Mới đây, gã khổng lồ máy in thạch bản ASML của Hà Lan đã thông báo rằng đồng chủ tịch kiêm giám đốc điều hành Peter Wennink và đồng chủ tịch kiêm giám đốc công nghệ Martin van den Brink sẽ bắt đầu nghỉ hưu vào tháng 4 năm 2024. Christophe Fouquet, giám đốc thương mại hiện tại và thành viên hội đồng quản trị, có thể sẽ trở thành chủ tịch và giám đốc điều hành tiếp theo của công ty - tất nhiên, điều này phải được phê duyệt cuối cùng tại cuộc họp cổ đông thường niên vào ngày 24 tháng 4 năm 2024.
Đã mười năm kể từ khi Wennink và van den Brink đảm nhận vị trí chủ tịch ASML vào năm 2013. Mười năm này là mười năm huy hoàng nhất kể từ khi thành lập ASML. Tại thời điểm này, việc đánh giá quá trình phát triển của công ty từ một công ty nhỏ gần như phá sản trở thành một gã khổng lồ trong ngành là rất có ý nghĩa.
Để kể câu chuyện về ASML, trước tiên chúng ta cần dành chút thời gian để giới thiệu một số kiến thức nền tảng liên quan đến công nghệ in thạch bản và máy in thạch bản.
Nói đúng ra, thật sai lầm khi chúng ta gọi công nghệ này là "in thạch bản". Thay vì sử dụng tia laser để tạo mẫu cho tấm wafer silicon như nhiều người tưởng tượng, nó là sự kết hợp giữa kỹ thuật in và phơi sáng ảnh.
Từ tiếng Anh Photolithography (quang khắc) có nguồn gốc từ "lithography".
Chìa khóa của "kỹ thuật in thạch bản" là bôi mực về mặt hóa học lên mẫu cần vẽ, để trống các khu vực khác. Tương tự, chìa khóa của kỹ thuật quang khắc là sử dụng các phương pháp hóa học để giữ lại các phần mong muốn của tấm bán dẫn silicon và loại bỏ các phần khác. Sự khác biệt là trong kỹ thuật in thạch bản, người ta sử dụng dầu mỡ, keo và nước để đạt được điều này, trong khi đó trong quy trình quang khắc người ta thực hiện điều đó bằng ánh sáng và chất quang dẫn.
Như chúng ta đã biết, quy trình sản xuất chip phần lớn là quá trình khắc các mạch điện phức tạp lên các tấm silicon. Theo ý tưởng của kỹ thuật in thạch bản, trước tiên bạn vẽ mẫu mong muốn trên tấm wafer silicon. Để đạt được điều này, trước tiên chúng ta cần phủ lên tấm wafer silicon một lớp chất quang dẫn có chứa chất cảm quang. Sau đó, công nghệ quang học được sử dụng để thu nhỏ mặt nạ bằng sơ đồ mạch và chiếu nó lên tấm bán dẫn silicon. Bất cứ nơi nào ánh sáng chiếu vào, chất quang dẫn sẽ thay đổi và tạo thành một lớp bảo vệ. Sau khi tiếp xúc, tấm bán dẫn silicon có thể được ăn mòn bằng khí chứa clo hoặc flo. Bằng cách này, phần silicon nơi có lớp bảo vệ sẽ vẫn còn, trong khi phần silicon còn lại sẽ bị bào mòn đi và mạch điện chúng ta cần sẽ được khắc trên tấm wafer silicon.
Trong lịch sử, công nghệ in thạch bản xuất hiện sớm hơn chip. Năm 1955, các nhà khoa học Carl Frosch và Lincoln Derick của Bell Labs đã phát hiện ra một kỹ thuật bảo vệ bề mặt và che chắn có chọn lọc sự khuếch tán silicon. Công nghệ này tạo ra một màng oxit ngưng tụ trên bề mặt silicon và khắc hoa văn cửa sổ lên đó. Bằng cách này, các nguyên tử tạp chất chỉ có thể khuếch tán vào đế silicon từ cửa sổ, trong khi silicon được phủ màng oxit sẽ được bảo vệ. Năm 1957, các nhà vật lý Jay Lathrop và James Nall đã sử dụng một chiếc kính hiển vi đã được cải tiến để phản xạ ánh sáng, cho phép chúng thu nhỏ và chiếu các sơ đồ mạch phức tạp lên các tấm silicon. Khi họ xuất bản một bài báo về kỹ thuật này, Latrop và Nall đã đặt tên cho nó là quang khắc - rõ ràng là họ đã cố tình tạo ra sự tương đồng giữa kỹ thuật này và kỹ thuật in thạch bản cổ xưa. Điều thú vị là Latrop sau đó cho rằng cái tên này không phù hợp vì thực tế là nó "khắc" chứ không phải in mới hoạt động trong quá trình xử lý. Tuy nhiên, cái tên này đã sống động và ăn sâu vào lòng người đến mức nó đã được sử dụng kể từ đó. đã sử dụng.
Với sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn, nhu cầu về quang khắc, một công nghệ xử lý tấm silicon tiện lợi và thiết thực, ngày càng lớn nên các máy quang khắc thương mại đều có thị trường riêng. Năm 1961, David Mann, một công ty con của Tập đoàn Địa vật lý Hoa Kỳ (GCA), đã chế tạo máy in thạch bản thương mại đầu tiên trên thế giới, máy in thạch bản Model 971. Mặc dù nhìn từ góc độ hiện tại, hiệu suất của chiếc máy in thạch bản này còn nhiều khuyết điểm nhưng vào thời điểm đó, nó có thể đáp ứng rất tốt nhu cầu của ngành. Do đó, các công ty sản xuất công nghiệp bán dẫn, bao gồm IBM, Texas Instruments và Philips, đang gấp rút mua chiếc máy in thạch bản này và GCA đã đạt được thành công lớn về mặt thương mại. Kể từ đó, bản thân máy in thạch bản cũng đã hình thành nên một ngành công nghiệp độc lập.
Peter Wennink, CEO ASML
Quay lại câu chuyện ASML. Là một công ty độc lập, ASML được thành lập vào năm 1984. Nhưng trước khi nó trở nên độc lập, tiền thân của nó, Phòng thí nghiệm Vật lý của Philips (gọi tắt là Natlab), đã xử lý các máy in thạch bản trong nhiều thập kỷ.
Cuối năm 1962, đoàn Natlab sang Mỹ thăm quan Bell Labs. Trong chuyến thăm, các nhà nghiên cứu của Bell đã cho họ xem những con chip bán dẫn mà họ đã phát triển. Các thành viên của đoàn kiểm tra đã rất ngạc nhiên trước tay nghề tinh xảo của những con chip này. Piet Haaijman, thành viên nhóm kiểm tra và giám đốc Natlab, đã mang một con chip trở lại châu Âu và yêu cầu các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nghiên cứu nó. Sau khi quan sát chi tiết con chip qua kính hiển vi, Frits Klostermann, một nhà nghiên cứu mới được thuê, đã than thở rằng bộ phận nhỏ bé đó trông giống như một "con côn trùng kỳ lạ tỏa sáng như cầu vồng".
Ngay sau đó, Klostermann được chuyển sang nhóm nghiên cứu quang hóa của phòng thí nghiệm. Nhóm này được giao nhiệm vụ phát triển máy in thạch bản cho Philips. Vào tháng 5 năm 1963, Philips mua một máy in thạch bản 1080 từ Công ty David Mann với một số tiền lớn. Là một kỹ thuật viên dịch vụ, Klostermann đã lắp ráp chiếc máy này. Thông qua quá trình thực hành này, anh đã hiểu chi tiết về cấu trúc của cỗ máy tiên tiến này và phát hiện ra những sai sót khác nhau của nó, điều này đặt nền móng cho sự phát triển của anh về máy in thạch bản trong tương lai. Ngay sau đó, ông đã đến thăm một số nhà máy sản xuất máy in thạch bản ở Hoa Kỳ với tư cách là nhân viên thu mua và hiểu biết sâu sắc về đặc tính kỹ thuật của nhiều loại máy in thạch bản tiên tiến vào thời điểm đó.
