作者/文森特
編輯/嘉嘉
我做刻蝕做了四十年,從來(lái)沒(méi)有夢(mèng)想到可以刻蝕到這種準(zhǔn)確的程度,日前,中微公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理尹志堯?qū)ν獗硎?,中微半?dǎo)體已經(jīng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,氧化硅、氮化硅、多晶硅三種材料均可以實(shí)現(xiàn)0.02納米的準(zhǔn)確度,相當(dāng)于每次加工一個(gè)原子。
要知道,目前全球刻蝕機(jī)巨頭 LAM Research、TEL 等國(guó)外刻蝕機(jī)巨頭其量產(chǎn)能力還停留在5nm、3nm階段,雖然中微半導(dǎo)體的0.02nm只是在實(shí)驗(yàn)室取得成功,距離量產(chǎn)還有技術(shù)難關(guān),但這一成果不僅意味著中國(guó)半導(dǎo)體在刻蝕機(jī)領(lǐng)域取得技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),更是反映了在歐美的強(qiáng)力封鎖下,中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在順利崛起。
在這場(chǎng)小人物草根逆襲的故事中,既有國(guó)內(nèi)企業(yè)出于供應(yīng)鏈安全考慮,不得不采用國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的時(shí)代推動(dòng),更有像尹志堯這樣的英雄人物的推動(dòng)和帶領(lǐng)。
【1】從零開始對(duì)于尹志堯來(lái)說(shuō),2004年是其人生最為重要的一年,已經(jīng)六十歲高齡,在應(yīng)用材料公司任職副總裁的他,受江上舟的竭力邀請(qǐng),拿著拉來(lái)的5000萬(wàn)啟動(dòng)資金在上海成立中微半導(dǎo)體,希望能夠做出世界領(lǐng)先的刻蝕機(jī)。
作為全球刻蝕機(jī)的領(lǐng)軍人物,來(lái)中國(guó)大陸創(chuàng)業(yè)并非最優(yōu)選項(xiàng),彼時(shí)半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)會(huì)確實(shí)是在亞洲,但不是中國(guó)大陸,而是日韓和臺(tái)灣。
二十世紀(jì)初,日本是全球最大的芯片設(shè)備市場(chǎng),韓國(guó)和臺(tái)灣是增長(zhǎng)最快的半導(dǎo)體市場(chǎng),而中國(guó)大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如同一塊灘涂荒漠。
數(shù)據(jù)顯示:2004年,全球半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售達(dá)到370.8億美元,中國(guó)大陸半導(dǎo)體只有27億美元,占比7.3%。半導(dǎo)體行業(yè)稱,要做半導(dǎo)體,中國(guó)大陸除了水和空氣之外,其他東西都要從國(guó)外進(jìn)口。
(來(lái)源:半導(dǎo)體設(shè)備年會(huì))
我是一個(gè)中國(guó)人,在中國(guó)得到了很好的教育,也有十多年的生產(chǎn)和研發(fā)的工作經(jīng)驗(yàn)。去美國(guó)的時(shí)候已經(jīng)36歲了,我總覺(jué)得缺些什么東西,對(duì)祖國(guó)的欠缺,應(yīng)該給自己的國(guó)家做事情,相比日韓高速發(fā)展且已經(jīng)成熟的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)環(huán)境,尹志堯更希望回國(guó)內(nèi)創(chuàng)業(yè)。
理想很豐滿,情懷很美好,但這也意味著中微半導(dǎo)體沒(méi)有穩(wěn)固的客戶、沒(méi)有足夠的人才、沒(méi)有相關(guān)配套設(shè)施,有的只是上海市政府對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)的政策支持,所有的東西都要從零起步。
尹志堯必須要在5000萬(wàn)資金耗盡之前研發(fā)出刻蝕機(jī)成品,盡快商業(yè)量產(chǎn),要為剛剛誕生的中微半導(dǎo)體提供后續(xù)的正向資金流。
對(duì)于這個(gè)60歲的老人來(lái)說(shuō),這不僅是個(gè)人理想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)的戰(zhàn)爭(zhēng),也是中國(guó)半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)自主化浪潮中的前期戰(zhàn)役之一,即關(guān)乎個(gè)人夢(mèng)想,同樣也關(guān)乎民族產(chǎn)業(yè)。
【2】面對(duì)打壓雖然基礎(chǔ)條件不足,但彼時(shí)上海已經(jīng)將半導(dǎo)體作為城市未來(lái)發(fā)展的核心產(chǎn)業(yè),并希望引進(jìn)中芯國(guó)際、中微半導(dǎo)體等光刻機(jī)、刻蝕機(jī)等設(shè)備企業(yè)。
刻蝕技術(shù)與光刻技術(shù)、薄膜沉積技術(shù)一起被稱為芯片制造流程三大技術(shù),對(duì)應(yīng)的設(shè)備為光刻機(jī)、等離子體刻蝕機(jī)與薄膜機(jī)。
可以說(shuō)光刻機(jī)是在硅片上畫出芯片形狀,而刻蝕機(jī)則是根據(jù)形狀進(jìn)行雕刻,兩者占到半導(dǎo)體設(shè)備總成本的43%,一旦拿下光刻機(jī)和刻蝕機(jī)技術(shù),中國(guó)就能吃下整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),迎接信息時(shí)代的產(chǎn)業(yè)紅利。
(來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng))
