半導(dǎo)體芯片“自主研發(fā)”已然成為中國科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共識,但有一家半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)早從 14 年前就開始為中國科技產(chǎn)業(yè)研發(fā)實(shí)力積累埋頭苦干,更在三年前因成功開發(fā)“等離子刻蝕機(jī)”而聲名大噪,讓美國商業(yè)部將該技術(shù)從“國家安全出口管制”名單中剔除,這是中國半導(dǎo)體技術(shù)研發(fā)史上的一大勝利,這份成就,來自于中微半導(dǎo)體。
中微半導(dǎo)體是國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金(大基金)成立后投資的第一家公司。在 2017 年 1 月美國總統(tǒng)科技專家委員會(PCAST)發(fā)布的國情咨文“確保美國在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的長期領(lǐng)導(dǎo)地位”報(bào)告中,分析中國集成電路的芯片設(shè)計(jì)、制造、設(shè)備、材料和封裝產(chǎn)業(yè),在 32 頁的報(bào)告里唯一提到的中國公司名字就是中微(AMEC)。
“國產(chǎn)設(shè)備界教父”尹志堯,創(chuàng)業(yè)史與“中國半導(dǎo)體之父”張汝京十分相似
身為中微半導(dǎo)體創(chuàng)辦人之一,目前擔(dān)任中微董事長的尹志堯博士在國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備界創(chuàng)業(yè)的過程,與中芯國際創(chuàng)辦人張汝京有著非常相似的背景。
張汝京從美國德州儀器到臺灣創(chuàng)立世大集成電路(WSMC),又到上海創(chuàng)立中芯國際。而尹志堯則是在 60 歲從美企應(yīng)用材料退休后,到上海創(chuàng)立中微,更在過去 11 年里三次從國際大廠的輪番法律訴訟戰(zhàn)中,成功全身而退,創(chuàng)下中國半導(dǎo)體發(fā)展史上傳奇的一頁。
DT 君日前獨(dú)家采訪尹志堯,即使對中國半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)的貢獻(xiàn)成就卓越,他仍是一身謙遜儒雅的文人風(fēng)范。
在采訪一開始,他“囑咐”DT 君的第一句話不是別的,是希望這個(gè)采訪不要著墨太多個(gè)人事跡,因?yàn)橹形⒉皇撬粋€(gè)人創(chuàng)立的,當(dāng)初從美國回到中國的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)有 15 個(gè)人,至今都是公司重要骨干,包括全球業(yè)務(wù)副總朱新萍、資深副總杜志游、副總倪圖強(qiáng)等,中微今日的成就,是所有人的共同努力。
尹志堯又強(qiáng)調(diào),中微是從事產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展和商業(yè)競爭的事,不希望提高到政治和戰(zhàn)略的高度,做過分的渲染。
然而,如果讀者知曉尹志堯的一生事跡,可以了解他的職涯、創(chuàng)業(yè)過程,為什么會是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,無法忽略不提的的重要標(biāo)竿之一。
半導(dǎo)體發(fā)展像舉鼎,資金、人才、政策缺一不可
這幾年芯片產(chǎn)業(yè)正在風(fēng)口上,很多人說中國半導(dǎo)體發(fā)展已有很長時(shí)間,但今年是“起風(fēng)”的一年。
尹志堯語重心長指出,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還非常弱小,最大矛盾是不對稱競爭,中國企業(yè)的規(guī)模是外商大廠的十分之一到二十分之一,研發(fā)投入也只是外企的十分之一到二十分之一,在這種不對稱的競爭勢態(tài)下,如何能發(fā)展壯大?