Năm 1966, Klostermann cuối cùng đã được phép phát triển máy in thạch bản của riêng mình. Năm 1967, ông chế tạo nguyên mẫu máy in thạch bản phơi sáng lặp lại và trưng bày nó tại triển lãm Natlab. Thật không may, ban lãnh đạo cấp cao của Philips vào thời điểm đó đã không chú ý đến thành tựu nghiên cứu và phát triển quan trọng này. Kể từ đó, Natlab đã đạt được nhiều thành tựu trong việc nghiên cứu và phát triển máy in thạch bản. Thật không may, do ban lãnh đạo cấp cao của công ty không quan tâm nhiều đến dự án máy in thạch bản nên những kết quả nghiên cứu này không thể chuyển hóa tốt thành sản phẩm thực tế chứ chưa nói đến lợi ích kinh tế.
Vào thời điểm này, một công ty ít được biết đến "Advanced Semiconductor Materials International Ltd. (ASM)" đã xuất hiện. Người sáng lập ASM, Arthur del Prado, sinh ra ở Indonesia nhưng bố mẹ ông đều là người Hà Lan. Trong Thế chiến thứ hai, ông bị giam trong trại tập trung. Sau chiến tranh, ông trở về Hà Lan và học kinh tế và hóa học. Sau đó, ông sang Hoa Kỳ để tiếp tục học tại Trường Kinh doanh Harvard. Sau khi tốt nghiệp Harvard, anh đến Thung lũng Silicon và chứng kiến sự phát triển bùng nổ của ngành bán dẫn, sau đó quay trở lại Hà Lan để bắt đầu công việc kinh doanh của riêng mình. Sau khi nghe tin Philips muốn bán mảng kinh doanh máy in thạch bản, ông đã nhiều lần đến gặp ông để tìm cách hợp tác, nhưng làm sao Philips có thể đánh giá cao công ty nhỏ mới thành lập này? Vì vậy, sự hợp tác này chưa bao giờ thành công.
Năm 1983, hoạt động kinh doanh máy in thạch bản của Philips gần như đã đi đến hồi kết. Vào thời điểm này, Georges de Cruyff, giám đốc kỹ thuật của Philips Science and Industry (S&I), đã xem một bài báo giới thiệu về ASM. Ông phát hiện ra rằng ASM không còn là xưởng nhỏ đến tìm kiếm sự hợp tác mà đã trở thành một công ty lớn niêm yết trên NASDAQ của Hoa Kỳ. Vì vậy, ông nhanh chóng báo cáo với ban lãnh đạo cấp cao của công ty rằng ông có thể thử nói chuyện với Del Prado. Các giám đốc điều hành của Philips, những người vốn đang gặp khó khăn về tài chính, đã ngay lập tức đồng ý với đề nghị này mà không hề dè dặt.
Hai bên nhanh chóng quyết định phương án hợp tác: Philips và Del Prado mỗi bên đầu tư 2,1 triệu USD để thành lập công ty mới, mỗi bên nắm giữ 50% cổ phần trong công ty mới. Liên doanh mới được đặt tên là "Advanced Semiconductor Material Lithography" (Advanced Semiconductor Material Lithography), sau này trở thành gã khổng lồ in thạch bản nổi tiếng ASML.
So với các nhà sản xuất máy quang khắc đang phát triển mạnh mẽ của Nhật Bản vào thời điểm đó, ASML mới đơn giản là không có gì đáng nhắc đến. Công ty mới chỉ có tổng cộng 47 nhân viên ban đầu, tất cả đều được “tối ưu hóa” từ Natlab của Philips và có rất ít tinh thần chiến đấu. Văn phòng của họ nằm trong một căn nhà kho bằng gỗ đơn sơ phía trước Tòa nhà Philips, có thể miêu tả là một khung cảnh đổ nát.
Làm thế nào công ty mới này có thể đạt được thành công? Del Prado tin rằng điều quan trọng nhất là tìm được một CEO đáng tin cậy. Vậy ai có đủ trình độ và sẵn sàng đảm nhận vị trí này? Người săn đầu người đã giới thiệu Gjalt Smit cho anh ta.
Smit là một nhân vật đam mê, yêu tự do. Ông có bằng thạc sĩ về kỹ thuật chất lỏng từ tính và bằng tiến sĩ về vật lý thiên văn, đồng thời từng làm việc cho Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Đối với Philips, ông ấy thực sự không phải là người mới. Bởi vì ông gia nhập công ty từ năm 1969, nhưng sớm từ chức vì không thể chịu đựng được bộ máy quan liêu của công ty. Lúc này, vị trí của ông là giám đốc kinh doanh của AT&T tại Hà Lan. Trong 4 năm qua, ông đã hoàn thành xuất sắc công việc và giúp công ty nhận được những đơn hàng lớn từ chính phủ. Khi Del Prado gặp Smit, anh ngay lập tức bị thu hút bởi trực giác kinh doanh của Smit và nghĩ rằng anh chính là người mình đang tìm kiếm. Tuy nhiên, Smit bày tỏ sự do dự sau khi biết tin Philips nắm giữ một nửa cổ phần của ASML. Anh ấy nói với Del Prado rằng anh ấy ngưỡng mộ công nghệ của Philips, nhưng về mặt thương mại và tiếp thị, nó là một mớ hỗn độn. Tuy nhiên, Del Prado đã nhận ra rằng Smit là người phù hợp nên ông nhanh chóng thuyết phục Philips để Smit làm Giám đốc điều hành của ASML và Smit cuối cùng đã chấp nhận vị trí này sau một số lần bị từ chối.
Làm thế nào ASML có thể vui lên nhanh chóng? Smit tin rằng bước đột phá quan trọng nhất là tìm được khách hàng càng sớm càng tốt. Để tìm kiếm khách hàng, ông đến San Mateo, California, Mỹ vào cuối tháng 5 năm 1984 để tham gia Triển lãm Bán dẫn Phương Tây (SEMICON West) và thăm một số đại gia về chip. Kết quả của chuyến thăm khiến anh thất vọng. Hầu như tất cả các đại gia chip đều cho biết họ rất quan tâm đến doanh số bán hàng của nhau khi lựa chọn nhà cung cấp máy quang khắc. Lý do rất đơn giản: đối với người dùng, việc sửa chữa và bảo trì sau bán hàng của máy in thạch bản là rất quan trọng và chỉ những nhà sản xuất máy in thạch bản có doanh số đạt quy mô nhất định mới có thể trang bị cho mình một đội ngũ hậu mãi chuyên nghiệp - thực tế là, Lý do tại sao người Nhật Các nhà sản xuất máy in thạch bản có thể chiếm được thị phần khổng lồ trong một thời gian ngắn là do họ có dịch vụ hậu mãi cực kỳ xuất sắc. Tuy nhiên, tất cả những điều này rõ ràng là nằm ngoài tầm với của ASML, vốn vẫn đang ở giai đoạn sơ khai.
Tuy nhiên, qua trò chuyện với các gã khổng lồ về chip, ông cũng phát hiện ra một thông tin quan trọng: Vào thời điểm đó, chip đã phát triển từ mạch tích hợp quy mô lớn (LSI) đến mạch tích hợp quy mô rất lớn (VLSI), và các dòng chip sẽ co lại chỉ còn ít hơn 1 micron. Nếu định luật Moore được tuân theo, trong hai năm nữa, việc sản xuất chip sẽ yêu cầu khả năng đạt được hình ảnh dưới 0,7 micron, tuy nhiên tất cả các máy quang khắc bao gồm Nikon, Canon và CGA đều chưa thể đạt được độ chính xác này vào thời điểm đó.
Smit nhận ra rằng nếu ASML có thể vượt qua trong một góc và là công ty đầu tiên thực hiện việc sản xuất máy in thạch bản mới này thì nó sẽ có thể thành công giành được chỗ đứng trên thị trường. Theo ước tính của các kỹ sư ASML, chi phí đầu tư để phát triển một chiếc máy in thạch bản mới như vậy trong vòng hai năm sẽ vào khoảng 100 triệu USD, theo quan điểm của họ, ban giám đốc ASML rõ ràng sẽ không chấp thuận khoản đầu tư lớn như vậy. Lúc này, kinh nghiệm bán hàng của Schmidt phát huy tác dụng. Với tài ăn nói sắc sảo của mình, ban giám đốc đã bất ngờ đồng ý với kế hoạch và yêu cầu Philips và ASM mỗi bên đóng góp 1,5 triệu USD trong đợt tài trợ đầu tiên.