美國(guó)在將近40年時(shí)間里,開發(fā)出不下10種國(guó)際先進(jìn)設(shè)備,而這些設(shè)備百分之七八十是中國(guó)留學(xué)生干起來(lái)的,尹志堯認(rèn)為與先天基礎(chǔ)不足相比,在中國(guó)做刻蝕機(jī)已經(jīng)具備人才條件。
但局勢(shì)并非一帆風(fēng)順,尤其是后發(fā)者想要進(jìn)入市場(chǎng),重新分配蛋糕時(shí),往往會(huì)受到巨頭們的圍攻。
同2003年中芯國(guó)際遭到臺(tái)積電專利侵權(quán)起訴一樣,中微半導(dǎo)體研發(fā)成功可用于65~16納米制芯片制造的等離子體刻蝕機(jī)后,應(yīng)用材料公司、泛林半導(dǎo)體相繼在2007年、2009年以專利侵權(quán)等名義對(duì)中微半導(dǎo)體起訴。
起訴時(shí)間點(diǎn)選擇很巧妙,之所以選擇研發(fā)結(jié)束、產(chǎn)品量產(chǎn)前,就是為了通過(guò)訴訟抓住侵權(quán)依據(jù),讓中微半導(dǎo)體前期的研發(fā)投入付之東流,達(dá)到一劍封喉的效果。
但與中芯國(guó)際敗訴,向臺(tái)積電賠款2億美元不同,在歸國(guó)創(chuàng)業(yè)之初,尹志堯就意識(shí)到了專利糾紛,要求跟他回國(guó)的15名工程師不得帶任何文件,并將將現(xiàn)有的3000多項(xiàng)專利全部梳理,避開專利壁壘,重新研發(fā)新的刻蝕技術(shù)。
最后憑借手中的600萬(wàn)份文件證明刻蝕機(jī)技術(shù)為自研,應(yīng)用材料公司與中微半導(dǎo)體庭外和解,而對(duì)泛林,中微半導(dǎo)體成功實(shí)現(xiàn)訴訟逆轉(zhuǎn),法院認(rèn)定泛林半導(dǎo)體在專利上侵權(quán)中微半導(dǎo)體。
也正是尹志堯回國(guó)創(chuàng)業(yè)時(shí)的謹(jǐn)慎,通過(guò)法律訴訟掃平外部障礙后,中微半導(dǎo)體在研發(fā)、量產(chǎn)上走向了快車道。
【3】成功突圍我并沒(méi)有看到技術(shù)上有越不過(guò)去的坎。所以還是那句話,要咬緊牙關(guān),一步一步有耐心地把它往下做,就可以做好,在尹志堯看來(lái),專利不是阻礙中微半導(dǎo)體的攔路人,它可以被繞過(guò)去。
其實(shí)真正讓中微半導(dǎo)體和尹志堯迎來(lái)高光時(shí)刻的則是外部環(huán)境的變化。
從前雖然有政策鼓勵(lì)使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備,但出于對(duì)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的擔(dān)心,很多廠商更原因采用技術(shù)更為成熟的國(guó)外產(chǎn)品,數(shù)據(jù)顯示:LAM、TEL、AMAT三巨頭刻蝕機(jī)橫掃全球,長(zhǎng)期占據(jù)全球九成以上的市場(chǎng)份額。
而隨著美國(guó)商務(wù)部對(duì)中國(guó)芯片半導(dǎo)體的打壓不斷增加砝碼,這就迫使中國(guó)科技企業(yè)、半導(dǎo)體企業(yè)放棄幻想,為了確保供應(yīng)鏈安全,不得不使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。
國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體替代的浪潮,為中微半導(dǎo)體提供了發(fā)展的土壤。據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示,2023年,中微半導(dǎo)體營(yíng)收為62.64億,較2019年的19.47億,增長(zhǎng)323%。更為重要的是,僅在2024年三季度,中微半導(dǎo)體就已經(jīng)完成55.07億元的營(yíng)收。
(來(lái)源:天眼查)
目前中微半導(dǎo)體已經(jīng)處于一個(gè)有機(jī)良性循環(huán)中——半導(dǎo)體廠商采購(gòu)中微設(shè)備,中微利潤(rùn)增高,有更多的資金投入到研發(fā)中,形成正向增長(zhǎng)循環(huán)。
這種正向循環(huán)的激勵(lì)作用,從中微半導(dǎo)體的技術(shù)迭代速度上就能看出來(lái):
2018年,自主研制的5nm等離子體刻蝕機(jī)經(jīng)臺(tái)積電驗(yàn)證,性能優(yōu)良,將用于全球首條5nm制程生產(chǎn)線;2022年,中微半導(dǎo)體宣布研發(fā)出3nm刻蝕機(jī);2024年,中微半導(dǎo)體完成3nm刻蝕機(jī)原型機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試,并在臺(tái)積電3nm芯片生產(chǎn)線上應(yīng)用;
隨著營(yíng)收快速增長(zhǎng),中微半導(dǎo)體每隔一兩年就在技術(shù)進(jìn)程上登上一個(gè)臺(tái)階,而在今年年初,中微半導(dǎo)體更是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中取得了0.02納米的準(zhǔn)確度,領(lǐng)先其他國(guó)外刻蝕機(jī)企業(yè)。
在中國(guó)已經(jīng)有一家非美國(guó)的公司有能力供應(yīng)足夠數(shù)量及同等質(zhì)量的刻蝕機(jī),繼續(xù)現(xiàn)在的國(guó)家安全出口管制已達(dá)不到其目的了,2015年,因?yàn)橹形雽?dǎo)體在刻蝕機(jī)上的突破,美國(guó)商務(wù)部解除了限制向中國(guó)出口刻蝕機(jī)的禁令。
這是中微半導(dǎo)體在刻蝕機(jī)上取得的成功,也是尹志堯帶給中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的啟發(fā),技術(shù)不是困難,耐心和堅(jiān)持才是,光刻機(jī)等半導(dǎo)體技術(shù)的突破需要時(shí)間和整個(gè)國(guó)產(chǎn)生態(tài)的支持。
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