕之王。
二戰(zhàn)期間，蔡司生產(chǎn)的光學(xué)元件在德軍武器裝備中起到了重大作用。當(dāng)然，戰(zhàn)爭后期當(dāng)盟軍對德國進(jìn)行轟炸破壞時，蔡司也成為重要目標(biāo)。
再接著，便是本文開頭提到的“回形針行動”。
美國戰(zhàn)略情報局先后將1600多名德國科學(xué)家和工程師轉(zhuǎn)移，很多后來去了美國，其中最著名的是研發(fā)德國V-2火箭的馮·布勞恩。這些科學(xué)家為后來美國贏得太空競賽打下了根基。
在這場行動中，蔡司的核心人才也被美軍搶走，而遲了一步的蘇聯(lián)，只好把剩下的機(jī)器設(shè)備統(tǒng)統(tǒng)搬到蘇聯(lián)，蔡司也自此一分為二，在兩種完全不同的體制下繼續(xù)存活。
蔡司是一家在大眾層面相對低調(diào)的公司，但在人類歷史上很多重大歷史時刻，都能看到它的身影。
1969年，阿波羅11號登陸月球，當(dāng)時宇航員攜帶了兩臺哈蘇相機(jī)，搭載的就是蔡司生產(chǎn)的鏡頭，在月球上拍下了眾多意義非凡的照片。
這兩臺相機(jī)，至今仍留在月球上。
這張著名的照片便是來自蔡司鏡頭
1989年，柏林墻倒塌，東西德已分開數(shù)十年的兩家蔡司試圖合并。
當(dāng)時東德蔡司人員臃腫，有多達(dá)5萬名員工，但其中許多人是只掛名不工作。對這個混得實(shí)在不怎么樣的東德“表兄”，西德蔡司實(shí)在沒啥興趣，不過最后還是迫于政治壓力勉強(qiáng)接受了合并。
其實(shí)，西德蔡司當(dāng)時也有著自己的煩惱。
80年代，隨著日本佳能、尼康的崛起，蔡司的鏡頭在相機(jī)領(lǐng)域開始失去競爭力，市場不斷被蠶食，就連以前的老客戶哈蘇相機(jī)，也開始轉(zhuǎn)向日本公司生產(chǎn)的鏡頭。
不過，就在這時候，一家成立不久的荷蘭小公司找上門來，開始了與蔡司相愛相殺至今的傳奇經(jīng)歷。
這家當(dāng)時名不見經(jīng)傳的小公司，就是如今半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠、光刻機(jī)領(lǐng)域的王者，阿斯麥(ASML)。
03
ASML對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說有多重要？用ASML總裁彼得·溫寧克在2017年接受專訪時說的一句話就是：
“如果我們交不出EUV光刻機(jī)，摩爾定律就會從此停止?！?/p>
目前，摩爾定律的極限已實(shí)現(xiàn)5nm制程，接近3nm、2nm，想要實(shí)現(xiàn)這一制程節(jié)點(diǎn)，就一定要用到荷蘭ASML的EUV光刻機(jī)。
一臺EUV售價高達(dá)1億歐元，堪稱印鈔機(jī)，而且排隊(duì)搶著買還不一定能買到。
不過回到上世紀(jì)80年代，ASML剛成立時，境況只能用慘淡來形容。
ASML脫胎于大名鼎鼎的飛利浦，前期主要的技術(shù)來源也是飛利浦的NatLab實(shí)驗(yàn)室。不過，1984年從飛利浦獨(dú)立出來時，ASML可以說是一窮二白，連辦公場所都是在飛利浦旁邊臨時搭的“窩棚”。
好在當(dāng)時公司有個比較能“畫餅”的CEO，硬拉著一幫員工鼓舞士氣，一步步搞出了被市場接受的光刻機(jī)。
不過，在摩爾定律推動下，隨著集成電路的飛速發(fā)展，對光刻機(jī)的要求也越來越高，而對光刻機(jī)性能影響最關(guān)鍵的，是其中的光學(xué)元件。
ASML的工程師發(fā)現(xiàn)，他們之前的光學(xué)鏡頭供應(yīng)商開始無法滿足需要。找來找去，蔡司進(jìn)入了荷蘭人的視野。
當(dāng)他們前往蔡司拜訪時，接待他們的是蔡司數(shù)學(xué)部門負(fù)責(zé)人格拉策爾，他是全球光學(xué)屆的翹楚，為哈蘇相機(jī)設(shè)計過廣角鏡頭，為此還贏得了NASA頒發(fā)的阿波羅成就獎。
在等級森嚴(yán)的蔡司，最重要的部門是數(shù)學(xué)部門，數(shù)學(xué)家屬于最高階層，他們的工作是進(jìn)行透鏡相關(guān)的計算。他們有自己寬敞的辦公室，就連午餐時間都比其他人要長。
ASML與蔡司的合作很不順利，很長時間里，兩家都在扯皮和掐架。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域，蔡司自1968年便開始為電路板曝光設(shè)備提供鏡頭。不過，這塊兒一直屬于邊緣業(yè)務(wù)，蔡司并不重視，對ASML這家成立沒幾年的小公司，當(dāng)然更不上心。