Sau khi nhận được sự ủng hộ của ban giám đốc, Smit lập tức triển khai kế hoạch. Ông đặt tên trước cho sản phẩm mới là PAS2500 và lên kế hoạch trình diễn chiếc máy mới tại Triển lãm Bán dẫn Phương Tây năm 1986.
Dưới sự lãnh đạo của Smit, đội ASML vô tổ chức ban đầu cuối cùng đã lấy lại được tinh thần chiến đấu. Tuy nhiên, vào thời điểm này, tình hình thị trường đã thay đổi. Khi nền kinh tế suy thoái, các nhà sản xuất chip ngày càng trở nên thận trọng khi mua máy in thạch bản. Điều này khiến Smit nhận ra rằng nếu anh đặt cược toàn bộ vào PAS2500 hai năm sau, ASML có thể đã phá sản từ lâu. Để sớm mở ra tình thế, trước tiên họ phải đưa ra được sản phẩm chuyển tiếp.
Nhờ nỗ lực ngày đêm của các kỹ sư ASML, PAS2400 chuyển tiếp đã được sản xuất chỉ trong nửa năm. So với các bàn máy thủy lực phù hợp với các máy in thạch bản phổ thông trên thị trường lúc bấy giờ, PAS2400 sử dụng bàn máy động cơ điện của Natlab, có thể giúp việc điều chỉnh trong quá trình in thạch bản chính xác hơn.
Năm 1985, Smit mang PAS2400 đến Triển lãm Chất bán dẫn Phương Tây để trình diễn. Tại triển lãm, PAS2400 hoạt động rất tốt và tiếp tục hoạt động bình thường trong suốt triển lãm. Ngược lại, các sản phẩm do các nhà sản xuất máy in thạch bản khác trình diễn thường gặp nhiều vấn đề khác nhau. Nhưng bất chấp điều này, không có mệnh lệnh nào được đưa ra tại cuộc họp.
Bước sang năm 1986, vận mệnh của ASML tưởng như cuối cùng cũng đã có bước ngoặt. Vào đầu năm đó, cuối cùng họ cũng chào đón được khách hàng đầu tiên - một nhà sản xuất chip nhỏ tên là MMI, đã mua một số PAS2400. Bằng cách này, ASML cuối cùng đã đạt được bước đột phá về doanh số bán hàng.
Vào tháng 5 năm đó, PAS2500 cuối cùng đã được phát triển. Khi Schmidt mang PAS2500 đến Triển lãm Chất bán dẫn Phương Tây, sản phẩm mới ngay lập tức thu hút sự chú ý của mọi người. Sau khi nhìn thấy PAS2500, Giám đốc điều hành của Cypress bày tỏ sự hài lòng rất lớn với hiệu suất của nó và bày tỏ ý định mua nó. Tuy nhiên, điều kiện của ông là ASML phải mua một số cổ phần của chính công ty mình để đảm bảo lợi ích của đôi bên được ràng buộc. Bằng cách này, nếu máy in thạch bản của ASML có vấn đề thì nó cũng sẽ bị lỗ. Theo quy định của công ty thì việc này có phần khó khăn. Nhưng đối với Smit linh hoạt, đây không phải là vấn đề, ông đã chỉ thị cho Giám đốc tài chính của công ty nhanh chóng vay vốn từ Ngân hàng NMB để tài trợ cho việc mua cổ phần.
Smit muốn nhiều hơn nữa. Trước đó, nhà sáng lập AMD Jerry Sanders từng phàn nàn rằng chất lượng máy quang khắc sản xuất tại Mỹ quá kém và phải mua hàng Nhật. Sau khi Schmidt biết được chuyện này, ông lập tức đăng một quảng cáo trên báo để "thú nhận" với Sanders và nói: "Chúng tôi đã nghe thấy ông, Jerry." Tại Triển lãm Bán dẫn Phương Tây năm 1986, đích thân Schmidt đã tìm thấy thông tin này cho Sanders và bán cho ông ấy PAS2500 . Sanders rất quan tâm đến PAS2500 nhưng quyết định không mua nó vào phút cuối vì ngành này không tốt và AMD đang thiếu tiền.
Điều đáng kinh ngạc là một năm sau, mọi thứ trở nên tồi tệ hơn và AMD đã chủ động tiếp cận ASML và yêu cầu mua máy in thạch bản. Lý do rất lạ: AMD mua lại MMI, và khi kiểm kê tài sản cố định của mình, người ta phát hiện ra rằng các máy in thạch bản khác do MMI mua đã không thể sử dụng được nữa nhưng những chiếc PAS2400 đó vẫn hoạt động bình thường. Bằng cách này, ASML cuối cùng đã thắng AMD nhờ vào chất lượng tuyệt vời của nó.
Tuy nhiên, khi ASML đang thay đổi theo hướng tốt hơn, vị trí của Smit trở nên bấp bênh. Mặc dù đã nhận được một số đơn đặt hàng nhưng ASML vẫn bị lỗ nặng do khoản đầu tư ban đầu quá lớn khiến hai công ty mẹ choáng ngợp, thậm chí Del Prado cũng bắt đầu phàn nàn về việc ASML đốt tiền vô tận. Vào thời điểm này, công ty LeyboldHeraeus của Đức đã đưa ra lời mời chào cành ô liu cho Smit, vì vậy ông đã khôn ngoan từ chức khỏi ASML.
Từ góc độ lịch sử, Smit là một nhân vật không thể tránh khỏi trong lịch sử ASML. Chính ông là người đã dẫn dắt ASML vượt qua những thời điểm khó khăn nhất và chính ông là người đã truyền cho ASML tinh thần phấn đấu đạt đến sự xuất sắc và sử dụng lợi thế công nghệ để chiếm lĩnh thị trường.
Ngay khi ASML gần như đi đến hồi kết, một đơn đặt hàng lớn bất ngờ từ trên trời rơi xuống: TSMC, công ty mới thành lập, muốn mua 17 chiếc PAS2500 mới. Thành thật mà nói, trật tự này phần nào mang tính chất quan hệ. Khi TSMC được thành lập, Philips đã mua lại 27,5% cổ phần của mình thông qua đầu tư công nghệ.Do đó, ở một khía cạnh nào đó, TSMC và ASML có mối quan hệ “anh em” - tuy nhiên, mối quan hệ này cũng có nhược điểm, vì nó có ảnh hưởng lớn đến một mức độ nhất định, không gian đàm phán giữa ASML và TSMC bị hạn chế. Cuối năm 1988, khi dây chuyền sản xuất mới của TSMC sắp hoàn thiện thì một vụ hỏa hoạn bất ngờ xảy ra khiến một số lượng lớn PAS2500 đặt hàng từ ASML ban đầu đã bị hư hỏng. Kết quả là TSMC đã gửi đơn đặt hàng máy mới. Tuy nhiên, nhiều máy móc bị hư hỏng trong vụ cháy thực chất chỉ bị hư hỏng rất nhẹ, vì vậy ASML thực sự đã tái chế hầu hết máy móc và nhận được đơn đặt hàng lớn bất ngờ. Nhờ đơn đặt hàng này, thị phần máy in thạch bản của ASML đã tăng lên 15%.
Tuy nhiên, PAS2500 mà ASML đã đầu tư rất nhiều công sức trước đây lại không được thị trường ưa chuộng như mong đợi. Đến giữa năm 1989, thị phần của ASML đã giảm xuống còn 6%, xếp thứ hai từ cuối cùng trong số các nhà sản xuất máy quang khắc lớn. Nguyên nhân phần lớn là do nhu cầu chip ngày càng tăng, các thông số kỹ thuật wafer mà các nhà sản xuất chip cần xử lý đã tăng từ 6 inch lên 8 inch, tuy nhiên tất cả các mẫu máy in thạch bản ASML, kể cả PAS2500, vẫn chưa thể xử lý được.8 -inch wafer. Trong hoàn cảnh như vậy, để đạt được bước đột phá cơ bản, các sản phẩm mới phải được phát triển càng sớm càng tốt.
