曾经在80年代，凭借半导体光刻设备占据七成市场份额，席卷全球的日本光学厂商。由于半导体制造中激烈的竞争，它们的市场份额被夺走，现在最前沿的AI等逻辑半导体光刻设备市场完全被荷兰的ASML垄断。曾经的王者——日本的尼康和佳能，正分别通过“兼容性和价格”“纳米压印技术”这两种不同的方式发起反击。我们来整理一下日本厂商为夺回光的霸权所制定的重振战略以及面临的挑战。
为什么日本光学制造商在“光之争”中输掉了？
全球半导体光刻设备市场主要由三家公司主导：荷兰的ASML、日本的佳能和尼康。 2024年，全球半导体光刻设备市场三家公司总出货量为683台，其中ASML占61.2%，佳能34.1%，尼康4.7%。 在极紫外（EUV）光刻设备市场中，这一市场对制造人工智能等前沿逻辑半导体至关重要，ASML占据100%的市场份额，实际上形成了事实上的垄断地位。
此外，ASML在“ArF浸润光刻机”市场份额超过90%，该机用纯水填充透镜与晶圆之间的空间。 ASML2025年全年销售额同比增长16%，达到326亿欧元（约6万亿日元），净利润增长27%，达到96亿欧元（约1.77万亿日元）。尽管2026财年对中国出口限制引发担忧，但随着台湾和韩国等国对人工智能半导体投资的全球需求吸收了影响，这一势头并未减弱。
EUV设备极其昂贵，每台造价超过1.5亿美元，而ASML的市场垄断剥夺了半导体制造商价格谈判的空间，带来了数万亿美元的工厂投资成本。 凭借其技术优势和暴露设备独特的“特征”确保供应商锁定，其垄断地位日益稳固。
在1980年代，尼康占据了全球约70%的市场份额并领先市场，但在技术实力方面并不逊色于ASML。 公司持续引领光学技术的前沿，提升分辨率，从i射线到ArF浸没。
2007年，公司向客户交付了一台全场极紫外（EUV）机器并完成了演示，同时还进行了全球首个直径450毫米晶圆的演示。 当当时最大客户英特尔选择ASML制造的设备作为下一代大规模生产技术时，尼康放弃了量产，并于2011年被迫退出EUV市场。
决定霸权之路的不是技术能力，而是业务架构和与客户建立关系的方法差异。 由于尼康具备内部制造高品质镜头的能力，它坚持采用垂直整合的内部理念，即所有产品开发均由内部完成。 另一方面，ASML并未完成光学设计，而是将镜头制造委托给德国的蔡司公司，采用模块化方法，从全球外部供应商中采购顶级零件。
这种业务结构的差异带来了ASML更快的开发速度和风险分散。 此外，从EUV开发初期，ASML就从英特尔、台湾台积电和韩国三星电子等主要客户那里投入巨资，构建了一个共享开发风险、共同打造设备的生态系统。
尼康保持了传统的成品销售风格，并优化开发以满足英特尔的需求，英特尔依赖其高达80%的销售额。 因此，在关键的技术十字路口，客户背弃了他们，导致他们失去了商业立足点。
引入曝光设备的决定性障碍是设备特有的细微失真，称为“特征”。 半导体制造商的工厂会优化整个制造工艺，以匹配他们已安装的ASML制造设备的特征。 生产线上混合不同厂商的设备会导致重叠精度下降，并增加产品缺陷的可能性。
因此，引入ASML设备的工厂往往难以切换到其他公司的设备。 即使尼康开发出低成本、高性能设备，也存在物理障碍阻止其进入现有生产线。
尼康和佳能的重振战略
针对ASML的市场垄断，尼康和佳能分别采取不同的方法来争取最先进领域的市场份额。尼康避免通过重新进入EUV市场进行正面突破，而是继续专注于目前仍作为量产工艺主力的ArF浸没市场。为了突破最大的障碍——签名墙，尼康正在开发一个与ASML兼容的平台，该平台运行方式与ASML设备相同，并且可以直接利用ASML的光掩模和设定条件。
尼康正在开发新型ArF浸没设备，目标是在2028财年出货原型机。如果能确保兼容性，半导体制造商无需停掉现有生产线，就可以以较低的导入成本，将尼康设备与现有ASML设备混合使用。
