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iPhone XS里的A12芯片,是用这家中国企业的刻蚀设备造出来的

时间:2019-06-04来源:未知浏览次数:

目前我国芯片产业链中,芯片制造和设备制造,是最大的短板。

尤其是设备制造。据国际半导体产业协会(SEMI)数据显示,预计到2020年,大陆地区的设备销售额将达到 170 亿美元,但国产 IC 设备自给率不到 5%。

国产 IC 设备不给力,影响的是整个大陆芯片产业。

拿光刻机来说,现在全世界只有荷兰的 ASML 能制造顶级光刻机,而它最先进的 7 纳米 EUV光刻机,优先供应其大股东台积电、三星、英特尔。

中芯国际就只能眼巴巴的看着,用过时的 14 纳米光刻机,落后人家两代半。

不过,国产设备厂商还是有争气的。在芯片制造中重要性仅次于光刻机的刻蚀机领域,中国有一家企业,技术不仅不落后,还处于世界先进水平,它就是我们之前提过的中微半导体。

目前,中微半导体已掌握 5 纳米刻蚀技术,为目前最高技术水平。而它也是台积电 7 纳米产线刻蚀设备供应商中,唯一一家大陆企业,不少人手机里的麒麟 980 或 A12 处理器,制造时就用到了中微的刻蚀设备。

2017年初,在美国总统科学技术咨询委员会,向总统提交的报告《确保美国半导体的长期领导地位》中,中微是唯一被提及的中国企业。

此前,因为中微在该领域的突破,美国商业部于2015年,将该技术从「国家安全出口管制」名单中剔除,并通报「瓦森纳协议」。

中微的Primo SSC AD-RIE刻蚀机

这是中国首次打破西方国家、在芯片高端装备领域的垄断和封锁,中微半导体的实力,可见一斑。

要了解中微这家公司,得先介绍下其创始人尹志尧,他的经历充满了传奇色彩。

尹志尧是改革开放后,最早的几批赴美留学才子。1980年,来到加州大学洛杉矶分校攻读博士学位,仅用三年半时间,就拿到物理化学博士学位,妥妥的学霸。

毕业后,尹志尧先是在英特尔技术发展部门,做电浆蚀刻工作;1986年进入科林研发,开发了一系列成功的等离子刻蚀机,使得陷入困境的科林一举击败美国应用材料公司,跃升为全球最大的等离子刻蚀设备制造商,占领了全球 40% 以上的刻蚀设备市场。

学霸一出手,便知有没有;在科林的攻势下,应用材料坐不住了,来了个骚操作,把尹志尧给挖了过来。

在应用材料公司,为了避免知识产权风险,尹志尧从头再来,用不同于科林时期开发的技术,研发出性能更好的金属刻蚀、硅刻蚀和介质刻蚀设备,应用材料再次击败科林,重返行业龙头地位。

那些同意放走尹志尧的科林高层,估计肠子都悔青了!

尹志尧在应用材料任职 13 年,曾担任公司副总裁、亚洲首席技术官等职位。先后获得 60 多项专利,他开发或参与开发的产品,现在在这个领域大概占了全世界的 50%。

可以说,全世界也找不出几个,比尹志尧更懂刻蚀技术的人。

另外,尹志尧还帮助成立了硅谷中国工程师协会,并担任头两任主席,被誉为「硅谷最有成就的华人之一」。

正常来说,在硅谷有钱、有权、有地位的尹志尧,会在应用材料公司工作到退休,然后担任个荣誉顾问之类的职位,继续领着高薪......

可让人没想到的是,他在自己 60 岁那年(2004年),毅然放弃百万美元年薪,带领 15 名硅谷资深华裔技术工程师和管理人员回国,创立了中微半导体。

要知道,那时国内芯片领域可谓「一穷二白」,业内有这么一句话:除了水和空气,其他做芯片的东西都需要进口。

更别提,前一年还爆发了臭名昭著的「汉芯事件」,使得当时国内对芯片业充满了不信任,网上盛传「汉芯龙芯中国芯,芯芯造假」,很多国家芯片项目扶持资金也被叫停。

那他们回国创业图什么啊?

不图什么,只是为了报效祖国。尹志尧在后来的采访中表示:希望在给外国「做嫁衣」多年之后,为祖国做些事。

因为技术保护的原因,回国前,尹志尧团队清空了电脑中的所有资料,相当于一切从零开始。

之前有提过,刻蚀机是用来在芯片进行微观雕刻,刻出又细又深的接触孔或线条。用尹志尧的话,米粒上刻字,人工能刻 200 个已是极限,而等离子刻蚀机的加工工艺,相当于在米粒上刻 10 亿个字。

所以研制这种设备需要长期知识积累,需要物理、化学、机械、工程技术等 50 多种学科背景的集成,难度不亚于造原子弹。

但尹志尧他们仅用了 3 年时间,就为中国填补了等离子体刻蚀机的空白,并进入国际先进的生产线。

怎么做到的呢?