Nhiệm vụ khó khăn này rơi vào tay Vandenbrink, giám đốc công nghệ sắp mãn nhiệm được đề cập ở đầu bài viết này. Với tư cách là kiến trúc sư của chiếc máy mới, anh được lệnh phải đưa ra kế hoạch cho chiếc máy mới trong vòng ba tháng. Để gấp rút kịp thời hạn, anh chỉ cần tìm một căn phòng yên tĩnh ở công ty kế toán đối diện công ty, làm việc ngày đêm trong đó, cuối cùng nghĩ ra phương án cho chiếc máy mới PAS5500 đúng thời hạn.
Không giống như tất cả các máy in thạch bản phổ biến trên thị trường, PAS5500 là máy in thạch bản mô-đun và các bộ phận của nó có thể được thay thế. Do việc sử dụng máy in thạch bản tiêu tốn rất nhiều tiền nên theo kiến
trúc tổng thể trước đây, các nhà sản xuất chip thường thay thế toàn bộ một máy in thạch bản do hư hỏng một bộ phận, thiết kế của PAS5500 rõ ràng có thể giải quyết được vấn đề này.
Mặc dù thiết kế của PAS5500 được hoàn thành nhanh chóng nhưng chiếc máy đầu tiên chỉ được giao vào năm 1991. Trong khi đó, ASML đã giải quyết một số lượng lớn các vấn đề về chuỗi cung ứng. Người mua chiếc máy đầu tiên là IBM, lúc này đã là nhà sản xuất chất bán dẫn lớn nhất thế giới, đội ngũ bán hàng của ASML đã phải làm việc rất chăm chỉ để gõ cửa. Thực tế đã chứng minh rằng bước ngoặt của ASML thực sự đến khi họ bán thành công những sản phẩm tốt cho những người mua như vậy.
Năm 1992, doanh thu của ASML đã tăng từ 81 triệu đô la Mỹ năm trước lên 119 triệu đô la Mỹ.Mặc dù nhìn chung công ty vẫn thua lỗ do đầu tư rất lớn vào nghiên cứu và phát triển ban đầu nhưng phạm vi đã bị thu hẹp đáng kể. Kể từ năm 1993, doanh thu của ASML đã tăng trưởng nhanh chóng và lợi nhuận bắt đầu chuyển biến tích cực.
Năm 1995, ASML được niêm yết thành công trên Nasdaq. Cho đến nay, công ty từng đứng trên bờ vực phá sản này đã phát triển thành một gã khổng lồ về máy in thạch bản thực sự.
Trong ngành công nghiệp máy in thạch bản, có một "Tiêu chí Rayleigh" quan trọng: kích thước tới hạn mà máy in thạch bản có thể xử lý tỷ lệ thuận với bước sóng của nguồn sáng được sử dụng và tỷ lệ nghịch với khẩu độ số. Với sự phát triển của ngành công nghiệp chip, các nhà sản xuất cần phải giải quyết các kích thước mạch ngày càng nhỏ hơn, do đó yêu cầu về bước sóng đối với nguồn sáng ngày càng cao hơn.
Kể từ cuối thế kỷ trước, bước sóng của nguồn sáng vẫn dừng ở mức 193 nanomet. Vì vậy, làm thế nào chúng ta có thể có được nguồn ánh sáng có bước sóng ngắn hơn? Vào thời điểm đó, Ben-Jian Lin của TSMC đã đề xuất phương án thêm 1 mm nước vào chất quang dẫn của tấm bán dẫn để khúc xạ ánh sáng 193 nanomet thành ánh sáng 134 nanomet. Dựa trên nguyên tắc này, ông đã đề xuất khái niệm về máy in thạch bản nhúng. Do mối quan hệ “họ hàng” giữa TSMC và ASML cũng như sự hợp tác lâu dài trước đây nên sau khi ý tưởng được đề xuất, việc sản xuất máy đương nhiên được giao cho ASML.
Mặc dù ý tưởng về máy in thạch bản nhúng rất thông minh nhưng xét từ góc độ kỹ thuật, nó không khó thực hiện. ASML đã nhanh chóng chế tạo được máy in thạch bản nhúng với nguồn sáng có bước sóng 134 nanomet theo đúng thiết kế và đánh bại Nikon trong một đòn duy nhất với thiết bị này. Mặc dù gần như cùng thời điểm, Nikon cũng đã vượt qua rào cản 193nm thông qua nghiên cứu phát triển và phát triển máy in thạch bản với nguồn sáng bước sóng 157nm, thị trường rất tàn khốc. Nhiều khách hàng lớn, trong đó có IBM và Intel, đã từ bỏ Nikon và chuyển sang ASML.
Nhưng ASML không hài lòng. Để củng cố vị trí của mình, đồng thời phát triển máy in thạch bản ngâm, họ đã đưa ra thách thức đối với các nguồn ánh sáng cực tím, còn được gọi là EUV. Ở giai đoạn này, vận may của ASML có thể được coi là quá lớn. Vào thời điểm đó, Hoa Kỳ là quốc gia nhiệt tình nhất trong việc nghiên cứu và phát triển EUV, một số công ty do Intel đại diện đã thành lập liên minh EUV và nhiều công nghệ và bằng sáng chế liên quan đều đến từ liên minh này. Nhưng do quan hệ thương mại giữa Mỹ và Nhật Bản xấu đi, các công ty Nhật Bản đã bị loại khỏi liên minh này. Ngược lại, mặc dù ASML cũng là một công ty nước ngoài nhưng họ đã được kết nạp vào liên minh này vì hình ảnh vô hại đối với con người và động vật.
ASML đã thu được nhiều thông tin hữu ích từ liên minh này và nhanh chóng tìm ra phương pháp tạo EUV mới: bắn phá các hạt thiếc bằng tia laser để biến chúng thành trạng thái plasma, từ đó tạo ra EUV. Dựa trên phương pháp này, ASML đã cho ra mắt nguyên mẫu EUV đầu tiên vào năm 2010.
Tuy nhiên, việc biến nguyên mẫu thành sản phẩm có thể bán được vẫn cần đầu tư rất nhiều, dự kiến đầu tư có thể lên tới 1 tỷ euro mỗi năm và ASML không có đủ nguồn tài chính để một mình hoàn thành tất cả những điều này. Để giải quyết vấn đề này, họ đã mời Intel, Samsung và TSMC tham gia nghiên cứu và phát triển chung. Cuối cùng, vào năm 2013, máy in thạch bản EUV NEX:3300B được sản xuất hàng loạt đã được ra mắt - trong năm nay, Wennink và Vandenbrink đã nắm quyền lãnh đạo công ty. Kể từ đó, dưới sự lãnh đạo của hai đồng chủ tịch này, ASML đã tiếp tục đạt được tiến bộ nhanh chóng và ra mắt TWINSCANNXE:3400B vào năm 2017, đẩy quy trình máy in thạch bản (tức là khoảng cách tối thiểu giữa các lưới mạch) từ 7 nanomet lên 5 nanomet. Kết quả là sự thống trị về quang khắc của ASML cuối cùng đã được xác định.
Đã mười năm kể từ khi Wennink và van den Brink đảm nhận vị trí chủ tịch ASML vào năm 2013. Mười năm này là mười năm huy hoàng nhất kể từ khi thành lập ASML. Tại thời điểm này, việc đánh giá quá trình phát triển của công ty từ một công ty nhỏ gần như phá sản trở thành một gã khổng lồ trong ngành là rất có ý nghĩa.
Sự kiện in thạch bản trong quá khứ
Nói đúng ra, thật sai lầm khi chúng ta gọi công nghệ này là "in thạch bản". Thay vì sử dụng tia laser để tạo mẫu cho tấm wafer silicon như nhiều người tưởng tượng, nó là sự kết hợp giữa kỹ thuật in và phơi sáng ảnh.
