什么是蔡司精密成型技术（光学巨头蔡司神话背后）

划重点：

1、在20年前，蔡司大部分低端相机镜头和电影摄影机镜头业务早就输给日本人了。因为自己的顽固，蔡司最终失去了哈苏相机的大部分订单。

2、人眼显然无法和高精度仪器相比，再熟练的工匠，也不能保证和机器一样稳定，所以蔡司以“金手指”为主导的传统经典玩法，等于给自己戴上了镣铐。

3、即将上任的蔡司CEO彼得.格拉斯曼向ASML的母公司飞利浦摊牌了：蔡司基本上是破产了，扩大其生产规模以满足ASML的需求需要钱，但它没有钱。

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说起德国光学巨头蔡司，估计玩摄影的无人不知无人不晓，说起光刻巨头ASML，半导体从业者也是如雷贯耳，两家公司的成功联姻也是一段佳话，而蔡司更是凭借行业影响力，收获不少神话，其中就包括“蔡司凭借匠人精心打磨镜头成就ASML”。

但实际情况恰恰相反，如果没有ASML，蔡司很可能挺不过上世纪90年代的困难时期，也恰恰是在那一时期，蔡司为生存所迫，改变了引以为傲的“金手指”手工抛光镜头的模式，大规模采用自动机器。机器取代工匠后，蔡司走向辉煌。

01、蔡司与尼康之战

蔡司的历史最早可以追溯到1863年，当时德国耶拿大学讲师恩斯特.阿贝需要几件仪器做物理实验，他找到了活好守时的工匠卡尔.蔡司。彼时，蔡司工作室正被显微镜生产过程中各种不可预测的错误困扰，被竞争对手甩在后面吃土，因此蔡司也需要阿贝的帮助。两人很快建立起合作关系。

阿贝确实不负所望，他改变了一个工匠包干显微镜镜头制作的模式，变成多人流水线分工合作。仅仅改变了制作流程，5年后蔡司的产量就大幅增长，到19世纪末，成长为先进的光学产品供应商。

但公司成立150年后，却忘记了创新这一安身立命之本，很少有员工乐于接受新想法，即使到20世纪90年代，蔡司的高层管理人员仍对身边的变化视而不见，看不到芯片市场扩大，带来的光刻机镜头需求猛增的机遇。在蔡司的产品规划里，半导体光学元件仍然是边缘业务，公司的骄傲是摄影业务，但在20年前，蔡司大部分低端相机镜头和电影摄影机镜头业务早就输给日本人了。

德国人就是无法警醒，他们像雕有传统花纹的坚固的花岗岩，对其光学和专业技术仍抱着坚定的信念，没有意识到自己已经落后了。日本人开发出电子快门，成本只有蔡司机械快门的1/10，但蔡司仍然坚持使用机械快门，并在营销材料里继续吹嘘其卓越品质。结果摄影杂志发现两者在质量上并无差别，蔡司的自信心因此受到沉重打击。

因为自己的顽固，蔡司最终失去了哈苏相机的大部分订单。

在光刻机镜头领域，蔡司也被日本的尼康和佳能打败，顺带坑苦了光刻机老大美国GCA公司。对于自己的产品，蔡司极度自信，从奥伯科享出厂的镜头没有进行全面检测，因为蔡司认为出厂前的质量检测是浪费时间。GCA则因为光刻机的交付压力太大，没有花时间对蔡司交付的数百个镜头进行质量检查。这样就形成一个可笑的恶性循环，GCA不检查镜头质量，就不会退回有问题的镜头，而没有镜头被退回，蔡司认为镜头质量没有问题，更坚持不做出厂检测。

02、日美光刻机大战的猪队友

GCA的光刻机很快暴露出质量问题，机器运行不久，因为镜头柱发生漂移，导致图像质量下降，生产线不得不一再停下来。光刻机是芯片设备投资的大头（通常占比在60—70%），但只要前期生产的芯片收回成本后，就会变成印钞机，因此，稳定运行压倒一切。

蔡司的镜头质量问题导致GCA交付的数百台光刻机，受到客户大面积投诉，客户替换下的g线镜头多到用卡车来装。GCA和蔡司的声誉因此受到毁灭性打击。大家开始发现，蔡司的光学元件已经无法与尼康、佳能的高品质镜头相媲美。