尼康还利用曾经的失败原因——部件高度内制化，建立了ASML无法模仿的成本竞争力。相较于ASML ArF浸没设备的平均价格约8250万美元，尼康提供的价格便宜20%到30%。针对对ASML高昂定价和长期交期不满的客户，尼康激发了作为价格谈判有利的备选方案的需求。
尼康目前正在与美国和亚洲的多家主要半导体制造商进行最终的订单谈判。此外，还推出了在曝光前测量并校正晶圆形变的系统“Litho Booster 1000”。即便曝光机本体为ASML制造，尼康的系统也可承担前道工序的校正流程，从而加深对整个制造工艺的参与，向ASML的控制领域插入楔子。
另一方面，佳能完全退出了利用光进行微细化的竞争，转而选择将刻有电路图案的模板像印章一样压在树脂上形成电路的纳米压印光刻（NIL）技术。由于此技术无需昂贵的光源和巨大的透镜群，因此设备价格可控制在EUV的约十分之一。最大可削减90%的电力消耗，成为对单台超过1.5亿美元EUV设备的有力竞争手段。佳能于2023年10月推出半导体制造设备“FPA-1200NZ2C”，已经可以支持5纳米工艺的制造。
阻碍NIL实用化的接触带来的灰尘附着和模板磨损等问题已经改善，目前单个模板可处理超过一万片晶圆。大日本印刷（DNP）计划在2025年底前建立模板的稳定供应体系，并开发出相当于1.4纳米世代的微细模板。这使NIL不再仅限于用于存储器制造的过去评价。
佳能还首次在全球实现了平整化技术，根据晶圆表面的凹凸，用喷墨方式配置树脂，再压上平坦玻璃板，将表面凹凸控制在5纳米以下。计划在2027年内实现产品化的这项技术，将成为大幅提升NIL多层电路叠加精度的重要基础。
日本光学制造商瞄准王座夺回的胜算是什么？
尼康的胜算在于，精准吸收受困于ASML长期交货和高价格的半导体厂商的脱ASML需求。公司不仅在最先进工艺上发力，还打算在对叠加要求较宽松的后道工艺以及需求稳定的成熟节点市场上稳健盈利。2025年7月，尼康已开始接受面向半导体后道工序、支持600毫米大型基板且实现1.0微米分辨率的数字曝光设备订单。
TSMC在2029年量产的下一代工艺“A13”等中暂缓采用ASML的EUV，提出利用现有EUV设备的方针，脱ASML趋势也逐渐显现。在中国市场，由于欧美对ASML的出口限制，本土技术开发正在推进，但仍有需要日本半导体设备技术的工序。能否把握住这些需求，将成为尼康在曝光设备上重振的关键。
问题在于，正在开发的兼容平台能否在实际量产现场证明其与ASML签名设备的完全兼容性。此外，即便兼容性得到实证，也存在客户仅把尼康当作获取ASML折扣的谈判筹码，而不进行大批量订单的风险。
另一方面，佳能的胜算在于赢得成本削减成为首要任务的3D NAND闪存量产线的正式采用。以在存储市场的成绩为跳板，长期来看，通过EUV和NIL混合运营的方式，逐步进入最先进逻辑半导体的制造工艺，这是佳能描绘的场景。
难点在于，将实验室层面的技术成功转化为24小时、365天稳定运行的量产工厂。已经围绕EUV建成的庞大生产体系中，如何降低引入完全不同理念的Stamp工艺生产线的成本和人力，是关键挑战。
由于美国对华出口管制，全球半导体供应链呈现分裂迹象。美国国会通过新法案，有意将ASML浸入式DUV曝光设备纳入对华出口管制，原本依赖中国市场的ASML销售份额预计将下降。对日本企业来说，这是发展成熟工艺需求和推广替代技术的好机会。
尼康和佳能曾选择暂退EUV这场正面光学技术较量。尼康以兼容性为武器潜入ASML客户基础，掌控周边工艺。佳能则以Stamp技术进行超低成本破坏性创新挑战市场。在ASML一强垄断下固化的市场中，日本企业多层次策略带来的多样性和成本效率，将左右AI与下一代半导体时代的霸权走势。
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