Từ tiếng Anh Photolithography (quang khắc) có nguồn gốc từ "lithography".
Chìa khóa của "kỹ thuật in thạch bản" là bôi mực về mặt hóa học lên mẫu cần vẽ, để trống các khu vực khác. Tương tự, chìa khóa của kỹ thuật quang khắc là sử dụng các phương pháp hóa học để giữ lại các phần mong muốn của tấm bán dẫn silicon và loại bỏ các phần khác. Sự khác biệt là trong kỹ thuật in thạch bản, người ta sử dụng dầu mỡ, keo và nước để đạt được điều này, trong khi đó trong quy trình quang khắc người ta thực hiện điều đó bằng ánh sáng và chất quang dẫn.
Như chúng ta đã biết, quy trình sản xuất chip phần lớn là quá trình khắc các mạch điện phức tạp lên các tấm silicon. Theo ý tưởng của kỹ thuật in thạch bản, trước tiên bạn vẽ mẫu mong muốn trên tấm wafer silicon. Để đạt được điều này, trước tiên chúng ta cần phủ lên tấm wafer silicon một lớp chất quang dẫn có chứa chất cảm quang. Sau đó, công nghệ quang học được sử dụng để thu nhỏ mặt nạ bằng sơ đồ mạch và chiếu nó lên tấm bán dẫn silicon. Bất cứ nơi nào ánh sáng chiếu vào, chất quang dẫn sẽ thay đổi và tạo thành một lớp bảo vệ. Sau khi tiếp xúc, tấm bán dẫn silicon có thể được ăn mòn bằng khí chứa clo hoặc flo. Bằng cách này, phần silicon nơi có lớp bảo vệ sẽ vẫn còn, trong khi phần silicon còn lại sẽ bị bào mòn đi và mạch điện chúng ta cần sẽ được khắc trên tấm wafer silicon.
Trong lịch sử, công nghệ in thạch bản xuất hiện sớm hơn chip. Năm 1955, các nhà khoa học Carl Frosch và Lincoln Derick của Bell Labs đã phát hiện ra một kỹ thuật bảo vệ bề mặt và che chắn có chọn lọc sự khuếch tán silicon. Công nghệ này tạo ra một màng oxit ngưng tụ trên bề mặt silicon và khắc hoa văn cửa sổ lên đó. Bằng cách này, các nguyên tử tạp chất chỉ có thể khuếch tán vào đế silicon từ cửa sổ, trong khi silicon được phủ màng oxit sẽ được bảo vệ. Năm 1957, các nhà vật lý Jay Lathrop và James Nall đã sử dụng một chiếc kính hiển vi đã được cải tiến để phản xạ ánh sáng, cho phép chúng thu nhỏ và chiếu các sơ đồ mạch phức tạp lên các tấm silicon. Khi họ xuất bản một bài báo về kỹ thuật này, Latrop và Nall đã đặt tên cho nó là quang khắc - rõ ràng là họ đã cố tình tạo ra sự tương đồng giữa kỹ thuật này và kỹ thuật in thạch bản cổ xưa. Điều thú vị là Latrop sau đó cho rằng cái tên này không phù hợp vì thực tế là nó "khắc" chứ không phải in mới hoạt động trong quá trình xử lý. Tuy nhiên, cái tên này đã sống động và ăn sâu vào lòng người đến mức nó đã được sử dụng kể từ đó. đã sử dụng.
Với sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn, nhu cầu về quang khắc, một công nghệ xử lý tấm silicon tiện lợi và thiết thực, ngày càng lớn nên các máy quang khắc thương mại đều có thị trường riêng. Năm 1961, David Mann, một công ty con của Tập đoàn Địa vật lý Hoa Kỳ (GCA), đã chế tạo máy in thạch bản thương mại đầu tiên trên thế giới, máy in thạch bản Model 971. Mặc dù nhìn từ góc độ hiện tại, hiệu suất của chiếc máy in thạch bản này còn nhiều khuyết điểm nhưng vào thời điểm đó, nó có thể đáp ứng rất tốt nhu cầu của ngành. Do đó, các công ty sản xuất công nghiệp bán dẫn, bao gồm IBM, Texas Instruments và Philips, đang gấp rút mua chiếc máy in thạch bản này và GCA đã đạt được thành công lớn về mặt thương mại. Kể từ đó, bản thân máy in thạch bản cũng đã hình thành nên một ngành công nghiệp độc lập.
Không phải là một doanh nghiệp đầy hứa hẹn
Quay lại câu chuyện ASML. Là một công ty độc lập, ASML được thành lập vào năm 1984. Nhưng trước khi nó trở nên độc lập, tiền thân của nó, Phòng thí nghiệm Vật lý của Philips (gọi tắt là Natlab), đã xử lý các máy in thạch bản trong nhiều thập kỷ.
Cuối năm 1962, đoàn Natlab sang Mỹ thăm quan Bell Labs. Trong chuyến thăm, các nhà nghiên cứu của Bell đã cho họ xem những con chip bán dẫn mà họ đã phát triển. Các thành viên của đoàn kiểm tra đã rất ngạc nhiên trước tay nghề tinh xảo của những con chip này. Piet Haaijman, thành viên nhóm kiểm tra và giám đốc Natlab, đã mang một con chip trở lại châu Âu và yêu cầu các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nghiên cứu nó. Sau khi quan sát chi tiết con chip qua kính hiển vi, Frits Klostermann, một nhà nghiên cứu mới được thuê, đã than thở rằng bộ phận nhỏ bé đó trông giống như một "con côn trùng kỳ lạ tỏa sáng như cầu vồng".
Ngay sau đó, Klostermann được chuyển sang nhóm nghiên cứu quang hóa của phòng thí nghiệm. Nhóm này được giao nhiệm vụ phát triển máy in thạch bản cho Philips. Vào tháng 5 năm 1963, Philips mua một máy in thạch bản 1080 từ Công ty David Mann với một số tiền lớn. Là một kỹ thuật viên dịch vụ, Klostermann đã lắp ráp chiếc máy này. Thông qua quá trình thực hành này, anh đã hiểu chi tiết về cấu trúc của cỗ máy tiên tiến này và phát hiện ra những sai sót khác nhau của nó, điều này đặt nền móng cho sự phát triển của anh về máy in thạch bản trong tương lai. Ngay sau đó, ông đã đến thăm một số nhà máy sản xuất máy in thạch bản ở Hoa Kỳ với tư cách là nhân viên thu mua và hiểu biết sâu sắc về đặc tính kỹ thuật của nhiều loại máy in thạch bản tiên tiến vào thời điểm đó.
Năm 1966, Klostermann cuối cùng đã được phép phát triển máy in thạch bản của riêng mình. Năm 1967, ông chế tạo nguyên mẫu máy in thạch bản phơi sáng lặp lại và trưng bày nó tại triển lãm Natlab. Thật không may, ban lãnh đạo cấp cao của Philips vào thời điểm đó đã không chú ý đến thành tựu nghiên cứu và phát triển quan trọng này. Kể từ đó, Natlab đã đạt được nhiều thành tựu trong việc nghiên cứu và phát triển máy in thạch bản. Thật không may, do ban lãnh đạo cấp cao của công ty không quan tâm nhiều đến dự án máy in thạch bản nên những kết quả nghiên cứu này không thể chuyển hóa tốt thành sản phẩm thực tế chứ chưa nói đến lợi ích kinh tế.