实际上，尼康比蔡司更擅长制作镜头，体系完善且纪律严明，镜头制作流程也更先进，到20世纪80年代中期，蔡司的技术就已经无法与尼康竞争。而且尼康自己设计生产镜头还有一个优势，那就是可以很好地把握光刻机机械结构和光学元件之间相互配合的关系，这使尼康光刻机的质量和性能压过GCA。芯片制造商发现，使用尼康为代表的日本产光刻机，他们可以制造更好的芯片，并节省大量资金。

尼康光刻机有着稳定的质量和良好的服务，与GCA故障频繁的产品形成鲜明对比，两者的差距甚至在美国芯片制造商中成为流传的一个笑话：当你从GCA购买光刻机时，它带有一个说明：“我们最好的机器祝你好运”；当你从尼康购买光刻机时，它附带了包含5名服务工程师的服务包。

有了蔡司这个猪队友，加上公司管理混乱，1985年，GCA光刻机的收入从1984年的2.01亿美元，骤降至1.18亿美元，亏损1.45亿美元。1986年在背负1.1亿美元债务后，GCA末日来临，它耗光了资金，打算用股份支付蔡司的镜头费用，德国人毫不犹豫一口拒绝。GCA最大的债权人之一梅隆银行派人接管了公司，美国最大的光刻机制造商就此消失在时间的长河里。

GCA倒下后，蔡司也在为生存奋战。它迫切需要改变的，是过时的手工抛光镜头思维，以及发现并跟上时代的变化。

03、落伍的“金手指”

上世纪七八十年代，蔡司被尼康等日本公司击败是有原因的，这家历史悠久的公司从头到脚散发着浓厚的传统气息，从管理层到普通员工，没有人愿意去接触新想法，接受新挑战。

走进蔡司公司，会有一种恍若隔世的感觉，同事之间以完整的头衔和姓氏互相称呼，工作节奏很难看出现代痕迹，颇有中世纪的悠闲。负责摄影和半导体镜头业务的是年迈的汉斯.莱切，每天下午4点准时下班，和秘书一起喝一杯雪利酒。普通员工则喜欢午餐时的仪式感，互相祝福“Mahlzeit”，意思是“祝你好胃口”。

更为传统的，是蔡司一直坚持工匠手工抛光镜头，这一人群在蔡司有个金光闪闪的头衔“金手指”。他们是蔡司生产车间具有话语权的人群，是真正的主角。尽管蔡司在奥伯科享的车间里装满了半自动机器和仪器，有标准的设备进行研磨和锯切，但“金手指”们还是习惯使用手动工具和特殊仪器完成大量的工作。

人眼显然无法和高精度仪器相比，再熟练的工匠，也不能保证和机器一样稳定，所以蔡司以“金手指”为主导的传统经典玩法，等于给自己戴上了镣铐。

如果抛光镜头时，“金手指”犯下一个小错误，往往会造成严重的后果：抛光过度或抛在错误的地方，使表面产生微小的凹陷，就必须再继续在整个镜头表面上减少一层薄层。有时，“金手指”们会陷入无休止的循环，不断出现额外的补救工作。

光刻机需要的更大的镜头还意味着，“金手指”们需要更频繁地轮班工作。但切换白班、夜班是一场噩梦。通常犯错时，每个人都会把矛头指向别人。这种戏码和不确定性导致蔡司员工的挫折感增加。

这样，人工抛光镜头带来两个问题，镜头质量不可靠（GCA就吃了这个亏），产量还很有限。在上世纪80年代初，光刻机镜头和哈苏相机的高端镜头没有太大区别时，蔡司每年多做几百个镜头满足光刻机生产商还没什么问题。但到90年代初，光刻机开始从g线镜头转换到i线镜头，生产门槛大幅提高，蔡司靠“金手指”抛光镜头的玩法，已经不能适应时代变化。当时，6名“金手指”付出大量血汗，每年只能交付10个i线光学元件。

抛光镜头的工匠平均需要6到10年的时间，才能磨练出必要的技能，变成“金手指”，这就决定了这一人群的数量极其有限。1992年，蔡司在全球寻找40个“金手指”，但一年之后仅找到12个。

