iPhone XS裡的A12晶片,是用這家中國企業的刻蝕裝置造出來的
來源:科技每日推送(大魚號)
目前我國晶片產業鏈中,晶片製造和裝置製造,是最大的短板。
尤其是裝置製造。據國際半導體產業協會(SEMI)資料顯示,預計到2020年,大陸地區的裝置銷售額將達到 170 億美元,但國產 IC 裝置自給率不到 5%。
國產 IC 裝置不給力,影響的是整個大陸晶片產業。
拿光刻機來說,現在全世界只有荷蘭的 ASML 能製造頂級光刻機,而它最先進的 7 納米 EUV光刻機,優先供應其大股東臺積電、三星、英特爾。
中芯國際就只能眼巴巴的看著,用過時的 14 納米光刻機,落後人家兩代半。
不過,國產裝置廠商還是有爭氣的。在晶片製造中重要性僅次於光刻機的刻蝕機領域,中國有一家企業,技術不僅不落後,還處於世界先進水平,它就是我們之前提過的中微半導體。
目前,中微半導體已掌握 5 納米刻蝕技術,為目前最高技術水平。而它也是臺積電 7 納米產線刻蝕裝置供應商中,唯一一家大陸企業,不少人手機裡的麒麟 980 或 A12 處理器,製造時就用到了中微的刻蝕裝置。
2017年初,在美國總統科學技術諮詢委員會,向總統提交的報告《確保美國半導體的長期領導地位》中,中微是唯一被提及的中國企業。
此前,因為中微在該領域的突破,美國商業部於2015年,將該技術從「國家安全出口管制」名單中剔除,並通報「瓦森納協議」。
中微的Primo SSC AD-RIE刻蝕機
這是中國首次打破西方國家、在晶片高階裝備領域的壟斷和封鎖,中微半導體的實力,可見一斑。
要了解中微這家公司,得先介紹下其創始人尹志堯,他的經歷充滿了傳奇色彩。
尹志堯是改革開放後,最早的幾批赴美留學才子。1980年,來到加州大學洛杉磯分校攻讀博士學位,僅用三年半時間,就拿到物理化學博士學位,妥妥的學霸。
畢業後,尹志堯先是在英特爾技術發展部門,做電漿蝕刻工作;1986年進入科林研發,開發了一系列成功的等離子刻蝕機,使得陷入困境的科林一舉擊敗美國應用材料公司,躍升為全球最大的等離子刻蝕裝置製造商,佔領了全球 40% 以上的刻蝕裝置市場。
學霸一出手,便知有沒有;在科林的攻勢下,應用材料坐不住了,來了個騷操作,把尹志堯給挖了過來。
在應用材料公司,為了避免智慧財產權風險,尹志堯從頭再來,用不同於科林時期開發的技術,研發出效能更好的金屬刻蝕、矽刻蝕和介質刻蝕裝置,應用材料再次擊敗科林,重返行業龍頭地位。
那些同意放走尹志堯的科林高層,估計腸子都悔青了!
尹志堯在應用材料任職 13 年,曾擔任公司副總裁、亞洲首席技術官等職位。先後獲得 60 多項專利,他開發或參與開發的產品,現在在這個領域大概佔了全世界的 50%。
可以說,全世界也找不出幾個,比尹志堯更懂刻蝕技術的人。
另外,尹志堯還幫助成立了矽谷中國工程師協會,並擔任頭兩任主席,被譽為「矽谷最有成就的華人之一」。
正常來說,在矽谷有錢、有權、有地位的尹志堯,會在應用材料公司工作到退休,然後擔任個榮譽顧問之類的職位,繼續領著高薪......
可讓人沒想到的是,他在自己 60 歲那年(2004年),毅然放棄百萬美元年薪,帶領 15 名矽谷資深華裔技術工程師和管理人員回國,創立了中微半導體。
要知道,那時國內晶片領域可謂「一窮二白」,業內有這麼一句話:除了水和空氣,其他做晶片的東西都需要進口。
更別提,前一年還爆發了臭名昭著的「漢芯事件」,使得當時國內對晶片業充滿了不信任,網上盛傳「漢芯龍芯中國芯,芯芯造假」,很多國家晶片專案扶持資金也被叫停。
那他們回國創業圖什麼啊?
不圖什麼,只是為了報效祖國。尹志堯在後來的採訪中表示:希望在給外國「做嫁衣」多年之後,為祖國做些事。
因為技術保護的原因,回國前,尹志堯團隊清空了電腦中的所有資料,相當於一切從零開始。
之前有提過,刻蝕機是用來在晶片進行微觀雕刻,刻出又細又深的接觸孔或線條。用尹志堯的話,米粒上刻字,人工能刻 200 個已是極限,而等離子刻蝕機的加工工藝,相當於在米粒上刻 10 億個字。
所以研製這種裝置需要長期知識積累,需要物理、化學、機械、工程技術等 50 多種學科背景的整合,難度不亞於造原子彈。
但尹志堯他們僅用了 3 年時間,就為中國填補了等離子體刻蝕機的空白,並進入國際先進的生產線。
怎麼做到的呢?