Bị bỏ rơi và tái sinh
Đầu những năm 1980, tình hình tài chính của Philips gặp khó khăn. Để cân nhắc việc giảm chi phí và nâng cao hiệu quả, Philips đã lên kế hoạch bán các lĩnh vực kinh doanh không cốt lõi của mình như máy in thạch bản. Ban đầu, kế hoạch của Philips là để một nhà sản xuất máy in thạch bản lớn tiếp quản, nhưng một số công ty lớn có liên quan không quan tâm.Vào thời điểm này, một công ty ít được biết đến "Advanced Semiconductor Materials International Ltd. (ASM)" đã xuất hiện. Người sáng lập ASM, Arthur del Prado, sinh ra ở Indonesia nhưng bố mẹ ông đều là người Hà Lan. Trong Thế chiến thứ hai, ông bị giam trong trại tập trung. Sau chiến tranh, ông trở về Hà Lan và học kinh tế và hóa học. Sau đó, ông sang Hoa Kỳ để tiếp tục học tại Trường Kinh doanh Harvard. Sau khi tốt nghiệp Harvard, anh đến Thung lũng Silicon và chứng kiến sự phát triển bùng nổ của ngành bán dẫn, sau đó quay trở lại Hà Lan để bắt đầu công việc kinh doanh của riêng mình. Sau khi nghe tin Philips muốn bán mảng kinh doanh máy in thạch bản, ông đã nhiều lần đến gặp ông để tìm cách hợp tác, nhưng làm sao Philips có thể đánh giá cao công ty nhỏ mới thành lập này? Vì vậy, sự hợp tác này chưa bao giờ thành công.
Năm 1983, hoạt động kinh doanh máy in thạch bản của Philips gần như đã đi đến hồi kết. Vào thời điểm này, Georges de Cruyff, giám đốc kỹ thuật của Philips Science and Industry (S&I), đã xem một bài báo giới thiệu về ASM. Ông phát hiện ra rằng ASM không còn là xưởng nhỏ đến tìm kiếm sự hợp tác mà đã trở thành một công ty lớn niêm yết trên NASDAQ của Hoa Kỳ. Vì vậy, ông nhanh chóng báo cáo với ban lãnh đạo cấp cao của công ty rằng ông có thể thử nói chuyện với Del Prado. Các giám đốc điều hành của Philips, những người vốn đang gặp khó khăn về tài chính, đã ngay lập tức đồng ý với đề nghị này mà không hề dè dặt.
Hai bên nhanh chóng quyết định phương án hợp tác: Philips và Del Prado mỗi bên đầu tư 2,1 triệu USD để thành lập công ty mới, mỗi bên nắm giữ 50% cổ phần trong công ty mới. Liên doanh mới được đặt tên là "Advanced Semiconductor Material Lithography" (Advanced Semiconductor Material Lithography), sau này trở thành gã khổng lồ in thạch bản nổi tiếng ASML.
Qua bóng tối ban đầu
Khi ASML mới được thành lập, nó đã có một khoảng thời gian rất khó khăn. Lúc này, đấu trường chip bán dẫn đã bước vào một kỷ nguyên mới. Từ cuối những năm 1970, ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản bắt đầu phát triển nhanh chóng với sự hỗ trợ từ chính sách công nghiệp của Bộ Thương mại và Công nghiệp Quốc tế, Hitachi, Mitsubishi, Fujitsu, Toshiba, Nippon Electric và các công ty khác đã vươn lên mạnh mẽ và trở thành những công ty chủ chốt trong ngành công nghiệp bán dẫn toàn bộ ngành công nghiệp chip. Đồng thời, các công ty như Nikon và Canon bắt đầu bước vào sản xuất máy quang khắc, dựa vào chất lượng cao và giá thành thấp để đánh bại các nhà sản xuất máy quang khắc lâu đời của Mỹ.So với các nhà sản xuất máy quang khắc đang phát triển mạnh mẽ của Nhật Bản vào thời điểm đó, ASML mới đơn giản là không có gì đáng nhắc đến. Công ty mới chỉ có tổng cộng 47 nhân viên ban đầu, tất cả đều được “tối ưu hóa” từ Natlab của Philips và có rất ít tinh thần chiến đấu. Văn phòng của họ nằm trong một căn nhà kho bằng gỗ đơn sơ phía trước Tòa nhà Philips, có thể miêu tả là một khung cảnh đổ nát.
Làm thế nào công ty mới này có thể đạt được thành công? Del Prado tin rằng điều quan trọng nhất là tìm được một CEO đáng tin cậy. Vậy ai có đủ trình độ và sẵn sàng đảm nhận vị trí này? Người săn đầu người đã giới thiệu Gjalt Smit cho anh ta.
Smit là một nhân vật đam mê, yêu tự do. Ông có bằng thạc sĩ về kỹ thuật chất lỏng từ tính và bằng tiến sĩ về vật lý thiên văn, đồng thời từng làm việc cho Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Đối với Philips, ông ấy thực sự không phải là người mới. Bởi vì ông gia nhập công ty từ năm 1969, nhưng sớm từ chức vì không thể chịu đựng được bộ máy quan liêu của công ty. Lúc này, vị trí của ông là giám đốc kinh doanh của AT&T tại Hà Lan. Trong 4 năm qua, ông đã hoàn thành xuất sắc công việc và giúp công ty nhận được những đơn hàng lớn từ chính phủ. Khi Del Prado gặp Smit, anh ngay lập tức bị thu hút bởi trực giác kinh doanh của Smit và nghĩ rằng anh chính là người mình đang tìm kiếm. Tuy nhiên, Smit bày tỏ sự do dự sau khi biết tin Philips nắm giữ một nửa cổ phần của ASML. Anh ấy nói với Del Prado rằng anh ấy ngưỡng mộ công nghệ của Philips, nhưng về mặt thương mại và tiếp thị, nó là một mớ hỗn độn. Tuy nhiên, Del Prado đã nhận ra rằng Smit là người phù hợp nên ông nhanh chóng thuyết phục Philips để Smit làm Giám đốc điều hành của ASML và Smit cuối cùng đã chấp nhận vị trí này sau một số lần bị từ chối.
Làm thế nào ASML có thể vui lên nhanh chóng? Smit tin rằng bước đột phá quan trọng nhất là tìm được khách hàng càng sớm càng tốt. Để tìm kiếm khách hàng, ông đến San Mateo, California, Mỹ vào cuối tháng 5 năm 1984 để tham gia Triển lãm Bán dẫn Phương Tây (SEMICON West) và thăm một số đại gia về chip. Kết quả của chuyến thăm khiến anh thất vọng. Hầu như tất cả các đại gia chip đều cho biết họ rất quan tâm đến doanh số bán hàng của nhau khi lựa chọn nhà cung cấp máy quang khắc. Lý do rất đơn giản: đối với người dùng, việc sửa chữa và bảo trì sau bán hàng của máy in thạch bản là rất quan trọng và chỉ những nhà sản xuất máy in thạch bản có doanh số đạt quy mô nhất định mới có thể trang bị cho mình một đội ngũ hậu mãi chuyên nghiệp - thực tế là, Lý do tại sao người Nhật Các nhà sản xuất máy in thạch bản có thể chiếm được thị phần khổng lồ trong một thời gian ngắn là do họ có dịch vụ hậu mãi cực kỳ xuất sắc. Tuy nhiên, tất cả những điều này rõ ràng là nằm ngoài tầm với của ASML, vốn vẫn đang ở giai đoạn sơ khai.
Tuy nhiên, qua trò chuyện với các gã khổng lồ về chip, ông cũng phát hiện ra một thông tin quan trọng: Vào thời điểm đó, chip đã phát triển từ mạch tích hợp quy mô lớn (LSI) đến mạch tích hợp quy mô rất lớn (VLSI), và các dòng chip sẽ co lại chỉ còn ít hơn 1 micron. Nếu định luật Moore được tuân theo, trong hai năm nữa, việc sản xuất chip sẽ yêu cầu khả năng đạt được hình ảnh dưới 0,7 micron, tuy nhiên tất cả các máy quang khắc bao gồm Nikon, Canon và CGA đều chưa thể đạt được độ chính xác này vào thời điểm đó.
Smit nhận ra rằng nếu ASML có thể vượt qua trong một góc và là công ty đầu tiên thực hiện việc sản xuất máy in thạch bản mới này thì nó sẽ có thể thành công giành được chỗ đứng trên thị trường. Theo ước tính của các kỹ sư ASML, chi phí đầu tư để phát triển một chiếc máy in thạch bản mới như vậy trong vòng hai năm sẽ vào khoảng 100 triệu USD, theo quan điểm của họ, ban giám đốc ASML rõ ràng sẽ không chấp thuận khoản đầu tư lớn như vậy. Lúc này, kinh nghiệm bán hàng của Schmidt phát huy tác dụng. Với tài ăn nói sắc sảo của mình, ban giám đốc đã bất ngờ đồng ý với kế hoạch và yêu cầu Philips và ASM mỗi bên đóng góp 1,5 triệu USD trong đợt tài trợ đầu tiên.
