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 的微晶片手冊等檔案而被荷蘭政府拘留，引發各方關注。
這位工程師曾是電子束光刻裝置廠商Mapper的員工，後來這家公司被ASML收購，於是包括該工程師在內很多員工也就成為了ASML的員工，Mapper公司及其產品線也被關閉。那麼，為何這位工程師在竊取ASML資料的同時，還會去竊取已經“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收購背後，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公司創立於2000年創立，主要從事開發電子束光刻裝置，其技術的前身來源於代爾夫特理工大學。在 1990 年代，粒子光學教授 Pieter Kruit 就開始研發基於電子束的晶片生產裝置，隨後他的兩名學生 Bert Jan Kampherbeek 和 Marco Wieland 創辦了Mapper。其中，Wieland 是該公司技術背後的驅動力，Kampherbeek 更專注於業務方面。
Mapper採用的是多列電子束光刻（Multibeam）技術，這是一種用微小的透鏡將電子束分稱上萬個遊絲束，然後透過這些電子束在塗有電子抗蝕劑的晶片上直接描畫的光刻技術。
具體來說，從電子源發散的電子流以平行流的形式透過準直器微距透鏡，落在 Apertute 陣列上。這些孔形成 >13000束射線。然後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。
△Mapper技術圖
△光束控制方案
該陣列採用 CMOS 和 MEMS 技術製成，包括接收來自鐳射系統的控制光（光）的光電二極體元件。這一決定是透過資料流量（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並進入由偏轉器和透鏡陣列（偏轉器和透鏡陣列）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，並以 6 MHz 的頻率和 1nm 的精度在 2 µm 的範圍內偏轉。光束在所有微透鏡中同時偏轉。
△Mapper技術中的編寫策略
該技術的優勢是解析度高（可以達到10nm以內，優於EUV光刻機），效能穩定，更為關鍵的是無需昂貴是掩膜板，綜合成本非常低（單臺裝置約1000萬美元）。這也使得該技術曾一度被認為是能夠與EUV光刻機競爭的技術路線。
雖然Mapper能夠更容易的製造更微小的晶片，成本也更低，但是由於其速度太慢，效率低下，因此沒有獲得大客戶的採用。2015年時，Mapper推出的Matrix 1.1 版本裝置（FLX-1200）使用1326束光每小時只能生產1片基於28nm製程的晶圓，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。
△最早的Mapper樣機
相比之下，ASML的光刻機更適合大規模的晶片生產，它可以利用光線一次性實現一層圖案，就像是影印機一樣，遠勝過Mapper那樣“用筆來複刻”。
而為了提高光刻效率，Mapper當時的目標是推出13260支電子束的光刻裝置Matrix 10.1，使得單臺裝置的生產效率提升到每小時10片晶圓。並且Mapper還計劃推出由 10 臺 Matrix 機器組成Matrix 10.10 叢集版本，使得每小時的產量提升到每小時100片晶圓。這也將極大提升Mapper裝置相對於ASML裝置的競爭力。
在俄羅斯建立工廠
Mapper 早期的資金主要來源於ASM International 的創始人 Arthur del Prado，以及 ASML 的聯合創始人 Philips。
2012 年，Mapper 獲得了總部位於俄羅斯莫斯科的投資基金 RUSNANO的4000萬歐元投資，該基金專注於透過共同投資奈米技術專案來發展俄羅斯奈米技術產業。此後這個俄羅斯投資基金逐漸將其在Mapper的股份增加到了27.5%，並推動Mapper在莫斯科建立了一家工廠來生產必要的零件。此外，Mapper 還從荷蘭政府獲得了數千萬歐元的創新信貸。
Mapper在接受俄羅斯投資後，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，即使是在俄羅斯吞併克里米亞期間。
據瞭解，Mapper當時在莫斯科的工廠佔地兩千平方米，其中一半是潔淨室，配備了現代化的高度自動化設施。除了具有相關光刻工藝之外，還採用了氧等離子體蝕刻、反應離子蝕刻、使用博世工藝對矽進行深度蝕刻、等離子體增強化學氣相沉積和離子束沉積等技術。最為關鍵的是，還包括Mapper 專門開發的光刻計量系統用於控制製造產品的幾何形狀 (Hyper)、電光特性 (Stigmatix) 和最終純度 (Particlix)。
