卡尔·蔡司(Carl Zeiss)不是“光学王者”的赞歌,而是一段在精度边界上反复下注、长期承担不可见风险的工业叙事。
今天谈论半导体,人们很容易从光刻机开始。
它不像 ASML 那样站在舞台中央,也不像台积电那样承载产业的注意力。
但在最关键的地方,它几乎没有替代者。
这是一个典型的“结果先于理解”的位置。
因为在当下的产业结构里,先进制程仍然建立在一个前提之上:
你必须先“看得足够清楚”。
一、从结果切入:为什么最先进的芯片,离不开一家光学公司
在 7nm、5nm,乃至 EUV 世代的工艺节点上,有一个共识越来越明确:
光刻的难度,已经不再主要来自曝光光源
而是来自成像系统的极限
EUV 光刻不使用透镜,只能使用反射镜。
每一片反射镜,都要在纳米级别维持形貌精度和表面稳定性。
而这套系统,来自同一家公司。
不是因为市场选择了蔡司,
而是因为在这个精度区间内,几乎没有第二种工业路径。
二、回溯:蔡司的起点,并不属于半导体
卡尔·蔡司成立于 1846 年。
最初,它解决的问题并不前沿,也不宏大:
如何把显微镜做得更可靠。
19 世纪中期的光学,更像一门经验手艺。
参数靠试错,性能靠直觉。
真正的分水岭,来自一次看似“非商业”的合作——
蔡司与物理学家 恩斯特·阿贝(Ernst Abbe) 的长期协作。
阿贝引入了一个当时并不流行的理念:
光学系统可以被严格计算,而不是凭感觉打磨。
这是蔡司历史上最重要的一次选择。
也是之后一切的源头。
从那以后,蔡司不再只是制造光学器件,
而是开始制造“光学理论落地的能力”。
三、长期被忽视的能力:把不确定性变成流程
20 世纪的大部分时间里,蔡司的角色并不显眼。
它为科研机构提供仪器
为工业提供检测设备
为医疗和计量提供基础工具
这些领域有一个共同点:
慢。
它们不追逐快速迭代,也不依赖爆发性需求。
它们需要的是长期稳定、可复制的精度。
而正是在这些看似“保守”的领域里,
蔡司积累了最关键的一项能力:
如何把极端精度,转化为可工业化的流程。
这不是一项单点技术突破。
而是一整套跨学科协作体系——材料、机械、光学、计量、控制。
四、半导体并非一开始就选择了蔡司
在早期半导体产业中,光学并不是最核心的瓶颈。
制程节点较大,工艺窗口宽松。
设备厂商更关心速度、产能与良率。
蔡司的优势,并不明显。
直到制程进入深亚微米时代,一个变化开始显现:
曝光波长不断缩短
数值孔径不断提高
系统误差被不断放大
光学系统第一次从“工具”变成“限制条件”。
这是一个典型的技术拐点。
也是蔡司逐渐进入核心视野的起点。
五、EUV 之前,没有确定性
EUV 并不是一条顺畅的技术路线。
在很长一段时间里,它更像一个被反复质疑的工程设想:
光源不稳定
掩模缺陷难以控制
反射镜制造难度极高
对于蔡司而言,风险尤甚。
因为它需要投入的不是一次性研发,
而是跨越数十年的能力延展。
如果 EUV 失败,
这套能力几乎没有其他市场可以消化。
这是一次极其不对称的下注。
六、今天的位置,并非“胜利”,而是“被时间验证”
当 EUV 终于进入量产阶段,
蔡司的角色才显得清晰起来。
它不是解决问题最多的公司,
而是最早承认问题不可回避的公司。
它选择的不是捷径,而是极限。
这种选择的代价是:
长期资本占用
技术路径高度集中
几乎无法快速转向
但回报同样明确:
在纳米尺度的成像系统上,
它建立了一条几乎无法复制的工业能力链。
七、未完成的问题:当精度继续逼近物理边界
故事并未结束。
在 2nm、1.x nm 之后,问题正在变化:
高 NA EUV 的工程复杂度
成像之外,系统级误差的放大
光学极限是否会被其他技术路径绕开
蔡司是否仍然是唯一解?
光学是否仍然是主导范式?
这些问题尚无答案。但可以确定的是:在这个产业里,真正稀缺的不是速度,而是对极限的耐心。而蔡司,正是一家被耐心塑造的公司。
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