Sau khi nhận được sự ủng hộ của ban giám đốc, Smit lập tức triển khai kế hoạch. Ông đặt tên trước cho sản phẩm mới là PAS2500 và lên kế hoạch trình diễn chiếc máy mới tại Triển lãm Bán dẫn Phương Tây năm 1986.
Dưới sự lãnh đạo của Smit, đội ASML vô tổ chức ban đầu cuối cùng đã lấy lại được tinh thần chiến đấu. Tuy nhiên, vào thời điểm này, tình hình thị trường đã thay đổi. Khi nền kinh tế suy thoái, các nhà sản xuất chip ngày càng trở nên thận trọng khi mua máy in thạch bản. Điều này khiến Smit nhận ra rằng nếu anh đặt cược toàn bộ vào PAS2500 hai năm sau, ASML có thể đã phá sản từ lâu. Để sớm mở ra tình thế, trước tiên họ phải đưa ra được sản phẩm chuyển tiếp.
Nhờ nỗ lực ngày đêm của các kỹ sư ASML, PAS2400 chuyển tiếp đã được sản xuất chỉ trong nửa năm. So với các bàn máy thủy lực phù hợp với các máy in thạch bản phổ thông trên thị trường lúc bấy giờ, PAS2400 sử dụng bàn máy động cơ điện của Natlab, có thể giúp việc điều chỉnh trong quá trình in thạch bản chính xác hơn.
Năm 1985, Smit mang PAS2400 đến Triển lãm Chất bán dẫn Phương Tây để trình diễn. Tại triển lãm, PAS2400 hoạt động rất tốt và tiếp tục hoạt động bình thường trong suốt triển lãm. Ngược lại, các sản phẩm do các nhà sản xuất máy in thạch bản khác trình diễn thường gặp nhiều vấn đề khác nhau. Nhưng bất chấp điều này, không có mệnh lệnh nào được đưa ra tại cuộc họp.
Bước sang năm 1986, vận mệnh của ASML tưởng như cuối cùng cũng đã có bước ngoặt. Vào đầu năm đó, cuối cùng họ cũng chào đón được khách hàng đầu tiên - một nhà sản xuất chip nhỏ tên là MMI, đã mua một số PAS2400. Bằng cách này, ASML cuối cùng đã đạt được bước đột phá về doanh số bán hàng.
Vào tháng 5 năm đó, PAS2500 cuối cùng đã được phát triển. Khi Schmidt mang PAS2500 đến Triển lãm Chất bán dẫn Phương Tây, sản phẩm mới ngay lập tức thu hút sự chú ý của mọi người. Sau khi nhìn thấy PAS2500, Giám đốc điều hành của Cypress bày tỏ sự hài lòng rất lớn với hiệu suất của nó và bày tỏ ý định mua nó. Tuy nhiên, điều kiện của ông là ASML phải mua một số cổ phần của chính công ty mình để đảm bảo lợi ích của đôi bên được ràng buộc. Bằng cách này, nếu máy in thạch bản của ASML có vấn đề thì nó cũng sẽ bị lỗ. Theo quy định của công ty thì việc này có phần khó khăn. Nhưng đối với Smit linh hoạt, đây không phải là vấn đề, ông đã chỉ thị cho Giám đốc tài chính của công ty nhanh chóng vay vốn từ Ngân hàng NMB để tài trợ cho việc mua cổ phần.
Smit muốn nhiều hơn nữa. Trước đó, nhà sáng lập AMD Jerry Sanders từng phàn nàn rằng chất lượng máy quang khắc sản xuất tại Mỹ quá kém và phải mua hàng Nhật. Sau khi Schmidt biết được chuyện này, ông lập tức đăng một quảng cáo trên báo để "thú nhận" với Sanders và nói: "Chúng tôi đã nghe thấy ông, Jerry." Tại Triển lãm Bán dẫn Phương Tây năm 1986, đích thân Schmidt đã tìm thấy thông tin này cho Sanders và bán cho ông ấy PAS2500 . Sanders rất quan tâm đến PAS2500 nhưng quyết định không mua nó vào phút cuối vì ngành này không tốt và AMD đang thiếu tiền.
Điều đáng kinh ngạc là một năm sau, mọi thứ trở nên tồi tệ hơn và AMD đã chủ động tiếp cận ASML và yêu cầu mua máy in thạch bản. Lý do rất lạ: AMD mua lại MMI, và khi kiểm kê tài sản cố định của mình, người ta phát hiện ra rằng các máy in thạch bản khác do MMI mua đã không thể sử dụng được nữa nhưng những chiếc PAS2400 đó vẫn hoạt động bình thường. Bằng cách này, ASML cuối cùng đã thắng AMD nhờ vào chất lượng tuyệt vời của nó.
Tuy nhiên, khi ASML đang thay đổi theo hướng tốt hơn, vị trí của Smit trở nên bấp bênh. Mặc dù đã nhận được một số đơn đặt hàng nhưng ASML vẫn bị lỗ nặng do khoản đầu tư ban đầu quá lớn khiến hai công ty mẹ choáng ngợp, thậm chí Del Prado cũng bắt đầu phàn nàn về việc ASML đốt tiền vô tận. Vào thời điểm này, công ty LeyboldHeraeus của Đức đã đưa ra lời mời chào cành ô liu cho Smit, vì vậy ông đã khôn ngoan từ chức khỏi ASML.
Từ góc độ lịch sử, Smit là một nhân vật không thể tránh khỏi trong lịch sử ASML. Chính ông là người đã dẫn dắt ASML vượt qua những thời điểm khó khăn nhất và chính ông là người đã truyền cho ASML tinh thần phấn đấu đạt đến sự xuất sắc và sử dụng lợi thế công nghệ để chiếm lĩnh thị trường.
Vận rủi không may
Vào mùa xuân năm 1988, ASML không còn khả năng trả lương nữa và cuối cùng đã tồn tại được nhờ khoản đầu tư 1,3 triệu đô la Mỹ từ Philips. Tệ hơn nữa, ASM còn bị kéo xuống bởi hoạt động đốt tiền không ngừng nghỉ của ASML. Để tránh công ty phá sản, ASM đã phải thoái vốn khỏi ASML, cổ phần và các khoản nợ trong ASML được Philips thừa kế.Ngay khi ASML gần như đi đến hồi kết, một đơn đặt hàng lớn bất ngờ từ trên trời rơi xuống: TSMC, công ty mới thành lập, muốn mua 17 chiếc PAS2500 mới. Thành thật mà nói, trật tự này phần nào mang tính chất quan hệ. Khi TSMC được thành lập, Philips đã mua lại 27,5% cổ phần của mình thông qua đầu tư công nghệ.Do đó, ở một khía cạnh nào đó, TSMC và ASML có mối quan hệ “anh em” - tuy nhiên, mối quan hệ này cũng có nhược điểm, vì nó có ảnh hưởng lớn đến một mức độ nhất định, không gian đàm phán giữa ASML và TSMC bị hạn chế. Cuối năm 1988, khi dây chuyền sản xuất mới của TSMC sắp hoàn thiện thì một vụ hỏa hoạn bất ngờ xảy ra khiến một số lượng lớn PAS2500 đặt hàng từ ASML ban đầu đã bị hư hỏng. Kết quả là TSMC đã gửi đơn đặt hàng máy mới. Tuy nhiên, nhiều máy móc bị hư hỏng trong vụ cháy thực chất chỉ bị hư hỏng rất nhẹ, vì vậy ASML thực sự đã tái chế hầu hết máy móc và nhận được đơn đặt hàng lớn bất ngờ. Nhờ đơn đặt hàng này, thị phần máy in thạch bản của ASML đã tăng lên 15%.
