光刻可以說是半導體制造中最重要的一步。今天最先進的 EUV 光刻機是極其復雜的機器，其成本與一架新的波音噴氣式客機一樣高。
從 1984 年與飛利浦的合資企業(yè)開始，ASML 已經(jīng)發(fā)展成為世界第二大芯片設備制造商，也是 EUV 機器的唯一供應商。
事實上，美國可以說是光刻技術(shù)的發(fā)明者，在本文中，我們將就他們?yōu)楹伟l(fā)明了光刻技術(shù)，卻最終沒有光刻機就行簡要分析。
需要提一下，本文分析思路是基于對飛兆半導體、David W Mann Co、Cobilt、GCA、尼康和硅谷集團 （SVG） 等先驅(qū)的采訪。
早在 1950 年代中期，貝爾實驗室就開始嘗試將圖像打印到硅片上。那十年后期，飛兆半導體改進了工藝以制造晶體管。
“我們決定使用光刻膠來描繪這些區(qū)域，”仙童最初的八位聯(lián)合創(chuàng)始人之一杰伊·拉斯特和鮑勃·諾伊斯說。
“貝爾實驗室在那里做了一些努力，并認為這是不可能的，所以他們從未追求過這個方向。鮑勃 [諾伊斯] 和我與柯達合作，他們給了我們當時最好的光刻膠，我們逐漸與他們建立了工作關(guān)系，光刻膠不也斷改進?！?/p>
“雖然在此過程中有很多技術(shù)問題和技術(shù)挫折，但我們只是說我們要使用它，我們必須讓它發(fā)揮作用——我們做到了。”
在 1960 年代，接觸掩模對準器（contact mask aligners ）被用于晶圓印刷，Kulicke & Soffa率先將其商業(yè)化。后來，Kasper Instruments 成為主要供應商，但當三位前 Kasper 工程師成立自己的公司 Cobilt 時——該公司于 1972 年被波士頓 CAD 巨頭 Computervision 收購——出現(xiàn)了一種新的晶圓印刷范式。
“Cobilt 制造了機械對準器（mechanical aligners），該對準器以符合當時標準的先進技術(shù)打印半導體硅片。并且 Computervision 有一個自動對齊包，可以讓你更精確地對齊層，”Sam Harrell 說，他從 Computervison 搬到西海岸，成為 Cobilt 的工程副總裁。
“我們在世界各地銷售了數(shù)百臺機器。直到投影打印機占據(jù)主導地位之前，它才是霸主?！?/p>
在加入 Cobilt 之前，曾在 Kasper 銷售矯正器的 Ed Segal 在Perkin-Elmer 開發(fā)出projection mask aligner后，目睹Cobilt 如何失去領(lǐng)先地位。
“當掩模對準器從接觸掩模對準器進入到所謂的投影對準器（projection mask aligner）或?qū)⒀谀D像投影到晶圓上時，Perkin-Elmer 完全進入并占領(lǐng)了這個市場，”Segal說。 “Cobilt 試圖建造一個，但它確實是一個非常大的失敗。1981 年，該公司最終被賣給了應用材料公司?！?/p>
Jim Gallagher 在 GCA 經(jīng)營半導體設備業(yè)務，GCA 在 1980 年代將市場割讓給日本公司之前是光刻領(lǐng)域的全球領(lǐng)導者。在尼康和佳能等日本供應商成為市場領(lǐng)導者之后公司的最終滅亡。
“我們開始盡我們所能出售業(yè)務。但是當你走下坡路的時候，可以這么說，這不是開始銷售的時候，因為你所做的是，每個人都知道你的問題，他們會給出最低、最低的價格。所以那是我們幻燈片的開始，”Gallagher說。
到 1980 年代后期，日本步進供應商的主導地位讓美國芯片制造商感到擔憂。為了開發(fā)替代來源，英特爾與歐洲公司 Censor 合作。然而，嘗試失敗了，Censor 于 1984 年被賣給了 Perkin-Elmer。
英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登摩爾回憶了當時的擔憂?！皝碜约涯芎湍峥挡竭M機性能很好。在美國沒有可比的設備，這是整個過程中非常關(guān)鍵的部分。”
“我們與列支敦士登的一家公司 [Censor] 有一個重要的計劃來制造步進器。這非常復雜也非常昂貴，而且開發(fā)速度太慢，他們無法真正對市場產(chǎn)生影響。我們最終購買了日本設備，因為它是最好的，而且沒有真正的替代來源?！?/p>
Shoichiro Yoshida 后來成為尼康的首席執(zhí)行官，他設計了該公司第一臺用于半導體制造的步進重復機器。
1990 年代，SVG 在新任命的首席執(zhí)行官 Papken Der Torossian 的領(lǐng)導下擴展到光刻領(lǐng)域。SVG 曾試圖收購 GCA，但交易從未實現(xiàn)，GCA 于 1988 年被出售給 General Signal。
然而，Der Torossian 成功地獲得了由 Perkin-Elmer 與 IBM 聯(lián)合開發(fā)的下一代步進掃描系統(tǒng) Micrascan——但他表示，這需要數(shù)千萬的研發(fā)和兩年半的時間才能完成。修復系統(tǒng)中的錯誤。結(jié)果是 Micrascan II。
“他們的機器無法工作——平均故障間隔時間不到一小時。IBM 無法使用它。但它擁有非常好的基礎(chǔ)技術(shù)，”他說。
Der Torrossian 解釋道，現(xiàn)金短缺讓美國喪失了保留先進光刻技術(shù)的機會。
“在 1992 年，ASML 正在大規(guī)模投入。擁有它們的飛利浦找我，并以 6000 萬美元的價格出售 ASML。我沒有 6000 萬美元。我告訴他們，但我會給你同等數(shù)量的股份，讓我們建立一個合資企業(yè)。但他們說，‘不，飛利浦需要現(xiàn)金。’”
到 2001 年，ASML 扭轉(zhuǎn)了局面，最終以 16 億美元收購了美國最后一家主要的光刻公司 SVG。由于國家安全問題，這筆交易被推遲了幾個月，但在 ASML 同意剝離 SVG 的 Tinsley Labs 部門后，最終得到了喬治·W·布什政府的批準。