再不改变人工抛光镜头的模式，蔡司就会被淘汰出局。

04、蔡司基本上破产了

蔡司虽然固执，好在并不排斥新技术，1980年代末，它的中央研究部门光学实验室Oplik-Labor (O.Lsb)开始紧锣密鼓地研发下一代镜头生产技术。

O. Lsb实验室负责原型和工具部门的是克劳斯·利希腾贝格(Claus Lichtenberg)，他是一位年轻的经验丰富的自动化流程设计专家，没有被传统的光学制造思维禁锢，认为机器人使用数字设计和计量学数据抛光表面的方法更有价值。经过反复实验，利希腾贝格发现，抛光机器人与干涉仪结合，可以实现纳米级的抛光精度。

但此时蔡司糟糕的财务状况，已经很难支持利希腾贝格的想法，它快破产了。1994年10月，蔡司基金会宣布一个坏消息：为避免损失达到数亿美元，公司必须裁员2500人。德国《明镜》周刊在一份分析报告中称：“在公司合并3年后，强大的传统光学和电子公司蔡司再次面临生存危机。”周刊提到，蔡司必须削减1.55 亿美元的成本并完全放弃几项业务，CEO乔布斯特·赫尔曼也可能下课。

生死存亡关头，利希腾贝格听说蔡司的合作伙伴ASML收到三星一笔110套光刻机的大订单，这意味着蔡司相应可以获得8000个镜头的订单，订单量增长近7倍，足够蔡司度过危机。但利希腾贝格手下只有12个“金手指”，而完成订单需要近300个“金手指”。唯一可行的解决方案是全自动大规模生产。

蔡司早期照相机

多年以来，ASML一直在向蔡司这个磨磨唧唧的合作伙伴施压，这次更是毫不留情：“你们的摄影业务注定失败，你们必须为半导体光学元件腾出空间，那才是蔡司的未来所在。”

利希腾贝格向ASML反映，公司没有资金来投资自动化大规模生产需要的新技术。即将上任的蔡司CEO彼得.格拉斯曼向ASML的母公司飞利浦摊牌了：蔡司基本上是破产了，扩大其生产规模以满足ASML的需求需要钱，但它没有钱。

于是，飞利浦借给格拉斯曼1900万美元。有了这笔钱，蔡司上马了机器人自动抛光系统，这些系统不再完全依赖“金手指”工匠了，公司等于穿上“跑鞋”，光刻机镜头产品正式走出过去产量低、质量不稳定的阴影，成为真正的行业翘楚。

05、淘汰金手指背后

蔡司从手工到机器的模式转变看起来没什么波澜，实际情况要复杂得多，一方面，利希腾贝格的自动化机器人抛光方案在蔡司内部经历了多年争吵，直到新任CEO格拉斯曼上任才有了应用的可能；另一方面，格拉斯曼来自西门子，属于不受蔡司传统文化影响的外来“活水”，更能感受到时代的变化，愿意押注光刻机镜头。

对ASML来说，由于光刻机技术复杂，对镜头的要求越来越高，当时在全球范围，只有蔡司是合适的合作伙伴，竞争对手尼康和佳能不可能给它提供镜头，当蔡司站在悬崖边上时，ASML有动力和意愿把蔡司拉回来，所以牵线搭桥让母公司飞利浦借钱救助蔡司。

当然，荷兰人也充分领教了德国人的固执，ASML要求蔡司提高镜头的品质和产量，十几年来说得口干舌燥，使得飞利浦CEO、绰号“坦克”的蒂默忍不住向蔡司新任CEO格拉斯曼狠狠开炮：“蔡司给ASML的发展拖了后腿。”

如果不是被逼到生死存亡的边缘，蔡司大概率不会接受改变，仍然会用“金手指”打磨抛光镜头，不仅蔡司神话不再，连后来的ASML战胜尼康的神话恐怕也没有。

以上内容源自《光刻巨人ASML崛起之路》，作者（荷兰）瑞尼.雷吉梅克

备注：文中图片除非特别说明，均源自《光刻巨人ASML崛起之路》。​

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