ASML的軟體轉型旅程
By Vince Liu
13 JUL 2021
有很多人對ASML很好奇，在講到ASML的時候，大家都以為ASML是一家純硬體的半導體設備公司，想要了解打造頂尖硬體的秘密。但事實上，軟體才是將機台性能調校到極致的關鍵。
我在2020年底的時候回到台灣的時候，有很多人對ASML很好奇，在講到ASML的時候，大家都以為ASML是一家純硬體的半導體設備公司，想要了解打造頂尖硬體的秘密。但其實要讓設備有頂級性能的最後一哩路不是硬體，而是設備控制 (Control)還有設備調校(Calibration)的能力，而這些都是靠軟體、資料以及分析來達成。
在ASML的官網也說明了，其實ASML的Lithography機台是高科技硬體 (High-Tech Hardware)和先進軟體 (Advanced Software)的綜合體。
而如果我們從ASML這15年來的策略來看，更可以看出ASML是透過併購來獲得軟體計算的能力，進而跟原本公司的硬體能力融合，打造一個更高層次的競爭力。而這樣Hybrid的能力，更成為ASML這十幾年來的策略主軸：Holistic Lithography。
所以在這篇裡，我們將會從15年前的併購開始講起，來分享ASML的軟體轉型歷程。
Phase 1：2006～2009 - 併購Brion Technologies, 開始Computational Lithography
在2006年, ASML宣布以$270 million USD併購在矽谷的Brion Technologies。BRION是一家專注在Computational Lithography領域的軟體公司，它提供了包含Design Verification及optical proximity correction等一系列幫助光罩設計的軟體。有了這些軟體工具，半導體晶片製造公司可以用計算或模擬的方式去優化其製造流程，有效率地在設計階段就降低對半導體晶片製造的風險。
而ASML身為一個半導體設備商，跟客戶一起導入機台是它的責任，所以為了讓機台可以更好的適合產線的製程，本來就在製程優化和資料分析的部分投入了一些心力。而在合併了Brion之後，不僅其Computational Lithography科技補足了ASML在銜接半導體廠量產設計的能力，Brion軟體/計算為主的DNA，更是很好的加強了ASML在計算及優化這方面的技術。
而在兩家公司合併後，ASML和Brion也積極的在用其硬體和軟體的優勢創造綜效，在2008年發表了LithoTuner這項新產品，主要在做Tool Matching (管理並降低同型機台間的性能差異)。在LithoTuner之前，原本一般在光罩設計完以後，不同曝光機台之間相互的差異會造成最後晶片曝光的差異，可能會造成良率損失而且產線機台無法彈性互相備援。但LithoTuner的設計做到下面兩件事進而解決了原本的問題:
1. 從量測到的不同曝光機所曝光完的晶片去算出不同曝光機之間的差異模型 (BRION軟體能力)
2. 再將此模型餵進曝光機中利用曝光機台自身的調整能力進行調整，消除機台間差異 (ASML硬體控制能力)
所以看得出來LithoTuner是一個非常好的例子來說明如何結合BRION的軟體能力和ASML的硬體控制能力，最後達成最小化曝光機台間曝光差異的目標。而這樣做的終極好處就是，當一整個Fab裡機台間的差異不大時，整個工廠製造的彈性就能夠大幅增加，產線能夠因應各種不同的訂單情況去做彈性調整機台配置。
圖2. Brion和ASML合併後的粽效 (Source: Medium of ASML)
Phase 2：2009～2016 - Holistic Lithography的策略成形，從提供硬體變成提供價值
而到了2009，ASML更深化對於Computational Lithography的整合，發佈了Holistic Lithography Suite，強調以更整體的方式整合從晶片設計到製造的各個步驟，優化整體過程，加速客戶”Time to Money”的過程。
Holistic Lithography Suite裡包含了各種軟體優化 (或軟體+硬體)產品, 像是共同優化曝光光源和光罩的Source Mask Optimization (SMO)，可以更彈性調整給光形狀的FlexRay，前面介紹過的可以減少機台間曝光差異的LithoTuner，以及以量測機台YieldStar為基礎打造的機台飄移監測方案Baseliner。從內容可以看得出來，Holistic Lithography Suite裡面的產品基本上都是高度整合軟體和硬體。
Holistic Lithography的策略成形也顯示著ASML將軟體/計算能力的整合到整體ecosystem的成熟度已經非常高，在這個階段，ASML使用資料和模型的能力可能已比很多現在的公司都好。而從Holistic Lithography Suite裡面的解決方案來看，基本上都是以最後能夠達到更好的製造效果為目標，以價值提供為主，不再是單一軟體或硬體產品。
圖3. ASML 2009年Holistic Lithography的樣貌 (Source: ASML)
Phase 3：2016之後 - 開始導入AI以及用Agile的方式來做產品開發
在2016年AI開始火紅以後，ASML也投入不少資源在探索AI能夠如何將原本的系統再升級。除了內部有很多AI的專案試著導入最新的技術到的新的產品開發中，也慢慢的在嘗試如何導入Agile的方式來做產品開發。
而在2019年歐洲的Scaled Agile Framework (SAFe)大會上，ASML也分享了組織轉型以及公司各個團隊嘗試Agile運作方式的經驗。其實Agile在軟體公司的運作方式不能簡單套用到ASML的硬體相關開發流程中，但ASML慢慢的嘗試及設計出一套屬於自己的方式，將SAFe的Framework慢慢的導入公司的開發流程中。大家有興趣了解細節的話，可以透過這個連結看這個分享影片：LINK
另外不得不讚嘆的是ASML雖然目前已經是一個超過兩萬五千人的大公司，但還是很大程度地保持著新創公司的感覺，這麼大規模的導入Agile的運作方式，不管是從Business Model, 管理層到最底層的團隊都需要做不小的變動，而從這個Scaled Agile Framework的嘗試和導入過程中，我能夠感受到ASML組織的適應力和彈性都是很好的。
圖4. Scaled Agile Framework Overview (Source: Scaled Agile, inc.)
結論：導入軟體運作模式將ASML從交付硬體提升到交付價值的公司
其實如果根據在ASML工作的經驗，我絕對不會說ASML是一個純硬體公司，反而我會說他是一家早已經「超越硬體」的設備商。ASML從多年來的併購以及內部發展中，非常好的整合了軟體技術和商業模式的優點，提供的不只是硬體，而是能夠持續交付的價值。
而且，其實ASML在管理硬體上一直嘗試著像Uber這樣在硬體上拉出一個軟體層，而這種模式在管理以及商業模式上有幾個好處：
1. 易於持續交付：把交付硬體提升成以軟體型態交付性能提升，易於持續交付。
2. 易於做配置管理（Configuration Management)：在硬體上拉出一個軟體層，將硬體虛擬化、參數化的模式容易做配置管理，商業上也較有彈性，可以演化出不同商業模式。
3. 易於做Installed Base Management：根據1、2兩點，ASML可以更好的做Installed Base Management，也就是在技術上或是商業上都可以更好的管理所有已經在客戶端的機台，在服務客戶或是創造營收上更有效率。
所以整體來說，ASML靠著軟體技術、軟體開發模式及軟體商業模式的導入，在這15年來已經從一般我們認知的單一硬體設備供應商，提升成一家能夠持續交付價值的半導體製程平台了。
圖5. ASML的軟體轉型旅程時間表