ASML收購Mapper的背后故事：中美俄荷四方暗斗

近日，一名具有俄羅斯背景的ASML前員工因涉嫌竊取ASML和Mapper Lithography 的微芯片手冊等文件而被荷蘭政府拘留，引發(fā)各方關(guān)注。

這位工程師曾是電子束光刻設備廠商Mapper的員工，后來這家公司被ASML收購，于是包括該工程師在內(nèi)很多員工也就成為了ASML的員工，Mapper公司及其產(chǎn)品線也被關(guān)閉。那么，為何這位工程師在竊取ASML資料的同時，還會去竊取已經(jīng)“作古”的Mapper的資料呢？

這就不得不說一說Mapper這家電子束光刻機廠商在2019年被ASML收購背后，來自美國、荷蘭、中國、俄羅斯各方勢力之間的角力！

ASML的潛在“顛覆者”

Mapper公司創(chuàng)立于2000年創(chuàng)立，主要從事開發(fā)電子束光刻設備，其技術(shù)的前身來源于代爾夫特理工大學。在 1990 年代，粒子光學教授 Pieter Kruit 就開始研發(fā)基于電子束的芯片生產(chǎn)設備，隨后他的兩名學生 Bert Jan Kampherbeek 和 Marco Wieland 創(chuàng)辦了Mapper。其中，Wieland 是該公司技術(shù)背后的驅(qū)動力，Kampherbeek 更專注于業(yè)務方面。

Mapper采用的是多列電子束光刻（Multibeam）技術(shù)，這是一種用微小的透鏡將電子束分稱上萬個游絲束，然后通過這些電子束在涂有電子抗蝕劑的芯片上直接描畫的光刻技術(shù)。

具體來說，從電子源發(fā)散的電子流以平行流的形式通過準直器微距透鏡，落在 Apertute 陣列上。這些孔形成 >13000束射線。然后使用聚光鏡陣列將每束光束聚焦到光束空白陣列的孔中心。

該陣列采用 CMOS 和 MEMS 技術(shù)制成，包括接收來自激光系統(tǒng)的控制光（光）的光電二極管元件。這一決定是通過數(shù)據(jù)流量（每微列 7.6 Gbit/s）來解釋的。淬滅的光線被投射到光束停止陣列上。未被拒絕的光束穿過光束光闌陣列并進入由偏轉(zhuǎn)器和透鏡陣列（偏轉(zhuǎn)器和透鏡陣列）組成的微柱陣列。陣列中的每個微透鏡將單獨的光束聚焦到晶圓上，并以 6 MHz 的頻率和 1nm 的精度在 2 μm 的范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)。光束在所有微透鏡中同時偏轉(zhuǎn)。

該技術(shù)的優(yōu)勢是分辨率高（可以達到10nm以內(nèi)，優(yōu)于EUV光刻機），性能穩(wěn)定，更為關(guān)鍵的是無需昂貴是掩膜板，綜合成本非常低（單臺設備約1000萬美元）。這也使得該技術(shù)曾一度被認為是能夠與EUV光刻機競爭的技術(shù)路線。

雖然Mapper能夠更容易的制造更微小的芯片，成本也更低，但是由于其速度太慢，效率低下，因此沒有獲得大客戶的采用。2015年時，Mapper推出的Matrix 1.1 版本設備（FLX-1200）使用1326束光每小時只能生產(chǎn)1片基于28nm制程的晶圓，雖然曾獲得晶圓代工大廠臺積電的試用，但是因為效率太低而被放棄。

相比之下，ASML的光刻機更適合大規(guī)模的芯片生產(chǎn)，它可以利用光線一次性實現(xiàn)一層圖案，就像是復印機一樣，遠勝過Mapper那樣“用筆來復刻”。

而為了提高光刻效率，Mapper當時的目標是推出13260支電子束的光刻設備Matrix 10.1，使得單臺設備的生產(chǎn)效率提升到每小時10片晶圓。并且Mapper還計劃推出由 10 臺 Matrix 機器組成Matrix 10.10 集群版本，使得每小時的產(chǎn)量提升到每小時100片晶圓。這也將極大提升Mapper設備相對于ASML設備的競爭力。

在俄羅斯建立工廠

Mapper 早期的資金主要來源于ASM International 的創(chuàng)始人 Arthur del Prado，以及 ASML 的聯(lián)合創(chuàng)始人 Philips。

2012 年，Mapper 獲得了總部位于俄羅斯莫斯科的投資基金 RUSNANO的4000萬歐元投資，該基金專注于通過共同投資納米技術(shù)項目來發(fā)展俄羅斯納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)。此后這個俄羅斯投資基金逐漸將其在Mapper的股份增加到了27.5%，并推動Mapper在莫斯科建立了一家工廠來生產(chǎn)必要的零件。此外，Mapper 還從荷蘭政府獲得了數(shù)千萬歐元的創(chuàng)新信貸。

