德国的秘密芯片垄断：为什么科技界依赖施瓦本和黑森州——图片来源：Xpert.Digital
如果没有这个德国部件，全球半导体生产将停滞不前——ChatGPT 等公司的硬件就是基于此。.
没有德国技术就没有人工智能革命：最现代微芯片的DNA
当政治家和经济战略家们讨论技术主权、人工智能和半导体产业的未来时，他们的关注点通常集中在台湾、硅谷，或是德累斯顿和马格德堡那些获得巨额补贴的新建巨型工厂。然而，这种对芯片制造地点的执着却忽略了整个产业真正的关键瓶颈：巴登-符腾堡州和黑森州两个不起眼的小镇。在奥伯科亨和韦茨拉尔，卡尔蔡司SMT有限公司研发并生产极其复杂的光学镜片，而没有这些镜片，荷兰行业领军企业ASML就无法构建现代光刻系统。反过来，这意味着如果没有施瓦本和黑森州的精密光学元件，全球范围内就不会有用于智能手机、数据中心或人工智能加速器的高度集成微芯片。以下分析揭示了这种前所未有的自然双重垄断是如何在几十年间形成的，为什么它赋予了德国意想不到的地缘政治权力地位，以及为什么在世界各地不断建设新的芯片工厂并没有减少对这两个德国工厂的依赖，反而极大地加剧了这种依赖。.
3.5亿欧元的瓶颈：为什么德国控制着芯片市场
全球经济的瓶颈：为什么所有芯片工厂都依赖于这两个德国小镇？
当政界人士和行业战略家讨论半导体制造领域的技术主权时，他们的注意力几乎都会不假思索地转向台湾、亚利桑那州的新工厂，或是德累斯顿和马格德堡数十亿欧元的资助项目。然而，他们常常忽略的是，整个行业真正的技术瓶颈其实位于德国两个相对不起眼的地方：巴登-符腾堡州的奥伯科亨和黑森州的韦茨拉尔。在那里，蔡司集团的半导体部门卡尔蔡司SMT有限公司为荷兰机械制造商ASML的光刻系统开发和制造投影光学元件。没有这些光学元件，就无法构建现代EUV系统；而没有EUV系统，就无法生产智能手机、数据中心，尤其是人工智能加速器芯片所需的纳米级高度集成芯片。据蔡司SMT称，全球生产的微芯片中约有80%都使用了德国制造的光刻光学元件。对于人工智能应用中使用的最尖端芯片而言，这一比例几乎达到100%。本文分析了这种依赖性是如何产生的，它会带来哪些经济和地缘政治后果，以及为什么关于芯片主权的辩论在错误的场合进行。.
从光学工作台到不可替代的瓶颈
蔡司与ASML的合作历史远比目前对供应链风险的关注所暗示的要悠久得多。早在1983年，蔡司就向ASML的前身公司交付了其首套光刻光学系统，两家公司自1997年起便建立了正式的战略合作伙伴关系。数十年来，蔡司SMT从一家传统镜头系统供应商发展成为全球唯一一家能够制造用于极紫外光曝光的复杂反射镜光学元件的公司。这种专业化并非偶然。它是蔡司数十年来在该领域投入巨资进行研发的成果。长期以来，由于极紫外辐射几乎会被所有材料（甚至包括空气）吸收，因此该领域被认为在技术上几乎无法解决。传统的玻璃镜头系统因此被排除在外，蔡司不得不开发一种全新的光学概念，该概念完全依靠在高真空环境下工作的曲面镜来实现。首个EUV光学元件原型于2010年制造完成，蔡司于2012年向ASML交付了首个可量产的EUV光学元件，此后已生产了300多套EUV光学元件。如此漫长的成熟期解释了为何在可预见的未来，没有竞争对手能够在技术上赶上它。.