尹志堯形容,發(fā)展半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)就象是支起一個(gè)鼎,鼎有三個(gè)腿:資金、人才和政策。只要三個(gè)腿堅(jiān)強(qiáng)有力,而且均衡支撐,產(chǎn)業(yè)的鼎就會順利頂起。近年來芯片投資蜂擁而至,看起來形勢很好,但有三個(gè)嚴(yán)重的不平衡:資金一頭大、人才嚴(yán)重不足、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策需要進(jìn)一步改進(jìn)升級。
這一波資金聚集在芯片制造,占總投入資金 90% 以上,然設(shè)備和材料領(lǐng)域占芯片制造廠成本 80%,分得的投資占比卻不到 5%,是嚴(yán)重不均衡。
根據(jù) SEMI 統(tǒng)計(jì),2017 年中國占全球半導(dǎo)體銷售量 15%,排名全球第三,預(yù)計(jì)在 2019 年可攀升至全球第二,然而中國本土 IC 設(shè)備自制率卻低于 5%,仍是在巨頭間掙扎。
另一個(gè)問題是,幾乎全部的資金投入都是股本金,但缺乏長期低息貸款和研發(fā)項(xiàng)目資助,單純的股本金投入芯片生產(chǎn)線,是不能達(dá)到預(yù)期回報(bào)的。
在政策上,投融資政策、所得稅、進(jìn)出口、勞動法、產(chǎn)業(yè)鏈本土化、員工期權(quán)激勵和 IPO 上市政策等都需要做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,很多相關(guān)政策都是從改革開放前期,為促進(jìn)引進(jìn)技術(shù)、來料加工而擬定的,現(xiàn)在應(yīng)該要全面重新檢視。
尹志堯強(qiáng)調(diào),如果能迅速解決這三個(gè)不平衡,國內(nèi)的半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)就會高速、健康、均衡的發(fā)展。
半導(dǎo)體關(guān)鍵設(shè)備不只“光刻機(jī)”,7 納米以下“等離子刻蝕機(jī)”需求量飛速成長
中微半導(dǎo)體是生產(chǎn)芯片過程中最關(guān)鍵的設(shè)備:等離子刻蝕機(jī)和化學(xué)薄膜設(shè)備的供應(yīng)商。
觀察半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的演進(jìn),從上世紀(jì) 50 年代的 128K 的電子管計(jì)算機(jī),到 80 年代 128K 的存儲器件,再到 2015 年 128G Flash,人類微觀加工的能力在面積上縮小 1 萬億倍,這個(gè)意思是,如果把今天的手機(jī)退回到 50 年前,相當(dāng)于 200 萬棟五層樓里充滿了電子管。
微觀加工能力實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,來自于芯片制造過程中近十個(gè)關(guān)鍵程序,分別為擴(kuò)散(Thermal process)、光刻(Litho)、等離子刻蝕(Etch)、化學(xué)氣相薄膜(CVD)、物理濺射膜(PVD)、離子注入(Ion Implant)、化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)、清洗等。分屬于這些程序的設(shè)備為擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、等離子刻蝕機(jī)、化學(xué)氣相沉積設(shè)備、物理濺射設(shè)備,離子注入機(jī)、化學(xué)拋光機(jī)和清洗機(jī)等。
一般人提到半導(dǎo)體設(shè)備,首先想到的是光刻機(jī),仿佛有了光刻機(jī),所有芯片制造問題都迎刃而解。然殊不知,芯片制造程序千百道又極度復(fù)雜,只有光刻機(jī)是無法完成生產(chǎn)一片晶圓的。
在芯片制造中,有三道最關(guān)鍵的程序分別為光刻、等離子刻蝕、化學(xué)氣相沉積,在晶圓制造的過程中不斷循環(huán)重復(fù),衍伸出來的設(shè)備產(chǎn)值也最高。若論難度,光刻技術(shù)是設(shè)備技術(shù)障礙最高的,而等離子刻蝕的難度是來自于上千種工藝過程開發(fā)的難度。
半導(dǎo)體制程技術(shù)到了 14 納米、 10 納米的結(jié)構(gòu),需要走入二重模板(Double Patterning)曝光技術(shù),因此對于刻蝕和薄膜的整合設(shè)計(jì)需求大量提升,才能符合更小線寬的要求,這樣的趨勢更讓刻蝕機(jī)和化學(xué)薄膜的組合拳成為芯片制造過程中,更重要的關(guān)鍵步驟。
