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中國杰出海歸博士尹志堯講述:自己為何要回國創業 研發5nm刻蝕機
點擊:4777  作者:我為科技狂    來源:今日頭條  發布時間:2019-12-13 12:03:19

 

         2018年上半年里,國內曾有不少的媒體在網絡上爭相轉發或者分享過一段時長約5分鐘的視頻片段,該段視頻源于央視。201833日晚間,央視《大國重器》講述:中微半導體(AMEC)已經研發出了7nm刻蝕機臺,這標志著中國本土半導體設備廠商自主研發的設備終于與世界最先進的水平同步了。另外,全球最大的晶圓代工廠商臺積電已經開發并正式投產了7nm制程。其中,中微半導體是大陸地區唯一一家有資格向臺積電供應設備的廠商,即向臺積電供貨7nm刻蝕機臺。

刻蝕機不同于光刻機。光刻機是激光將掩膜版上的電路臨時復制到硅晶圓片上,刻蝕機是按光刻機在硅片上刻好的電路結構,在硅片上進行微觀雕刻,以刻出溝槽或者接觸空。而中微半導體研制的7nm刻蝕機臺,所采用的是等離子體刻蝕技術。再有,早在2017年開始,網絡上就有媒體不間斷地報道,中微半導體已經在著力開發下一代的5nm刻蝕機臺。

尹志堯博士,中微半導體設備有限公司的董事長兼首席執行官。他曾在美國硅谷工作過20年,長期致力于半導體芯片制造微加工設備的開發及產品管理,是幾代等離子體刻蝕技術及設備的主要發明人和工業化應用的推動者。2004年,尹志堯帶領他的團隊從美國回到中國,在國內創立了首家加工亞微米及納米級大規模集成電路(關鍵性)設備的公司——中微半導體,并為本土半導體設備行業的發展做出了貢獻。

不過,在我看來,網絡上有關中微半導體的文章,可能有相當一部分的信息存在夸大的成分。為此,我在網絡上專門找了一些靠譜的信息,并將之進行了整理。相信,網友們在看完了后面的內容后,會對半導體設備行業有更準確、全面的了解。

 

2018年,在全球芯片制造設備前十大專業型供應商中,中微半導體排名第二。

 

2018年,中微半導體入選全球值得信賴和推薦的供應商名單。

 

2018年,中微半導體在全球晶圓制造設備供應商中排名第三,在全球專用芯片制造設備供應商中排名第四。

2015年,尹志堯接受了《財富中國》的專訪。尹志堯在該訪談節目中,回答了主持人葉蓉所提的一系列問題。以下是兩人之間的對話原文。

Q:我最近就會碰到身邊的很多65后、70后的、剛剛跨入中年的朋友,會覺得創業、進取跟自己也沒啥關系了;甚至很多80后都認為,創業、創新,那是90后的事。您是屬于40后,您是如何去面對,剛才我們說的,60歲的這樣一個年齡階段,讓自己有信心、有勇氣去踏入到創業的河流?

A;應該說是形勢逼著我這么干的。大家知道,芯片工業是競爭最激烈的產業,是現代工業革命的基礎,所以這里面積累了全世界的精英。在美國硅谷,我們在那里工作了20年,也參與了這場競爭。從當時30多個設備公司一直競爭到只有23個公司生存。那么,我們看到中國有非常大的潛力,在經濟發展的軌道上,高技術工業的春天到來了;所以這種情況覺得心里很激動,自己是個中國人,希望回國來為這樣一場新的工業發展和革命貢獻自己的力量。另外,自己的身體狀況還是比較好的;在看到像張忠謀,這樣一個半導體業界的泰斗,他也是55歲從德州儀器辭退以后,回到臺灣去創業的;所以,我想60歲也就差不多年齡吧,而且很多560歲的人,都想一起回來干,那么再加上政府的推動。我們就決定在2004年回國做這個創業了。

Q:半導體行業是一個什么樣的行業,讓人需要各方面的積累,才能到達這樣一個高度或者說成熟度?