当极致的光线遇上极致的精准
为了理解这种依赖性的经济影响，有必要考虑产品的物理和技术复杂性。极紫外光刻技术使用波长为13.5纳米的光，仅为先前曝光方法所用波长193纳米光的几分之一。这种极短的波长使得最终芯片上的结构尺寸远小于20纳米，但这在技术上只能通过一套全新的光学系统来实现，该系统完全由曲面镜构成，并在高真空环境下运行。为了确保反射足够的光线，蔡司公司开发了一种特殊的镀膜镜，该镀膜由多达一百层交替的钼和硅层组成，每层厚度仅为几纳米，从而将反射率从约1%提高到约70%。这些镜面经过极其精细的抛光，即使存在任何不平整，放大到德国的面积也仅为十分之一毫米。对于最新一代的高数值孔径极紫外光刻技术（High-NA-EUV litography），蔡司再次大幅提升了其复杂性：一个完整的光学模块由超过4万个独立部件组成，重约12吨，需要在直径5米的真空腔中进行测量。一套完整的高数值孔径系统，包括蔡司光学元件在内，每台机器的造价约为3.5亿欧元。.
十亿欧元，保障自己的未来
自2016年以来，ASML与蔡司之间紧密的技术整合也体现在资本层面。当年，ASML斥资约10亿欧元收购了卡尔蔡司SMT 24.9%的少数股权，并承诺再投资7.6亿欧元用于高数值孔径（NA）技术的研发和产能建设。这笔交易并非普通的金融投资，而是ASML为最大客户蔡司SMT制定的一项战略保障措施，以防其最重要的核心部件唯一供应商出现故障。ASML的光刻光学元件全部采购自蔡司，而蔡司也全部供应给ASML——这种互不垄断的模式在资本密集型高科技行业中极为罕见。正因如此，ASML在其年度报告中坦承，公司能够生产的系统数量直接受限于蔡司SMT的产能。任何谈论全球芯片制造供应限制的人，实际上都是在谈论德国巴登-符腾堡州和黑森州中部两家工厂的产能限制。.
德国正在扩大全球瓶颈
鉴于其核心地位，蔡司SMT近年来大力投资扩建其德国工厂也就不足为奇了。位于奥伯科亨的总部于2022年5月启动扩建工程，新增约25,000平方米的生产及相关区域。经过大约四年的建设，2026年7月，首批员工迁入新办公楼，标志着项目的一个重要里程碑；其余新建筑将陆续投入使用。与此同时，位于韦茨拉尔迪尔费尔德区的工厂也新建了一座多功能工厂。未来，约150名员工将在这座12,000平方米的工厂内生产用于深紫外光刻的尖端照明系统。此次扩建是对此前韦茨拉尔格洛尔大街现有工厂3,000多平方米扩建工程的补充。蔡司SMT明确表示，此次产能扩张是为了满足人工智能驱动的、对先进工艺节点芯片的快速增长的需求。值得注意的是，奥伯科亨和韦茨拉尔仍然是全球仅有的两个能够生产用于极紫外光刻系统的完整光学组件的地方。在美国、台湾、韩国或其他地方新建的每一家用于生产尖端半导体的芯片工厂，最终都依赖于那些其核心部件完全由这两座德国小镇制造的设备。.
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无形的力量：为什么全球芯片主权将在德国决定？
地缘政治作为第二条隐形生产线
蔡司和阿斯麦在供应链中的核心地位，不可避免地使这两家公司成为中美技术竞争的焦点。自2019年以来，阿斯麦被禁止向中国销售其最先进的EUV产品线，这一出口禁令近年来逐步扩大，甚至涵盖了较老的DUV系统。2023年夏季，在美国政府的巨大压力下，荷兰收紧了对DUV光刻系统的出口限制，实际上切断了中芯国际等中国芯片制造商获得新型曝光系统的渠道。2024年秋季，限制措施进一步收紧，甚至连已交付给中国的设备的维护和备件供应也需要获得许可。2026年春季，美国国会两党议员提出了所谓的《MATCH法案》，该法案要求盟国使其出口管制与美国法规保持一致，并明确禁止为已售系统提供维护服务。 2026年6月，美国商务部长怀疑ASML存在违规行为后，ASML被迫公开否认曾向中国交付过EUV光刻系统。这些事件表明，蔡司和ASML的技术垄断不仅仅是一个经济事实，而且早已成为国际安全政策的工具。谁控制了最先进芯片的供应链，谁就实际上控制了哪些国家能够获得用于军事和民用领域的尖端计算能力。.
