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【会议简讯】“契约制度在高科技发展中的作用:以ASML光刻机为例”讲座顺利举办
2024-04-25 16:29:00

【会议简讯】“契约制度在高科技发展中的作用:以ASML光刻机为例”讲座顺利举办

  2024年4月3日,由中国社会科学院世界经济与政治研究所主办、《国际经济评论》编辑部承办的“契约制度在高科技发展中的作用:以ASML光刻机为例”讲座顺利举办。

  

  发言第一环节,由Vision and Action国际技术合作与产业化有限公司CEO张少先博士介绍光刻机的技术挑战以及阿斯麦(ASML)的成长历程、被孕育的环境。光刻机是半导体芯片生产中最核心的设备,即用最复杂的设备——光刻机来生产最精密复杂的产品——芯片。芯片结构本质上就是一个微缩型的巨型建筑,以2023年10月苹果公司发布的采用TSMC 3nm(纳米)工艺生产的M3 Max芯片为例,其意味着在530个平方毫米相当于一个成年人大拇指大小的面积上,集成约920亿个晶体管。而光刻机是“微缩型巨型建筑”建造过程中最核心的设备。

  光刻机集人类工业技术的精华,本身是一个庞大的技术体系,归纳起来可从四个层面来描述其挑战。第一,有非常多的技术难点,如极紫外(EUV)光刻机的光源和反射镜。第二,有一些全局综合性的技术挑战,如细(Resolution),像5nm,3nm工艺节点,决定了代际,主要与光源和投射部分有关;如准(Overlay),像上下层对准精度0.3nm,决定了良率,全局相关,对投射系统的要求日增;如快(Throughput),决定了整体经济性,全局相关,对工件台(放置晶圆)在满足准的前提下求快,快到加速度7倍于重力加速度。第三,急,平均每一年半一代新机型,支持摩尔定律(Moore’s Law)持续演进。第四,在众多技术难点、全局综合性技术挑战和急迫的代际需求等交叉挑战中保持几十年长期高速持续发展的态势。

  ASML是当今最先进的EUV光刻机独家供应商,但EUV的成功本身是ASML开展全球合作的产物。光刻技术在过去60多年的演化路径像闪电一样充满了开放的探索和取得通路后的聚焦。这种开放和聚焦的动态平衡不仅是光刻机技术演进的模式,也是ASML经营与成长的模式。ASML的核心特色在于,自身聚焦在客户需求、整机设计、全局性关键技术开发和系统整合上,其他全部通过开放式创新与大范围协作体系来完成。

  ASML位于荷兰埃因霍温(Eindhoven),ASML的发展得益于当地的开放创新生态体系,规则又是其中的灵魂,比如当地具有支撑开放创新模式的两个基本规则:一是委托方拥有新产生的知识产权;二是受托方不能为同行业其他家做相似的工作。当地开放创新生态体系又是发轫自19世纪初拿破仑民法典保护私有产权推行以后兴起的工业化,经过当地四波工业浪潮的锻造锤炼而来。ASML的光刻机在其中起承转合发展出来,草蛇灰线,伏脉两百年。

  通过对光刻机和ASML的讲述,可以看出尖端产业技术发展相较于一般技术发展具有三个特点:一是开放,需要大量的合作与协同,交换信息和能力。二是风险,发展路径有高度的不确定性和时间窗口的有限性。三是持续,技术演进需要相当长的时间,在演进过程中要包容技术路线的阶跃性变化、经受组织甚至时代的重大变迁。总之,创新的复杂度愈高、尖端性越强,这三个特点每个的挑战都呈现指数上升,三者纵深之间还互相交叉,整体难度更大,契约制度在应对这些挑战中发挥了重大作用。时序性在复杂事物当中演化极为重要,而契约是保证时序性的一个必要条件。合作复杂度升高时尤其需要体系化契约来构建和维系。

  

  发言第二环节,北京大学国家发展研究院周其仁教授聚焦于对ASML考察的启发和思考。ASML的光刻机发轫于20世纪70年代的飞利浦研究院,起步不晚,但在停滞多年后成立公司时的起点非常低,同行业排名很靠后,最后一跃成为当今全球最高端光刻机EUV的唯一供应商。研究ASML成长历程,也是一个后发追赶的经验,不管有多大普遍意义,重要的是带给我们很大的启发。