當(dāng)時，ASML雄心勃勃，推出了具有革命性意義的PAS 5500光刻機(jī)，可以成像0.5～0.6微米的細(xì)節(jié)，獲得了市場認(rèn)可，ASML計劃批量生產(chǎn)。
但這一機(jī)型需要的光學(xué)鏡頭不僅要求極高，數(shù)量也多，而蔡司蝸牛一般的速度，根本無法滿足要求。
ASML也想過找替代供應(yīng)商，但都以失敗而告終。沒辦法，光刻機(jī)所需要的光學(xué)鏡頭變得越來越精密，越來越復(fù)雜，看遍全世界，只有蔡司一家能做到。
ASML的命運(yùn)，就掌握在蔡司手里。
蔡司的作風(fēng)古板而傳統(tǒng)，當(dāng)時還在用傳統(tǒng)的工匠打磨方式生產(chǎn)鏡頭：手動拋光，肉眼分辨瑕疵，反復(fù)修正，這需要有多年工作經(jīng)驗(yàn)的技工才能做到。在蔡司，這種技工被稱為“金手指”，每名技工的平均培養(yǎng)時間是6~10年。
1990年，蔡司有6名這樣的“金手指”，PAS 5500光刻機(jī)需要的i線鏡頭，他們就算拼命苦干，每年也只能交付10個。
這時候，蔡司終于開始意識到，公司傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)，是時候退出歷史舞臺了。
蔡司的光學(xué)實(shí)驗(yàn)室(O-Lab)開始研發(fā)下一代鏡頭生產(chǎn)技術(shù)，主要目標(biāo)便是實(shí)現(xiàn)精度更高、速度更快的自動化生產(chǎn)。
他們自己設(shè)計開發(fā)各種關(guān)鍵技術(shù)：激光干涉測量、自動拋光、自動控制，將蔡司的鏡頭帶向了下一代，也讓ASML一步步走上光刻機(jī)霸主之位。
04
在講述ASML歷史的《光刻巨人》這本書中，蔡司的身影伴隨始終。憑借其先進(jìn)的工藝技術(shù)，半個世紀(jì)以來，蔡司推動芯片制程縮小了三個量級。
如今，蔡司的四大事業(yè)群中，半導(dǎo)體制造已被排到第一位，全球80%的半導(dǎo)體芯片，需要使用蔡司制造的鏡頭，才能制造出比頭發(fā)絲還要細(xì)數(shù)千倍的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
可以說，這家低調(diào)的德國公司，是半導(dǎo)體領(lǐng)域的幕后之王。
一臺EUV光刻機(jī)，由超過10萬個零件組成，涉及5000多家供應(yīng)商。幾個核心部分，除了蔡司的鏡頭，它還需要美國Cymer公司的的光源系統(tǒng)，德國的精密儀器等等。
完全可以說，光刻機(jī)是西方現(xiàn)代工業(yè)體系的集大成，是人類工業(yè)革命以來制造業(yè)的皇冠。
中國要突破這條產(chǎn)業(yè)鏈的所有環(huán)節(jié)，靠山寨和逆向工程顯然不可能，必須沉下心來，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域有所作為。
正如任正非曾感慨：我們國家修橋、修路、修房子，已經(jīng)習(xí)慣了只要砸錢就行，但芯片只砸錢不行，還要砸數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家……
回顧歷史，光是蔡司一家，背后就是長達(dá)170多年的技術(shù)積淀，無數(shù)科學(xué)家和工程師在反反復(fù)復(fù)的試驗(yàn)與探索中，才將光學(xué)技術(shù)推進(jìn)到了今天登峰造極的地步。
蔡司在超凈室裝配光刻機(jī)的光學(xué)模塊
而ASML這家相對年輕的公司，除了技術(shù)上攻堅克難，更重要的，恐怕還包括市場運(yùn)作和供應(yīng)鏈整合。這種繼承全球資源為我所用的模式，對ASML的成功起到了關(guān)鍵作用。
比如，在EUV研發(fā)后期，ASML引入了大客戶投資，英特爾、臺積電和三星共同出資數(shù)十億歐元，參與EUV光刻機(jī)的研發(fā)。
這不僅減輕了ASML自身的資金壓力，還提前搞定了主要客戶，逼迫競爭對手不得不放棄研發(fā)同類產(chǎn)品。
卡著光刻機(jī)脖子的，既有蔡司這樣技術(shù)雄厚的百年老店，也有ASML對整個產(chǎn)業(yè)鏈的整合能力。所謂卡脖子，表面看卡的是某幾項(xiàng)技術(shù)，實(shí)際上背后是整個體系的較量。
那么與此相對應(yīng)，我們需要的，既有對基礎(chǔ)科學(xué)的持續(xù)深耕，也有開放的心態(tài)，以及培育頂級創(chuàng)新公司的土壤。