再者,2D NAND 轉(zhuǎn)進(jìn) 3D NAND 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)演變,也讓光刻技術(shù)的需求減少,反而是刻蝕和化學(xué)薄膜的需求量大增,使得這兩項(xiàng)設(shè)備組合拳成為市場增長最快的產(chǎn)品,年增長超過 16%,其中,等離子刻蝕已占整個(gè)設(shè)備投資比重高達(dá) 22%,正式超過光刻機(jī)。
中國一座座平地而起的晶圓廠,讓尹志堯不甘終生幫外企作嫁
談起當(dāng)年投身創(chuàng)立中微為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)打造自主技術(shù)設(shè)備的歷程,尹志堯認(rèn)為進(jìn)入一個(gè)產(chǎn)業(yè),選對市場細(xì)分選項(xiàng)很重要,刻蝕機(jī)是處于高速成長的市場軌道上,年需求量已超過 70 億美元,而到 2025 年預(yù)計(jì)達(dá)到 150 億美元。把該市場做好,中微的成長性自然不斷向上。
目前中微已經(jīng)突破由美商應(yīng)用材料、泛林研發(fā)(Lam Research)、日本 TEL 外商壟斷的刻蝕機(jī)市場藩籬,擠入全球前五大供應(yīng)商,打入眾多國際大客戶包括臺積電、英特爾、聯(lián)電、 GlobalFoundries 、中芯國際、華力、長江存儲,博世和意法半導(dǎo)體等 40 條生產(chǎn)線。
尹志堯致力于物理化學(xué)反應(yīng)器領(lǐng)域已有 50 年,在 1980 年到美國前,就在石油化工和中國科學(xué)院從事催化劑和反應(yīng)器的研究和工業(yè)生產(chǎn)。在美國獲得博士學(xué)位后,先后任職于英特爾、泛林研發(fā)、應(yīng)用材料等國際半導(dǎo)體大廠。
14 年前,已從應(yīng)材退休的尹志堯看著中國一座座平地而起的晶圓廠,內(nèi)心不甘于一生所學(xué)都是“為人作嫁”,有感于亞洲半導(dǎo)體發(fā)展很快,中國變化更大,他們十幾個(gè)人毅然決心回國,為正興起的中國集成電路產(chǎn)業(yè)做出貢獻(xiàn)。
小蝦米對大鯨魚,三次國際大廠專利大刀砍來都奇跡脫身
中微在中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的傳奇,不單是打破關(guān)鍵技術(shù)的壟斷,其創(chuàng)業(yè) 14 年來,憑“小蝦米”之姿,面對三次“大鯨魚”的專利侵權(quán)訴訟大刀砍來,都奇跡似地從被動到主動,一直處于不敗之地,也是一頁傳奇。
時(shí)間重回 2007 年,就在那年中微剛研發(fā)出來的刻蝕機(jī),即將進(jìn)入國際最先進(jìn)的晶圓代工生產(chǎn)線時(shí),他的老東家應(yīng)材認(rèn)為有竊密之嫌,因此在美國聯(lián)邦法院提出訴訟。
為了證明自己的清白,中微聘請了美國一流的知識產(chǎn)權(quán)訴訟律師,花了兩年半的時(shí)間,徹查了中微 600 多萬件文件和 30 多人的電腦和文件,都沒有找到關(guān)于應(yīng)材的圖紙,技術(shù)數(shù)據(jù)和商業(yè)機(jī)密,這個(gè)訴訟最終得到和解。
談到這段歷史,以及后來在網(wǎng)上的報(bào)導(dǎo),尹志堯特別跟 DT 君強(qiáng)調(diào),網(wǎng)上關(guān)于當(dāng)年他和同事從美國回中國創(chuàng)業(yè),被美國當(dāng)局清查了電腦,沒收了所有的 600 萬件文件,是被渲染的不實(shí)報(bào)道,是把商業(yè)競爭不必要的提高到其他層面所產(chǎn)生的副作用。
在中微和應(yīng)材的官司還沒和解之前,另一個(gè)美國競爭對手:泛林研發(fā)又向中微發(fā)難。
泛林研發(fā)在 2009 年在臺灣狀告中微的專利侵權(quán)。尹志堯表示,公司創(chuàng)立時(shí)就研究過對方的專利,確認(rèn)其專利無效的,即使對手的專利是有效,中微的設(shè)計(jì)是不一樣的,也未侵犯其專利。
該官司只經(jīng)過 8 個(gè)多月,中微就取得了一審的勝利,對方上訴四次都被法院駁回。而在此過程中,中微更掌握確鑿的證據(jù)指出對方竊取中微高度機(jī)密的技術(shù)文件,并在上海法院提出告訴,最后取得訴訟的勝利。
第三起專利訴訟來得兇猛,一度讓中微的產(chǎn)品遭禁運(yùn)
看到這里,可以知道中微的創(chuàng)業(yè)過程,是一路被告到大的小孩。而接棒砍下第三刀侵權(quán)官司的,是 2017 年 LED 設(shè)備廠商 Veeco 在美國紐約地方法院告 MOCVD 石墨托盤供應(yīng)廠商給中微提供的石墨托盤侵犯 Veeco 專利,而中微也立即采取反制行動,向中國專利局與其他國家專利主管機(jī)構(gòu)訴請 Veeco 的專利無效進(jìn)行反擊。