A:半導體的芯片產業,包括設計、芯片制造、到設備材料,這是人類迄今為止開發出來最復雜的一個工業過程。比如說,大家用的手機,里面用的芯片,現在已經要1000個工藝的過程,才能把這個芯片做出來。我們現在是在人類頭發絲(直徑)的大概1/5000這樣的尺度上,來建造一個60100層樓的樓房,或者說幾十層的高速立交橋,所以非常的復雜。15nm差不多就是人類頭發絲的1/5000,現在已經開始研發10nm的東西了,已經超過1/5000的尺度了;而且它加工的精度,要做到人頭發絲的1/50000這么樣精準,這么樣重復,所以需要長期的知識積累和多學科的作戰。就需要,比如說做設備的,最關鍵的加工芯片的設備,需要大概50多個學科的知識,才能把它集成起來,做成這個高精尖的設備。

Q:說到芯片,說到集成電路領域,可能很多人不太知道一個概念,就是中國對集成電路進口的依賴,遠遠大于對石油進口的依賴,是這樣嗎?

A:中國進口的產品里邊,第一大宗的產品并不是石油,也不是鐵礦砂,而是芯片。在2012年的時候,中國進口的芯片大概占全世界40%,到現在為止已經接近60%了。什么意思呢?就是全世界今年生產芯片的總值,超過了4000億美金,中國的進口會達到2700億美金,中國是世界第一大芯片進口國。當然,這部分芯片進來以后,有一部分做成了電子產品留在中國了,有一部分做成電子產品銷售到國外去了,比如像個人電腦、手機。都是中國是制造大國,所以中國進口的芯片,幾乎等于石油和鋼鐵進口的總和。但是中國可以做出的芯片,不到進口芯片的10%。那么換句話說,全世界做出的芯片,中國總量大概就只有5%,是比較處于落后狀態。這并不是因為政府和老百姓沒有能力,而是因為中國在前30年基本是在補課,補那個第一代工業革命的課,也就是一個宏觀加工為基礎的一個工業革命的課。那個30年,就是從70年代一直到2000年。這個時代,國際上主要的突破點,是在芯片的工業技術上,特別是以美國硅谷為起源地。全球現在都有芯片技術制造的基地,目前最主要的是在美國、臺灣、南韓、日本和新加坡一帶,是主要的芯片制造基地。而中國在這方面是落后了,中國的芯片工業是一個軟肋,但是現在形勢很好。

 

Q:去年9月,中國成立了國家集成電路產業發展基金,這個基金是達到一個上千億的規模,并且這個事件引起了美國高度關注,為什么美國人會對這個消息這么敏感?

A:芯片的工業,是第二代工業革命的基礎,也就是一個微觀加工的能力,這個絕對是美國高技術的一個核心技術。所以,哪個國家掌握了這種核心技術,不但是在經濟發展上,而且是在國防上,在網絡安全等各方面都會處在主動地位。所以,自然的,不但是美國,任何一個國家,對中國目前的經濟發展,已經是非常注意,而且特別注意到中國的產業在升級。而以芯片工業為先導的產業升級,馬上就會雨后春筍般地來到,所以引起很大的注意。

Q:我們都知道,芯片行業是一個資金高密集的行業,美國人都會覺得,這個投資的話,都不是一個好的行當,您怎么看這個問題?

A:應該這么說吧,這個確實不是一般的私募基金可以解決的問題。比如說,做一個新的芯片生產線,12英寸的線,每個月產5萬到6萬片;這樣正規的一條大線,需要至少40億美金,多到50億美金的投資,就這一條線。所以,你可以想象,一個投資商要拿出這么多錢來投資,并不是件容易的事情。全世界整個半導體芯片的投資,每年大概前端,就是半導體前端,不包括后端封裝,大概是在400億美金,也就是大概建8條生產線。所以,這個投資是非常大的。做這個半導體設備是這樣子,要開發新的設備,在美國的話,現在大概都要上億美金才能開發,3年到5年的時間才能開發這種新的設備。所以,這個行業確實是非常燒錢的行業。

Q:中微是成立于2004年,今天跟它競爭的對手,應該說都是巨無霸型的,不管是美國,還是日本,它的一個年銷售額,都是幾十億美金的體量。那么作為中微這樣一個后來者、一個小個子,如何去跟這些巨無霸進行競爭呢?