Mapper在接受俄羅斯投資后，2014年在俄羅斯股東的推動下，Mapper在莫斯科建立工廠，主要生產(chǎn)Mapper自身所需的零部件。這一切在當時都沒有受到任何反對，即使是在俄羅斯吞并克里米亞期間。

據(jù)了解，Mapper當時在莫斯科的工廠占地兩千平方米，其中一半是潔凈室，配備了現(xiàn)代化的高度自動化設施。除了具有相關(guān)光刻工藝之外，還采用了氧等離子體蝕刻、反應離子蝕刻、使用博世工藝對硅進行深度蝕刻、等離子體增強化學氣相沉積和離子束沉積等技術(shù)。最為關(guān)鍵的是，還包括Mapper 專門開發(fā)的光刻計量系統(tǒng)用于控制制造產(chǎn)品的幾何形狀 (Hyper)、電光特性 (Stigmatix) 和最終純度 (Particlix)。

根據(jù)規(guī)劃，該工廠首先制造所謂的墊片，用于分離電子光學元件，然后計劃生產(chǎn)用于電子束聚焦和準直的電子透鏡，2015年開始制造包含電子器件的MEMS控制電極。相關(guān)生產(chǎn)人員也都在Mapper荷蘭公司工廠接受了數(shù)月的培訓。該工廠還吸引了與微電子行業(yè)領(lǐng)先的國際公司合作的經(jīng)驗豐富的專業(yè)人士，包括技術(shù)總監(jiān)Denis Shamiryan，其曾在IMEC和Global Foundries工作了約15年。

RUSNANO董事總經(jīng)理 Dmitriy Lisenkov曾表示：“對于 RUSNANO 來說，Mapper光刻技術(shù)項目占有特殊地位。Mapper處于半導體價值鏈的最前端，對于Mapper的投資加強了 RUSNANO 微電子項目之間的協(xié)同作用”

Mapper陷入財務危機，曾尋找中國合作伙伴

但是在2016年，隨著享年 84 歲普拉多的去世，Mapper 一下子失去了他最重要的支持者。因為普拉多在他的遺產(chǎn)中記錄了他的所有資本都應該用于癌癥研究，這是因為他答應過他的妻子——她在很年輕的時候就死于這種疾病。

Mapper 在 2018 年初陷入了資金鏈危機，盡管在這之前已經(jīng)獲得了超過2億歐元的注資，當時其新機器幾乎已經(jīng)準備就緒，他們的階段性終點就在視線前。這也使得Mapper迫切需要尋找投資者。

當時，Kampherbeek 飛往世界各地，并與日本、新加坡和美國的芯片機制造商交談，但沒有成功。隨后，Marco Wieland前往了中國成都市，他試圖吸引當?shù)赝顿Y者和政府來支持其在中國開發(fā)EUV光刻機替代品。而Kampherbeek 則飛往了中國北京與投資基金進行談判，并發(fā)現(xiàn)他們非常感興趣。

但是，Mapper公司正急于快速達成交易以防止即將到來的公司破產(chǎn)。而中國投資者無法對于Mapper的意外報價做出如此迅速的反應。這也使得雙方之間的合作錯過了最佳時機。

被美國國防部坑慘了

2018 年夏天，Mapper 還向美國國防部尋求幫助。當時美國國防部希望最現(xiàn)代的芯片也能夠在美國本土制造，但是美國芯片制造商 Intel 和 GlobalFoundries 已經(jīng)落后了他們的亞洲競爭對手——臺積電和三星當時已經(jīng)開始利用EUV光刻機進行了芯片生產(chǎn)。因此，美國國防部希望借助Mapper 技術(shù)來小規(guī)模制造先進芯片，但前提是俄羅斯投資者Rusnano必須離開。

為此，美國國防部也開始與美國軍工廠商接洽，希望他們?nèi)牍蒑apper，以擺脫俄羅斯股東Rusnano，但是美國軍工廠商對此似乎并不感興趣。于是，美國國防部曾給SecureFoundry公司打了電話，該公司的創(chuàng)始人 Lex Keen 曾經(jīng)是一名海軍陸戰(zhàn)隊員和美國網(wǎng)絡司令部的技術(shù)總監(jiān)。美國國防部暗示 Lex Keen介入Mapper，隨后 Lex Keen會見了Mapper的管理團隊，并要求Kampherbeek 為 Mapper 制定救援計劃。