但就在美國法院仍在審理 Veeco 專利是否有效、中微設(shè)計(jì)是否侵權(quán)時(shí),美國方面就先宣布對石墨托盤出貨禁令,讓中微無法獲得供貨,由于石墨盤是一個(gè)消耗件,此一變化讓使用中微 MOCVD 設(shè)備的 LED 客戶幾乎停產(chǎn)。
之后中微訴請 Veeco 的專利無效得到批準(zhǔn),且在福建法院狀告 Veeco 托盤鎖定的設(shè)計(jì)侵權(quán),最后福建高等法院也對 Veeco 進(jìn)口中國的 MOCVD 設(shè)備實(shí)施出貨禁令,一連串的動作讓 Veeco 不得不妥協(xié),進(jìn)而與中微進(jìn)行和解談判,除了撤銷相關(guān)訴訟外,更進(jìn)一步同意與中微共享石墨托盤專利。
僅 18 個(gè)月就取下國內(nèi) MOCVD 設(shè)備 70% 市占,國產(chǎn)設(shè)備的另一奇跡
講到 MOCVD 設(shè)備的開發(fā)、量產(chǎn)到國內(nèi)市占率橫掃千軍,是中微的另一個(gè)驕傲。
2009 年時(shí),藍(lán)光 LED 熱潮襲卷全球市場,政府大量補(bǔ)貼 LED 公司,鼓勵建立 LED 生產(chǎn)線,當(dāng)時(shí)的 MOCVD 設(shè)備市場全掌握在美國 Veeco 和德國 Aixtron 兩大外企之手。
在 2009 年到 2010 年之間,中國有高達(dá) 54 家的公司和研究所計(jì)劃開發(fā) MOCVD 設(shè)備,想要搶搭這一波熱潮順風(fēng)車,其中至少 25 家已開始開發(fā),但 7 年后,真正量產(chǎn)的只有中微一家。
從 2016 年起,中微用僅僅 18 個(gè)月的時(shí)間就在中國的 MOCVD 設(shè)備市場拿下 70% 以上市場,取代了原本由美、德設(shè)備長期掌控的產(chǎn)業(yè),打下不可思議的勝仗!
奇跡是如何被創(chuàng)造的?尹志堯表示,我們用半導(dǎo)體最高水平的技術(shù)去做 MOCVD 機(jī)臺,且這項(xiàng)產(chǎn)品和中微做過的 CVD 技術(shù)很類似,其他公司可以做出“樣機(jī)”,但樣機(jī)只是完成設(shè)備開發(fā)的 20 %。
三次深陷國際大廠侵權(quán)訴訟的中微,次次全身而退,步步越戰(zhàn)越強(qiáng),尹志堯強(qiáng)調(diào)重視知識財(cái)產(chǎn)權(quán)的重要性。
要做全球生意必須尊重各國法律,尊重知識產(chǎn)權(quán)
他早年任職于美商大企業(yè),對待每一次的職業(yè)轉(zhuǎn)換都非常嚴(yán)肅認(rèn)真,絕對不攜帶任何資料到新公司,絕不侵犯任何專利,也這樣要求所有加入中微的員工。他強(qiáng)調(diào),集成電路是國際化產(chǎn)業(yè),要進(jìn)入這個(gè)產(chǎn)業(yè)必須要遵守中國,也要遵守美國的法律,才能做全球生意,如果違法而被制裁了,也不能將此無限上綱到政治層面。
尹志堯認(rèn)為,中國人對集成電路是有一定天賦,只要努力一定做得成,但過程必須要非常尊重知識產(chǎn)權(quán),產(chǎn)業(yè)發(fā)展幾十年下來,很多前人的技術(shù)研發(fā)成果已在前方,后面加入的人不可能不借鑒前人,但必須尊重別人的智財(cái)權(quán),繞道而行,或是付專利費(fèi)。
從 2012 年開始,中微過去 6 年的每年?duì)I收成長率都保持 35% 上下,這兩年的年?duì)I收增長更是超過 50%。對于中微未來的期許,尹志堯表示,希望在 2028 年達(dá)到營收 100 億元,在規(guī)模上進(jìn)入國際工藝設(shè)備公司的前五強(qiáng)企業(yè)。
尹志堯強(qiáng)調(diào),集成電路是全球化產(chǎn)業(yè),不可能把它變成任何單一國家獨(dú)占的產(chǎn)業(yè),且不可否認(rèn)地,近幾十年來芯片的技術(shù)開發(fā)和大生產(chǎn),以及半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)都往亞洲延伸,中國的集成電路產(chǎn)業(yè)興起,是繼日本、韓國和臺灣發(fā)展后必定要發(fā)生的,任何人也阻止不了這趨勢。
如尹志堯所言,中國集成電路產(chǎn)業(yè)的起飛,是歷史的必然,是任何力量也擋不住的趨勢,但是,這是一個(gè)國際化產(chǎn)業(yè),必須堅(jiān)持開放的做法,千萬不要像某些人那樣關(guān)起門來搞,同時(shí)必須高度重視知識產(chǎn)權(quán),才能保障產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,唯有如此,中國的集成電路產(chǎn)業(yè)才能真正接軌國際,趕上世界先進(jìn)水平。太原東方男健醫(yī)院