根據規劃，該工廠首先製造所謂的墊片，用於分離電子光學元件，然後計劃生產用於電子束聚焦和準直的電子透鏡，2015年開始製造包含電子器件的MEMS控制電極。相關生產人員也都在Mapper荷蘭公司工廠接受了數月的培訓。該工廠還吸引了與微電子行業領先的國際公司合作的經驗豐富的專業人士，包括技術總監Denis Shamiryan，其曾在IMEC和Global Foundries工作了約15年。
RUSNANO董事總經理 Dmitriy Lisenkov曾表示：“對於 RUSNANO 來說，Mapper光刻技術專案佔有特殊地位。Mapper處於半導體價值鏈的最前端，對於Mapper的投資加強了 RUSNANO 微電子專案之間的協同作用”
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中記錄了他的所有資本都應該用於癌症研究，這是因為他答應過他的妻子——她在很小的時候就死於這種疾病。
Mapper 在 2018 年初陷入了資金鍊危機，儘管在這之前已經獲得了超過2億歐元的注資，當時其新機器幾乎已經準備就緒，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，並與日本、新加坡和美國的晶片機制造商交談，但沒有成功。隨後，Marco Wieland前往了中國成都市，他試圖吸引當地投資者和政府來支援其在中國開發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，並發現他們非常感興趣。
但是，Mapper公司正急於快速達成交易以防止即將到來的公司破產。而中國投資者無法對於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代的晶片也能夠在美國本土製造，但是美國晶片製造商 Intel 和 GlobalFoundries 已經落後了他們的亞洲競爭對手——臺積電和三星當時已經開始利用EUV光刻機進行了晶片生產。因此，美國國防部希望藉助Mapper 技術來小規模製造先進晶片，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，希望他們入股Mapper，以擺脫俄羅斯股東Rusnano，但是美國軍工廠商對此似乎並不感興趣。於是，美國國防部曾給SecureFoundry公司打了電話，該公司的創始人 Lex Keen 曾經是一名海軍陸戰隊員和美國網路司令部的技術總監。美國國防部暗示 Lex Keen介入Mapper，隨後 Lex Keen會見了Mapper的管理團隊，並要求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，那麼SecureFoundry 將獲得向美國政府服務供應晶片機的分銷權，而 Mapper 可以繼續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。但 Lex Keen 說服他們，透過將俄羅斯股東的利益交給外部信託來放棄他們對 Mapper 的控制權。
隨後，SecureFoundry 與荷蘭經濟事務部密切協商，Mapper 在那裡仍有 3200 萬歐元的未償還貸款。Lex Keen 收到了荷蘭駐華盛頓經濟特使的簽署宣告：他們已獲准投資 Mapper，荷蘭經濟事務部不必立即收回貸款，而且似乎沒有什麼能阻止救援。
2018年12月初，Lex Keen 在代爾夫特向 Mapper 的聚集員工發表講話。他說，交易已經完成了，該公司避免了破產。但是，當Lex Keen在一天後飛回來時，他接到了來自其員工的一個令人不安的電話資訊：美國國防部不再回應。他們處於靜默模式。
事實證明，Mapper 最終成為了美國國防部內部政治的受害者。儘管他們已經為 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專案，而他的繼任者接手手，將這筆錢轉移到另一個專案，即英特爾生產國防晶片的工廠。與此同時，美國軍工業的一個利益集團也正在美國國防部內部干預對於 Mapper的投資案。
2018年底，美國政府的轉動速度比以往任何時候都慢。前總統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，又遇到了另一堵牆——聯邦政府關門。美國政府於 12 月 22 日封鎖。美國民主黨人正在阻止特朗普總統在墨西哥邊境修建隔離牆的計劃。在這期間，美國遭遇了歷史上最長的35天預算凍結期。
此時，Mapper已經沒有多餘的時間了，該公司的 技術人員已經幾個月沒有拿到薪水了。12 月 19 日，Mapper 就已經申請了延期償付。一直到12 月 28 日，Mapper也未得到資助，於是宣佈破產。
美國向荷蘭施壓：必要時銷燬它