他們計劃是這樣的：美國特勤局在Mapper訂購了兩臺機器，總價值 2000 萬美元。如果美國國防部代表 NSA 提前支付這筆款項，那么SecureFoundry 將獲得向美國政府服務供應芯片機的分銷權(quán)，而 Mapper 可以繼續(xù)獲得新資金和一些大客戶。

美國國防部也對此做出了積極的回應，但依然要求俄羅斯投資者必須先離開。為此Lex Keen在阿姆斯特丹會見了 Rusnano 的代表。理想情況下，Rusnano 想讓 Mapper 破產(chǎn)。但 Lex Keen 說服他們，通過將俄羅斯股東的利益交給外部信托來放棄他們對 Mapper 的控制權(quán)。

隨后，SecureFoundry 與荷蘭經(jīng)濟事務部密切協(xié)商，Mapper 在那里仍有 3200 萬歐元的未償還貸款。Lex Keen 收到了荷蘭駐華盛頓經(jīng)濟特使的簽署聲明：他們已獲準投資 Mapper，荷蘭經(jīng)濟事務部不必立即收回貸款，而且似乎沒有什么能阻止救援。

2018年12月初，Lex Keen 在代爾夫特向 Mapper 的聚集員工發(fā)表講話。他說，交易已經(jīng)完成了，該公司避免了破產(chǎn)。但是，當Lex Keen在一天后飛回來時，他接到了來自其員工的一個令人不安的電話信息：美國國防部不再回應。他們處于靜默模式。

事實證明，Mapper 最終成為了美國國防部內(nèi)部政治的受害者。盡管他們已經(jīng)為 NSA 的兩臺機器預留了 2000 萬美元，但負責這筆交易的人還有另一個需要支付的項目，而他的繼任者接手，將這筆錢轉(zhuǎn)移到另一個項目，即英特爾生產(chǎn)國防芯片的工廠。與此同時，美國軍工業(yè)的一個利益集團也正在美國國防部內(nèi)部干預對于 Mapper的投資案。

2018年底，美國政府的轉(zhuǎn)動速度比以往任何時候都慢。前總統(tǒng)老布什的葬禮使華盛頓癱瘓了好幾天，當美國國防部再次試圖為 Mapper 交易申請預算時，又遇到了另一堵墻——聯(lián)邦政府關(guān)門。美國政府于 12 月 22 日封鎖。美國民主黨人正在阻止特朗普總統(tǒng)在墨西哥邊境修建隔離墻的計劃。在這期間，美國遭遇了歷史上最長的35天預算凍結(jié)期。

此時，Mapper已經(jīng)沒有多余的時間了，該公司的?技術(shù)人員已經(jīng)幾個月沒有拿到薪水了。12 月 19 日，Mapper 就已經(jīng)申請了延期償付。一直到12 月 28 日，Mapper也未得到資助，于是宣布破產(chǎn)。

美國向荷蘭施壓：必要時銷毀它

當美國國防部意識到他們錯過了 Mapper 的交易時，他們開始恐慌開始。美國政府擔心，隨著Mapper的破產(chǎn)，其技術(shù)遺產(chǎn)將會被帶到俄羅斯和中國。畢竟，俄羅斯Rusnano是Mapper的大股東，如果Mapper破產(chǎn)，那么其技術(shù)資產(chǎn)將會由其債權(quán)人來進行處置，并且當時Mapper在俄羅斯的公司仍在發(fā)展。此外，Mapper此前已經(jīng)與中國的投資者以及中國的SMEE 進行了交談，中國投資者也對Mapper的 Multibeam 技術(shù)表現(xiàn)出了濃厚的興趣，可能會收購Mapper的技術(shù)資產(chǎn)。

相比之下，荷蘭政府并不認為，Mapper破產(chǎn)后技術(shù)流向俄羅斯或中國存在有多大的風險。但是，美國國防部在12月底向荷蘭國防部和經(jīng)濟事務部發(fā)送緊急信函，要求他們進行干預，以防止Mapper的技術(shù)落入中俄之手。

美國駐荷蘭大使親自敦促荷蘭首相馬克·呂特 （Mark Rutte）：這項技術(shù)絕不能流向中國或俄羅斯，要確保它留在荷蘭，必要時銷毀它。

ASML收購Mapper

在美國的施壓下，荷蘭經(jīng)濟事務及氣候國務秘書Mona Keijzer在2018年圣誕節(jié)前向當時的ASML CEO彼得·溫寧克 （Peter Wennink）求助，表示“你必須買下 Mapper”。她傳達的信息是，如果中俄想采取行動，荷蘭法律不能禁止他們這樣做——雖然一項法律目前正在制定中，但尚未獲得批準。