A:我認為,中國半導體芯片產業的發展,有很多的矛盾,有很多的惡瓶頸。但是主要矛盾是什么?我們必須知道什么是主要矛盾,了解這個主要矛盾,我們的策略就會對。而我認為芯片工業最主要的矛盾,我們國家的芯片工業或者公司,都是后啟動的,比國際上晚了30年左右。等我們啟動的時候,國際上的公司已經到了幾百億、甚至上千億的規模,那么這是一種不對稱的競爭。不對稱的競爭就是我們主要的矛盾,在這種矛盾下,完全靠市場機制是不可能競爭的。所以一定要有國家的推動,有戰略的部署。中微為什么可以在230年后有這個膽量和美國、日本的設備工業叫板?在30年前,在美國硅谷、日本和世界各地,大概有30個公司是做和我們中微現在一樣的產品。我們的產品是一個大型的、真空的自動化設備,里面包括最主要的是反應器,這個反應器是真空的反應器,或者是熱化學反應,或者是等離子化學反應。做什么東西呢?簡單說,就是把微觀的材料鋪到底物上去,底物就是一個單晶硅的晶片,現在12英寸的晶片鋪上去,一層一層地鋪;或者有方向性地、有選擇性地,把它鋪上去的材料給它取掉,用刻蝕的辦法把它取掉。一個是把東西放上去,一個是把東西取掉。這樣一層層蓋起一個高層的樓房,每個樓房每一層有不同的結構,就會產生現在芯片的結構。是這樣的一個大型真空設備,小到大概4米寬5米長,大的設備有10米長。但是它制造出來的微觀結構,我剛才說的,是人頭發絲的幾千分之一。在30多年前,全世界大概有30多個公司,都在拼命地開發,那時機器都很小,一臺機器十幾萬、二十萬。硅谷大概占了一半以上,在日本、歐洲也有不少。經過30年的競爭,真正做到工藝設備的話,也就是3家到5家。為什么叫3家到5家呢?3家是最大的,應用材料公司是百億美金的大公司,科林公司是50億美金的大公司,日本東京電子是60億美金的公司,大概就是這3大家。當然還有23家比較小的。我們敢和他們叫板,因為我們這批人就是在應用材料公司和科林公司。前20年里面,很多都是在前面領著做這些設備的人,都有長期的經驗,所以都知道下一代設備怎么做,所以我們有信心做,但是并不等于我們能做成。

 

Q:那您的團隊都是什么樣的人員構成?

A:首先要有的就是做工程技術的人員;我們一起回來有15個人,從硅谷;多數至少都有17年的工作經驗,多的可能2530年的工作經驗;那么有不同,有做這個機械設計的、有做電子工程的、有做軟件的、還有做反應器技術的、工藝過程開發的、業務廠商管理的,就是比較多方面的專家,組合的一個團隊來回國創業的。大家都是在美國硅谷,在不同的、領先的公司里面,有長期工作經驗的;多數還有中國的背景,大部分都是中國早期的留學生。

Q:您說,雖然這十幾個人,您帶領的核心團隊,有經歷、有技術,那么這個高密集的資金從哪里來?

A:我們需要錢都是幾億、幾十億美金的錢,就一定要有投資商,所以我們花了很多的精力,在過去的10年,特別包括我自己在內,去想辦法苦口婆心地說服各種有錢的投資商,包括政府機構、研發項目負責人,來支持我們,給我們經費。所以到現在為止,經過10年的努力,我們融到了將近35億人民幣的錢,有的是美金,有的是人民幣,其中的股本金有25億人民幣。這個錢應該說不少了,很多人說,你們怎么要這么多錢,還沒有收支平衡。但是就用在研發上,大概15億人民幣,相當于我在美國負責的那個產品總部,一個研發總部一年半的研發經費,我們現在用了10年。

Q:這個15億主要用在什么地方?

A:主要用在做研發的樣機,還有生產樣機,特別多的錢花在,當你生產做好了,在實驗室結果都很好的情況下,要推到客戶的生產線上去,一般都要3臺到5臺不同的客戶生產線經歷不同的考驗,這種考驗一般都是一年多、甚至兩年的時間,搞不好他會退機。這整個過程拉得很長,一般都是23年的開發,23年的進入市場,大概6年到7年的時間,一代產品才能真正在生產線上大量地實現生產,這個經費耗費是非常之多。

責任編輯:向太陽
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