Tuy nhiên, PAS2500 mà ASML đã đầu tư rất nhiều công sức trước đây lại không được thị trường ưa chuộng như mong đợi. Đến giữa năm 1989, thị phần của ASML đã giảm xuống còn 6%, xếp thứ hai từ cuối cùng trong số các nhà sản xuất máy quang khắc lớn. Nguyên nhân phần lớn là do nhu cầu chip ngày càng tăng, các thông số kỹ thuật wafer mà các nhà sản xuất chip cần xử lý đã tăng từ 6 inch lên 8 inch, tuy nhiên tất cả các mẫu máy in thạch bản ASML, kể cả PAS2500, vẫn chưa thể xử lý được.8 -inch wafer. Trong hoàn cảnh như vậy, để đạt được bước đột phá cơ bản, các sản phẩm mới phải được phát triển càng sớm càng tốt.
Nhiệm vụ khó khăn này rơi vào tay Vandenbrink, giám đốc công nghệ sắp mãn nhiệm được đề cập ở đầu bài viết này. Với tư cách là kiến trúc sư của chiếc máy mới, anh được lệnh phải đưa ra kế hoạch cho chiếc máy mới trong vòng ba tháng. Để gấp rút kịp thời hạn, anh chỉ cần tìm một căn phòng yên tĩnh ở công ty kế toán đối diện công ty, làm việc ngày đêm trong đó, cuối cùng nghĩ ra phương án cho chiếc máy mới PAS5500 đúng thời hạn.
Không giống như tất cả các máy in thạch bản phổ biến trên thị trường, PAS5500 là máy in thạch bản mô-đun và các bộ phận của nó có thể được thay thế. Do việc sử dụng máy in thạch bản tiêu tốn rất nhiều tiền nên theo kiến
trúc tổng thể trước đây, các nhà sản xuất chip thường thay thế toàn bộ một máy in thạch bản do hư hỏng một bộ phận, thiết kế của PAS5500 rõ ràng có thể giải quyết được vấn đề này.
Mặc dù thiết kế của PAS5500 được hoàn thành nhanh chóng nhưng chiếc máy đầu tiên chỉ được giao vào năm 1991. Trong khi đó, ASML đã giải quyết một số lượng lớn các vấn đề về chuỗi cung ứng. Người mua chiếc máy đầu tiên là IBM, lúc này đã là nhà sản xuất chất bán dẫn lớn nhất thế giới, đội ngũ bán hàng của ASML đã phải làm việc rất chăm chỉ để gõ cửa. Thực tế đã chứng minh rằng bước ngoặt của ASML thực sự đến khi họ bán thành công những sản phẩm tốt cho những người mua như vậy.
Năm 1992, doanh thu của ASML đã tăng từ 81 triệu đô la Mỹ năm trước lên 119 triệu đô la Mỹ.Mặc dù nhìn chung công ty vẫn thua lỗ do đầu tư rất lớn vào nghiên cứu và phát triển ban đầu nhưng phạm vi đã bị thu hẹp đáng kể. Kể từ năm 1993, doanh thu của ASML đã tăng trưởng nhanh chóng và lợi nhuận bắt đầu chuyển biến tích cực.
Năm 1995, ASML được niêm yết thành công trên Nasdaq. Cho đến nay, công ty từng đứng trên bờ vực phá sản này đã phát triển thành một gã khổng lồ về máy in thạch bản thực sự.
Sự đăng quang của Vua in thạch bản
Vậy, làm thế nào mà ASML cuối cùng đã vượt qua Nikon, Canon và những gã khổng lồ về quang khắc khác của Nhật Bản, và cuối cùng trở thành ông vua của lĩnh vực quang khắc? Điều này thực sự có phần ngẫu nhiên.Trong ngành công nghiệp máy in thạch bản, có một "Tiêu chí Rayleigh" quan trọng: kích thước tới hạn mà máy in thạch bản có thể xử lý tỷ lệ thuận với bước sóng của nguồn sáng được sử dụng và tỷ lệ nghịch với khẩu độ số. Với sự phát triển của ngành công nghiệp chip, các nhà sản xuất cần phải giải quyết các kích thước mạch ngày càng nhỏ hơn, do đó yêu cầu về bước sóng đối với nguồn sáng ngày càng cao hơn.
Kể từ cuối thế kỷ trước, bước sóng của nguồn sáng vẫn dừng ở mức 193 nanomet. Vì vậy, làm thế nào chúng ta có thể có được nguồn ánh sáng có bước sóng ngắn hơn? Vào thời điểm đó, Ben-Jian Lin của TSMC đã đề xuất phương án thêm 1 mm nước vào chất quang dẫn của tấm bán dẫn để khúc xạ ánh sáng 193 nanomet thành ánh sáng 134 nanomet. Dựa trên nguyên tắc này, ông đã đề xuất khái niệm về máy in thạch bản nhúng. Do mối quan hệ “họ hàng” giữa TSMC và ASML cũng như sự hợp tác lâu dài trước đây nên sau khi ý tưởng được đề xuất, việc sản xuất máy đương nhiên được giao cho ASML.
Mặc dù ý tưởng về máy in thạch bản nhúng rất thông minh nhưng xét từ góc độ kỹ thuật, nó không khó thực hiện. ASML đã nhanh chóng chế tạo được máy in thạch bản nhúng với nguồn sáng có bước sóng 134 nanomet theo đúng thiết kế và đánh bại Nikon trong một đòn duy nhất với thiết bị này. Mặc dù gần như cùng thời điểm, Nikon cũng đã vượt qua rào cản 193nm thông qua nghiên cứu phát triển và phát triển máy in thạch bản với nguồn sáng bước sóng 157nm, thị trường rất tàn khốc. Nhiều khách hàng lớn, trong đó có IBM và Intel, đã từ bỏ Nikon và chuyển sang ASML.
Nhưng ASML không hài lòng. Để củng cố vị trí của mình, đồng thời phát triển máy in thạch bản ngâm, họ đã đưa ra thách thức đối với các nguồn ánh sáng cực tím, còn được gọi là EUV. Ở giai đoạn này, vận may của ASML có thể được coi là quá lớn. Vào thời điểm đó, Hoa Kỳ là quốc gia nhiệt tình nhất trong việc nghiên cứu và phát triển EUV, một số công ty do Intel đại diện đã thành lập liên minh EUV và nhiều công nghệ và bằng sáng chế liên quan đều đến từ liên minh này. Nhưng do quan hệ thương mại giữa Mỹ và Nhật Bản xấu đi, các công ty Nhật Bản đã bị loại khỏi liên minh này. Ngược lại, mặc dù ASML cũng là một công ty nước ngoài nhưng họ đã được kết nạp vào liên minh này vì hình ảnh vô hại đối với con người và động vật.
ASML đã thu được nhiều thông tin hữu ích từ liên minh này và nhanh chóng tìm ra phương pháp tạo EUV mới: bắn phá các hạt thiếc bằng tia laser để biến chúng thành trạng thái plasma, từ đó tạo ra EUV. Dựa trên phương pháp này, ASML đã cho ra mắt nguyên mẫu EUV đầu tiên vào năm 2010.
Tuy nhiên, việc biến nguyên mẫu thành sản phẩm có thể bán được vẫn cần đầu tư rất nhiều, dự kiến đầu tư có thể lên tới 1 tỷ euro mỗi năm và ASML không có đủ nguồn tài chính để một mình hoàn thành tất cả những điều này. Để giải quyết vấn đề này, họ đã mời Intel, Samsung và TSMC tham gia nghiên cứu và phát triển chung. Cuối cùng, vào năm 2013, máy in thạch bản EUV NEX:3300B được sản xuất hàng loạt đã được ra mắt - trong năm nay, Wennink và Vandenbrink đã nắm quyền lãnh đạo công ty. Kể từ đó, dưới sự lãnh đạo của hai đồng chủ tịch này, ASML đã tiếp tục đạt được tiến bộ nhanh chóng và ra mắt TWINSCANNXE:3400B vào năm 2017, đẩy quy trình máy in thạch bản (tức là khoảng cách tối thiểu giữa các lưới mạch) từ 7 nanomet lên 5 nanomet. Kết quả là sự thống trị về quang khắc của ASML cuối cùng đã được xác định.