就在 Mapper 宣布破產(chǎn)的第二天，彼得·溫寧克隨后在接受BNR 電臺記者采訪時說：“我們肯定會和他們談談?！彪m然，ASML 沒有看到用電子束技術(shù)生產(chǎn)芯片有任何好處，因為ASML的EUV光刻機正在大型芯片工廠中運行。不過，ASML對于Mapper 的技術(shù)和專利知識很感興趣。因為該技術(shù)不僅可以用來生產(chǎn)芯片，還可以用電子束來檢查半導體缺陷，即不是用于產(chǎn)生芯片，而是用于量測芯片。這也將是 ASML 在其美國硅谷工廠開發(fā)的檢測設備的完美補充。

因此，時任ASML 的技術(shù)總監(jiān) Martin van den Brink 和研究主管 Jos Benschop 已經(jīng)訪問了代爾夫特的Mapper 幾次，詢問創(chuàng)始人 Marco Wieland 是否愿意加入ASML。ASML還詢問他們是否可以接管 Mapper，但當時并未到認真的報價。

直到2019年1月，Mapper破產(chǎn)受托人組織了一次 Mapper 資產(chǎn)拍賣，以償還最大的債權(quán)人Del Prado 的基金和荷蘭經(jīng)濟事務部。SecureFoundry 的 Lex Keen 是競拍候選人之一。這位前海軍陸戰(zhàn)隊員在短時間內(nèi)吸引了一群荷蘭投資者來競標破產(chǎn)的Mapper。

受托人還在與Mapper已經(jīng)接觸的中國投資基金接洽。通過這種方式，他們認為會推高價格，但同時他又不想違背美國不允許Mapper 的技術(shù)進入中國的計劃。

但是，對于荷蘭政府來說，拍賣的預期結(jié)果是肯定的：Mapper 技術(shù)必須留在荷蘭。盡管 ASML 必須支付最高價格，但該公司仍遵守荷蘭政府的要求，在 Mapper 遺產(chǎn)落入中國人手中之前接管它。

ASML在拍賣會上最初的出價是3500萬歐元，雖然有SecureFoundry 等競爭者，但最終以7500萬歐元拿下了Mapper，該公司的240 名員工隨后也加入了ASML。

沒有Mapper 2.0，但電子束光刻技術(shù)仍在發(fā)展

美國國防部和美國能源部試圖說服 ASML 繼續(xù)推動 Mapper 的多電子束光刻技術(shù)研發(fā)，以生產(chǎn)具有唯一代碼的標準芯片。ASML禮貌地拒絕了這個要求，并建議美國最好使用不同的技術(shù)來做到這一點。ASML 對 Mapper 2.0 完全沒有興趣，他們認為那只會分散其人才的注意力。因此，ASML在收購Mapper后，就關(guān)閉了電子束光刻機產(chǎn)品線。

SecureFoundry也希望多電子束光刻機技術(shù)能夠復活。他將在 2021 年將最后一臺裝 Mapper設備從歐洲運到美國，并等待 ASML 授予 Mapper 的技術(shù)許可證，但這種機會很小。

Marco Wieland也放棄了他的舊夢想，開始在 ASML 從事芯片檢測系統(tǒng)方面的工作。Bert Kampherbeek 則選擇了不同的職業(yè)，他的新公司開發(fā)用于種植郁金香的農(nóng)業(yè)機器人，這是荷蘭的另一款出色的出口產(chǎn)品。

雖然，荷蘭Mapper破產(chǎn)被ASML收購了，但是Mapper俄羅斯工廠并未破除，在母公司破產(chǎn)后，該工廠完全被Rusnano收購。目前Mapper俄羅斯公司仍然很活躍，該公司已隸屬于俄羅斯軍用無人機制造商 Astron。

在俄烏沖突之后，Mapper 和 Astron 均受到了美國制裁，這意味著美國公司不允許與這兩家公司進行貿(mào)易。但是，俄羅斯也開始了全力研發(fā)基于電子束光刻技術(shù)的設備，以滿足俄羅斯芯片自主化制造的需求。雖然電子束光刻仍存在效率較低等問題，但是對于現(xiàn)階段的俄羅斯來說，仍是一個不錯的選擇。

此外，在美日荷聯(lián)合對華進行半導體設備限制的北背景下，中國在繼續(xù)沿著ASML所走的DUV、EUV技術(shù)路線進行攻關(guān)的同時，也有在研發(fā)基于電子束的光刻技術(shù)。日本、奧地利也有廠商在基于電子束光刻技術(shù)開發(fā)掩模板制造設備。

編輯：芯智訊-浪客劍? ??資料來源：nos.nl、habr.com、ruwiki.ru