近乎完全垄断的经济逻辑
纯粹从经济角度来看，蔡司和ASML之间的关系堪称教科书式的所谓“自然双重垄断”，其准入门槛极高。新一代光学元件的研发成本高达数亿至数十亿欧元，研发周期长达十至十五年，而必要的工程技术专长又集中在极少数人手中，以至于竞争对手即便拥有无限的资金，在可预见的未来也难以追赶。这种市场结构赋予了蔡司SMT在供应链中卓越的定价权，即便该公司本身并不面向大众市场提供成品，也鲜为人知。与此同时，这种高度一体化也给整个全球芯片行业带来了巨大的集中风险。一旦位于奥伯科亨或韦茨拉尔的生产设施发生火灾、地震、长时间停电或遭受有针对性的网络攻击，其影响将远远超出德国，并可能迅速扰乱全球智能手机、数据中心、汽车和军事装备的供应链。这种脆弱性与关于芯片主权的公开辩论形成了有趣的对比，后者主要集中在建设新的制造设施上，而供应链中真正的关键瓶颈却几乎没有得到解决。.
为什么新建工厂无法解决真正的问题
过去几年，从美国在亚利桑那州的投资，到德累斯顿和马格德堡的规划工厂，再到日本和韩国的扩建项目，出现了一波由国家补贴的芯片工厂浪潮。所有这些项目都旨在降低芯片制造在台湾的地域集中度，并建立区域生产能力。然而，这些项目无法从根本上改变一个事实：几乎所有这些新建工厂，如果打算生产先进工艺节点的芯片，都依赖于ASML的光刻系统，而ASML的核心部件全部产自德国。因此，芯片制造的地域多元化并不会自动带来底层技术供应链的多元化。相反，全球每新增一家工厂，对蔡司光学元件的需求就会增加，从而实际上强化了对德国两家工厂的依赖。从经济政策的角度来看，这意味着，如果仅仅关注晶圆制造的地点，而忽略了供应链的实际脆弱性，那么关于芯片主权的讨论就毫无意义。任何真心想要增强全球半导体供应韧性的人，都应该更加关注如何保护、扩大和冗余保障奥伯科亨和韦茨拉尔的产能，而不是主要关注新组装厂的选址。.
德国精密工程的静音功率因数
对德国自身而言，这种格局为产业政策的制定创造了绝佳的起点。尽管公众对德国工业的认知往往被围绕汽车行业、能源价格和去工业化的危机叙事所主导，但德国凭借蔡司SMT技术在全球技术供应链中占据着至关重要的战略地位——其重要性远超公众的认知。这一地位并非建立在丰富的原材料储量或大规模生产的规模经济之上，而是源于精密工程技术、光学精密制造以及数十年来持续不断的研发投入。它表明，技术主权并非意味着掌控供应链中的每一个生产环节，而是占据供应链中最不可或缺的位置。与此同时，这一地位也意味着巨大的责任，因为德国和欧盟正日益成为地缘政治博弈的目标，并可能成为国际贸易冲突中的筹码。如何从人员和网络安全方面保障这一高度敏感的基础设施的安全，很可能成为德国未来几年最重要的产业政策任务之一，远远超出这两个地点的直接经济重要性。.
下一阶段压实
随着高数值孔径极紫外（High-NA-EUV）光刻技术的推出，业界已然迈向下一阶段的技术飞跃。蔡司再次显著提升了其光学系统的复杂性。新一代系统的数值孔径达到0.55，而上一代产品的数值孔径为0.33，从而实现了约8纳米的特征尺寸，晶体管密度比上一代技术提高了1.7倍。首批新一代系统于2025年初交付给英特尔，英特尔于2026年夏季确认了首批基于该技术的量产芯片。每个系统都包含一个由约25,000个独立部件组成、总重超过6吨的照明系统，以及一个由超过40,000个独立部件组成、总重约12吨的投影光学系统，这两个部件均在德国制造。这种日益增长的技术复杂性也意味着，与许多其他技术领域通常的情况不同，潜在竞争对手的准入门槛随着每一代新技术的出现而不断提高，而非逐渐降低。因此，未来十到十五年内，这种市场主导地位预计不会发生重大变化。全球经济面临的关键问题不在于新的芯片工厂将建在美国、日本还是欧洲，而在于德国两个小镇的产能能否跟上全球对先进半导体快速增长的需求。.
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