  EUV的13.5nm技术路径的选定,是一系列基础研究的成果。20世纪80年代初IBM等一批企业和研究机构就开始研究软X射线即1~10nm光刻技术,得出此路不通的结论,转而推荐研究13.5nm EUV光刻技术;90年代,由英特尔发起,摩托罗拉、AMD、IBM等全球顶尖光刻机公司加入,再加上美国能源部牵头组织劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室和桑迪亚实验室等三大美国国家实验室,共同组成EUV联盟,还特别吸收ASML加入。这里引申出两个问题:一是美国国家基金投资的科学研究成果为何会运用到ASML?二是EUV联盟为何吸收ASML加入? 这恐怕要从当时美国光刻机企业走下坡路,美日在半导体领域的竞争态势、ASML所在国荷兰的商业传统和文化、ASML对客户的极端重视与潜能表现,以及特别是当时全球化氛围对华盛顿决策层的影响等等因素,综合起来才能有所理解。

  2012年前后,当ASML开发EUV的进度一推再推,独自驾驭开发全局的挑战迫上眉睫时,ASML及时邀请英特尔、台积电和三星,共同签署客户联合投资计划 (Customer Co-Investment Program),是EUV走向成功最重要的一步。在这个计划下,ASML不仅获得了巨额研发资本、得到战略客户承诺的市场需求,还使ASML有能力收购美国Cymer 公司加强光源开发,并入股德国ZEISS 公司以强化投射系统的开发。这种整合全球顶级技术的能力,比单一公司的技术研发能力更为重要。

  在认识里,ASML最突出的长项是比所有同行更重视客户。ASML的研发,首先是深度研究客户需求,真正做到比客户还懂客户,能向客户提供清晰可靠的财务数据,说明一旦使用ASML昂贵的EVU设备,所能带给客户更强大的市场竞争力和更丰厚的利润。从中让我们领略到尖端技术的产业化,绝不与追求更高商业目标相背离。唯有显著增加客户开拓市场的能力,唯有让客户在市场里挣得更高的利润,尖端技术超常的研发成本才可能被大规模摊薄,才可能在全球范围持续攻坚克难。

  光刻机是极为复杂和尖端的产业技术装备,ASML的成功经验显示了市场不但激发竞争,也激发合作。ASML的技术成就,离不开以契约为基础的合作,其中有两类契约特别值得研究。一是ASML与多方联合开发原创性新产品时,合同条款的设计如何做到激励相容并易于执行。二是如何运用参股、投资收购和提供研发资金等方式,实现跨国的众多前沿企业的协同研发。

  EUV光刻机和ASML的发展也启迪人们思考:由政府财政基金资助的基础科研成果,如何合乎规范向产业和市场转化,特别是国家实验室的基础科研发现,如何成为非本国市场化公司提升竞争力的基础。

  

  中国社会科学院学部委员、中国社会科学院世界经济与政治研究所所长张宇燕研究员主持本次讲座,在开场发言中对周其仁教授、张少先博士的到来表示欢迎,并在主旨发言后总结了两位嘉宾的发言要点:一方面从器物层面介绍光刻机和ASML,另一方面是制度层面或者契约层面的思考。ASML模式的成功除了研发实力、技术进步以外,还与所开发的新型契约模式有关。契约创新即一般讲的制度创新,而契约创新更为聚焦,是一个契约的集合,整合客户、研发者、上下游资源,充分利用更大的法律环境。理论核心在于契约,说明技术进步、科技创新需要制度保障。从技术发展和契约发展的视角,中国的创新空间大有潜力,新质生产力离不开高质量的制度保障。

  中国社会科学院工业经济研究所贺俊研究员指出,ASML开放创新有效的一个原因,在于其采用了相对于日本光刻机企业一体化架构更加开放而模块化的产品架构。但需要注意的是,同样采用一体化架构的日本汽车产业却持续保持了竞争力,这说明并不是所有产业都适合采用模块化架构。ASML能够管理其复杂的开放创新网络,背后是卓越的架构能力,因此开放创新并没有否定企业内部能力。开放创新有效的边界和条件值得学术界关注。

  中国社会科学院数量经济与技术经济研究所蔡跃洲研究员认为,ASML的单案例研究提供了面对无人区探索时对抗不确定性的一个解决方案。当进行无人区探索共同研发时,面对创新的不确定性,交叉持股可以保持合作的稳定性,从而消除不确定性带来的不利影响。不过,ASML的成功含有偶然性因素,还应分析不确定的国际环境的影响。

  

  会场合影

  自由讨论环节,与会人员与嘉宾积极互动交流,讨论了未来在国际经济合作领域契约制度的实现、文化土壤对于一国创新的影响等重要问题。

  (供稿:《国际经济评论》编辑部崔秀梅)