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，其技術遺產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，那麼其技術資產將會由其債權人來進行處置，並且當時Mapper在俄羅斯的公司仍在發展。此外，Mapper此前已經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 技術表現出了濃厚的興趣，可能會收購Mapper的技術資產。
相比之下，荷蘭政府並不認為，Mapper破產後技術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濟事務部發送緊急信函，要求他們進行干預，以防止Mapper的技術落入中俄之手。
美國駐荷蘭大使親自敦促荷蘭首相馬克·呂特 （Mark Rutte）：這項技術絕不能流向中國或俄羅斯，要確保它留在荷蘭，必要時銷燬它。
ASML收購Mapper
在美國的施壓下，荷蘭經濟事務及氣候國務秘書Mona Keijzer在2018年聖誕節前向當時的ASML CEO彼得·溫寧克 （Peter Wennink）求助，表示“你必須買下 Mapper”。她傳達的資訊是，如果中俄想採取行動，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，但尚未獲得批准。
就在 Mapper 宣佈破產的第二天，彼得·溫寧克隨後在接受BNR 電臺記者採訪時說：“我們肯定會和他們談談。”雖然，ASML 沒有看到用電子束技術生產晶片有任何好處，因為ASML的EUV光刻機正在大型晶片工廠中執行。不過，ASML對於Mapper 的技術和專利知識很感興趣。因為該技術不僅可以用來生產晶片，還可以用電子束來檢查半導體缺陷，即不是是用於產生晶片，而是用於測量晶片。這也將是 ASML 在其美國矽谷工廠開發的檢測裝置的完美補充。
因此，時任ASML 的技術總監 Martin van den Brink 和研究主管 Jos Benschop 已經訪問了代爾夫特的Mapper 幾次，詢問創始人 Marco Wieland 是否願意加入ASML。ASML還詢問他們是否可以接管 Mapper，但當時並未到認真的報價。
直到2019年1月，Mapper破產受託人組織了一次 Mapper 資產拍賣，以償還最大的債權人Del Prado 的基金和荷蘭經濟事務部。SecureFoundry 的 Lex Keen 是競拍候選人之一。這位前海軍陸戰隊員在短時間內吸引了一群荷蘭投資者來競標破產的Mapper。
受託人還在與Mapper已經接觸的中國投資基金接洽。透過這種方式，他們認為會推高價格，但同時他又違背了美國不允許Mapper 的技術進入中國的計劃。
但是，對於荷蘭政府來說，拍賣的預期結果是肯定的：Mapper 技術必須留在荷蘭。儘管 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 名員工隨後也加入了ASML。
沒有Mapper 2.0，但電子束光刻技術仍在發展
美國國防部和美國能源部試圖說服 ASML 繼續推動 Mapper 的多電子束光刻技術研發，以生產具有唯一程式碼的標準晶片。ASML禮貌地拒絕了這個要求，並建議美國最好使用不同的技術來做到這一點。ASML 對 Mapper 2.0 完全沒有興趣，他們認為那隻會分散其人才的注意力。因此，ASML在收購Mapper後，就關閉了電子束光刻機產品線。
SecureFoundry也希望多電子束光刻機技術能夠復活。他將在 2021 年將最後一臺裝 Mapper裝置從歐洲運到美國，並等待 ASML 授予 Mapper 的技術許可證，但這種機會很小。
Marco Wieland也放棄了他的舊夢想，開始在 ASML 從事晶片檢測系統方面的工作。Bert Kampherbeek 則選擇了不同的職業，他的新公司開發用於種植鬱金香的農業機器人，這是荷蘭的另一款出色的出口產品。
雖然，荷蘭Mapper破產被ASML收購了，但是Mapper俄羅斯工廠並未破除，在母公司破產後，該工廠完全被Rusnano收購。目前Mapper俄羅斯公司仍然很活躍，該公司已隸屬於俄羅斯軍用無人機制造商 Astron。
在俄烏衝突之後，Mapper 和 Astron 均受到了美國製裁，這意味著美國公司不允許與這兩家公司進行貿易。但是，俄羅斯也開始了全力研發基於電子束光刻技術的裝置，以滿足俄羅斯晶片自主化製造的需求。雖然電子束光刻仍存在效率較低等問題，但是對於現階段的俄羅斯來說，仍是一個不錯的選擇。
此外，在美日荷聯合對華進行半導體裝置限制的北背景下，中國在繼續沿著ASML所走的DUV、EUV技術路線進行攻關的同時，也有在研發基於電子束的光刻技術。日本、奧地利也有廠商在基於電子束光刻技術開發掩模板製造裝置。
編輯：芯智訊-浪客劍
參考資料來源：nos.nl、habr.com、ruwiki.ru