一方面,与他回国的 15 人,都是在应用材料、科林研发等,有二三十年半导体设备研发制造经验的资深工程师,全是行业领军的人物,知道下一代设备该怎么做。

中微公司经营团队合影

而中微在研发投入上,也是丝毫不手软,近三年累计研发投入,占营收的 32%。华为去年研发投入也才是营收的 14.1%,中微是华为的两倍多,贼恐怖。

同时,他们另辟蹊径,研制出「双台机」。国外都是一次加工一片晶圆,他们能一次加工两片,不仅效率提升了 50%,成本也减少了 35% 以上,性价比极高!

作为在硅谷资深研发人员,尹志尧深知,知识产权是高科技的竞争利器,一旦踩坑,分分钟被其它公司起诉,最后可能要付出巨额赔款,甚至会被禁售。

因此中微自创立起,就有注意去绕开相关专利,这让中微后来三次面对行业巨头的专利侵权诉讼,都由被动转为主动,一直处于不败之地。

就这样,从早期的 65 纳米工艺,中微一步步升级到 45纳米、32纳米、28纳米、22纳米、14纳米、7纳米,目前已达到 5 纳米,处于世界领先水平。

话说,如果以后中微的刻蚀设备,技术大幅领先于其它厂商,到时美国想要断我们粮的时候,可能就要考虑下,自己也会被断粮。

而除了台积电,中微刻蚀设备的用户,还包括联电、意法半导体、博世半导体、中芯国际等等国内外巨头。

值得一提的是,除了半导体刻蚀设备,中微还有另一大「杀器」,那就是 MOCVD 设备。

中微的MOCVD设备

MOCVD 设备是生产 LED 外延片中最关键的设备。由于技术含量高,它站在了 LED 行业价值链的顶端,属于专利技术密集型产业。

在我们身边,LED 产品可谓无处不在,像各种灯泡、手机闪光灯、汽车大灯、灯箱广告牌......所以这是一个巨大的市场。

早年,MOCVD 设备行业巨头是美国 Veeco 和德国 Aixtron 两家公司,多年来它们占据了全球 90% 以上的 MOCVD 设备市场。

它们很喜欢利用专利优势,绞杀国产 MOCVD 设备商的发展,导致十几年来,国内 20 多家陆续从事 MOCVD 的企业,目前只剩下中微和中晟两家。

幸好,中微和中晟足够争气。尤其是近两年,用于制造蓝光 LED 的中微 MOCVD 设备,从几乎为零的国内市场占有率,一举实现超过 70% 的市场占有率,打破国外的垄断。

国内企业打破国外垄断后,相关产品的价格疯狂下降是常有的事,最终受益的还是我们国内消费者。

由于中国是全世界最大的 MOCVD 市场,占全球份额超过 60%,所以,中微已经是全球 MOCVD 设备最大的供应商,它的牛逼程度,丝毫不亚于其刻蚀设备。

而这些优质的产品,也为中微赢得了良好的口碑。

在2018年度 VLSI Research「客户满意度」调查中,中微公司位居全球半导体设备公司的第三名,在刻蚀和清洗设备供应商排名中位列第二,在全球薄膜沉积设备供应商排名中荣登榜首。

不过,对于公司取得的成就,尹志尧认为,荣誉不是属于他一个人,而是属于中微所有人的。

中微不是我一个人创立的,当初从美国回到中国的创业团队有 15 个人,如公司资深副总杜志游博士,公司副总倪图强博士,后来加入的全球业务副总朱新萍等人;加上陆续加入的技术和管理专家 160 多人,有积累的 30 年的设备开发和管理经验,还有多年培养的国内员工 400 多人,中微今日的成就,是所有人的共同努力。

中微的股权架构,也和华为很像。每个员工都有中微的股票或期权,每级差只有 20%,尹志尧自己在公司的股份,只有 1.38%。

突然感觉,领导人的格局,对一家公司的前景起决定性作用。像华为和中微,创始人都愿意将股份分给员工,让全体员工都把自己当公司的主人,团结奋斗,使公司高速发展。

记得2016年,任正非在《新闻联播》里说了一段话:

中国现在又冒出来很多企业,其实也跟华为一样,也是专心致志做一件事的,一个人一辈子能做成一件事,已经很不简单了。中国有 13 亿人民,我们这几个把豆腐磨好,磨成好豆腐,你们那几个企业好好去发豆芽,把豆芽做好,我们 13 亿人每个人做好一件事,拼起来我们就是伟大祖国。

把任总的话套用在芯片领域,海思、紫光展锐、中兴微电子这些 IC 设计企业,负责的是磨豆腐;长电科技、通富微电、华天科技这些封测企业,负责的是将豆腐打包。

中芯国际、华润微电子、上海华虹这些晶圆代工企业,负责的是培育豆芽;中微、中晟、北方华创、江丰科技等设备制造企业,负责的是生产种子。

目前,我们磨豆腐和打包上做得还不错,但上面的种子生产、豆芽培育做得还不好,所以生产出的豆腐还不好吃。

我们需要更多海思、中微半导体这样的,在芯片产业链的某一项,做好做精的企业。这样,最后生产出的豆腐才会好吃,中国的芯片产业才能真正崛起。

如果走到那一步,华为也就不用花费那么大的代价,去准备「备胎」;不用独自承受美国的压力;不用再那么悲壮的说出「多年备胎,一夜转正」了。

而集成电路产业的崛起,往大了说,是代表着中国高科技产业的崛起,代表着「中国梦」的实现。