一方面,與他回國的 15 人,都是在應用材料、科林研發等,有二三十年半導體裝置研發製造經驗的資深工程師,全是行業領軍的人物,知道下一代裝置該怎麼做。
而中微在研發投入上,也是絲毫不手軟,近三年累計研發投入,佔營收的 32%。華為去年研發投入也才是營收的 14.1%,中微是華為的兩倍多,賊恐怖。
同時,他們另闢蹊徑,研製出「雙臺機」。國外都是一次加工一片晶圓,他們能一次加工兩片,不僅效率提升了 50%,成本也減少了 35% 以上,價效比極高!
作為在矽谷資深研發人員,尹志堯深知,智慧財產權是高科技的競爭利器,一旦踩坑,分分鐘被其它公司起訴,最後可能要付出鉅額賠款,甚至會被禁售。
因此中微自創立起,就有注意去繞開相關專利,這讓中微後來三次面對行業巨頭的專利侵權訴訟,都由被動轉為主動,一直處於不敗之地。
就這樣,從早期的 65 納米工藝,中微一步步升級到 45納米、32納米、28納米、22納米、14納米、7納米,目前已達到 5 納米,處於世界領先水平。
話說,如果以後中微的刻蝕裝置,技術大幅領先於其它廠商,到時美國想要斷我們糧的時候,可能就要考慮下,自己也會被斷糧。
而除了臺積電,中微刻蝕裝置的使用者,還包括聯電、意法半導體、博世半導體、中芯國際等等國內外巨頭。
值得一提的是,除了半導體刻蝕裝置,中微還有另一大「殺器」,那就是 MOCVD 裝置。
MOCVD 裝置是生產 LED 外延片中最關鍵的裝置。由於技術含量高,它站在了 LED 行業價值鏈的頂端,屬於專利技術密集型產業。
在我們身邊,LED 產品可謂無處不在,像各種燈泡、手機閃光燈、汽車大燈、燈箱廣告牌......所以這是一個巨大的市場。
早年,MOCVD 裝置行業巨頭是美國 Veeco 和德國 Aixtron 兩家公司,多年來它們佔據了全球 90% 以上的 MOCVD 裝置市場。
它們很喜歡利用專利優勢,絞殺國產 MOCVD 裝置商的發展,導致十幾年來,國內 20 多家陸續從事 MOCVD 的企業,目前只剩下中微和中晟兩家。
幸好,中微和中晟足夠爭氣。尤其是近兩年,用於製造藍光 LED 的中微 MOCVD 裝置,從幾乎為零的國內市場佔有率,一舉實現超過 70% 的市場佔有率,打破國外的壟斷。
國內企業打破國外壟斷後,相關產品的價格瘋狂下降是常有的事,最終受益的還是我們國內消費者。
由於中國是全世界最大的 MOCVD 市場,佔全球份額超過 60%,所以,中微已經是全球 MOCVD 裝置最大的供應商,它的牛逼程度,絲毫不亞於其刻蝕裝置。
而這些優質的產品,也為中微贏得了良好的口碑。
在2018年度 VLSI Research「客戶滿意度」調查中,中微公司位居全球半導體裝置公司的第三名,在刻蝕和清洗裝置供應商排名中位列第二,在全球薄膜沉積裝置供應商排名中榮登榜首。
不過,對於公司取得的成就,尹志堯認為,榮譽不是屬於他一個人,而是屬於中微所有人的。
中微不是我一個人創立的,當初從美國回到中國的創業團隊有 15 個人,如公司資深副總杜志遊博士,公司副總倪圖強博士,後來加入的全球業務副總朱新萍等人;
加上陸續加入的技術和管理專家 160 多人,有積累的 30 年的裝置開發和管理經驗,還有多年培養的國內員工 400 多人,中微今日的成就,是所有人的共同努力。
中微的股權架構,也和華為很像。每個員工都有中微的股票或期權,每級差只有 20%,尹志堯自己在公司的股份,只有 1.38%。
突然感覺,領導人的格局,對一家公司的前景起決定性作用。像華為和中微,創始人都願意將股份分給員工,讓全體員工都把自己當公司的主人,團結奮鬥,使公司高速發展。
記得2016年,任正非在《新聞聯播》裡說了一段話:
中國現在又冒出來很多企業,其實也跟華為一樣,也是專心致志做一件事的,一個人一輩子能做成一件事,已經很不簡單了。
中國有 13 億人民,我們這幾個把豆腐磨好,磨成好豆腐,你們那幾個企業好好去發豆芽,把豆芽做好,我們 13 億人每個人做好一件事,拼起來我們就是偉大祖國。
把任總的話套用在晶片領域,海思、紫光展銳、中興微電子這些 IC 設計企業,負責的是磨豆腐;長電科技、通富微電、華天科技這些封測企業,負責的是將豆腐打包。
中芯國際、華潤微電子、上海華虹這些晶圓代工企業,負責的是培育豆芽;中微、中晟、北方華創、江豐科技等裝置製造企業,負責的是生產種子。
目前,我們磨豆腐和打包上做得還不錯,但上面的種子生產、豆芽培育做得還不好,所以生產出的豆腐還不好吃。
我們需要更多海思、中微半導體這樣的,在晶片產業鏈的某一項,做好做精的企業。這樣,最後生產出的豆腐才會好吃,中國的晶片產業才能真正崛起。
如果走到那一步,華為也就不用花費那麼大的代價,去準備「備胎」;不用獨自承受美國的壓力;不用再那麼悲壯的說出「多年備胎,一夜轉正」了。