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不吹上天，不扁入地
“剛剛，這位中國老人，突然回國，美國人徹底慌了！”
“是他，讓中國半導(dǎo)體技術(shù)彎道超車，趕超美日！是他，讓‘中國芯’實(shí)現(xiàn)中國制造，突破外企獨(dú)霸！”
“中國再一次在核心領(lǐng)域突破技術(shù)‘無人區(qū)’，彎道超車，率先掌握 5 納米半導(dǎo)體技術(shù)！”
尹志堯本人在回復(fù)科大微電子學(xué)院院長劉明院士時(shí)表示他已不堪其擾：希望媒體能夠做到事實(shí)報(bào)道，不要夸大其詞。
這與“與非態(tài)度”不謀而合，今天將和大家一起解讀更真實(shí)的中微創(chuàng)始人——尹志堯。
在介紹今天的主人公以及他的企業(yè)之前，先來挑開部分讀者的誤解，這個誤解源于網(wǎng)絡(luò)上的一種聲音：“當(dāng)國外還在 10 納米 7 納米技術(shù)掙扎時(shí)，中微已開發(fā)出 5 納米技術(shù)。”這段話不免讓讀者產(chǎn)生中國的半導(dǎo)體技術(shù)已經(jīng)超越了歐美日的錯誤觀念。
芯片刻蝕機(jī)不是光刻機(jī)
從上世紀(jì) 50 年代以來，人們通過微觀加工技術(shù)，使芯片這種微觀器件的面積縮小了一萬億倍。而在芯片量產(chǎn)工藝中涉及 50 多個科學(xué)，數(shù)千道工序，比如薄膜淀積、光刻、刻蝕、離子注入、CMP 等，刻蝕只是一種重要的一環(huán)。
圖源：知乎
尹志堯在接受采訪時(shí)指出，由于光刻機(jī)受限于波長的不利因素，其只能做 20 納米至 17 納米，14 納米及以下的邏輯器件微觀結(jié)構(gòu)的加工將通過等離子體刻蝕和薄膜沉積的工藝組合——多重模板效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。
由于刻蝕和光刻僅有一字之差，不了解集成電路制造的小伙伴們?nèi)菀讓⑵涓慊?，其?shí)光刻機(jī)和刻蝕機(jī)是兩種不同的設(shè)備。光刻機(jī)的工作原理是用光將掩膜版上的電路結(jié)構(gòu)臨時(shí)復(fù)制到硅片上。而刻蝕機(jī)的工作原理是按光刻機(jī)刻出的電路結(jié)構(gòu)，在硅片上進(jìn)行微觀雕刻，刻出溝槽或接觸孔?？涛g利用顯影后的光刻膠圖形作為掩模，在襯底上腐蝕掉一定深度的薄膜物質(zhì)，隨后得到與光刻膠圖形相同的集成電路圖形。
按照刻蝕技術(shù)的不同，刻蝕機(jī)可以分為干刻、濕刻兩種。濕刻一般借助化學(xué)液體進(jìn)行刻蝕工作，而干刻不需要化學(xué)液體的參與，比如等離子體刻蝕就屬于干法刻蝕的一種。知道了等離子刻蝕技術(shù)，那么等離子刻蝕機(jī)的概念就不難理解了，說白了它就是利用等離子體在晶圓表面進(jìn)行芯片圖形雕刻的一種工具。
中國為什么選擇重金投入，發(fā)展三大芯片制作設(shè)備？
從上一章節(jié)我們了解到，晶圓制造工藝過程中需要用到上百種設(shè)備，比如擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)、薄膜淀積設(shè)備、化學(xué)機(jī)械拋光劑、清洗機(jī)等，但其中占設(shè)備投資總額最大的，第一是光刻機(jī)（占 20%），第二是刻蝕機(jī)（占 18~19%），第三是薄膜淀積設(shè)備（占 15%），這三類設(shè)備占晶圓制造企業(yè)設(shè)備總投資的 50%以上。
再加上這三種設(shè)備的缺失會嚴(yán)重影響中國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，因此，攻克這三類設(shè)備是我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“亟需”。
中國刻蝕機(jī)之父——尹志堯
圖源：知網(wǎng)
在中國，半導(dǎo)體行業(yè)起步較晚，半導(dǎo)體設(shè)備制造行業(yè)更是被美國和日本等極少數(shù)發(fā)達(dá)國家壟斷，作為制造大國、半導(dǎo)體使用量大國的中國，本土半導(dǎo)體生產(chǎn)市場卻只占全球市場的 5%左右。在這樣的大背景下尹志堯選擇帶著技術(shù)歸國創(chuàng)業(yè)，這是為何？
1944 年，尹志堯出生在一個愛國世家，祖父是庚子賠款留學(xué)生，父親是留日回國報(bào)效的電化學(xué)專家，中學(xué)時(shí)代就讀于北京四中。
1967 年，大學(xué)本科畢業(yè)于中國科技大學(xué)化學(xué)物理系，先是被分配到蘭州煉油廠，后轉(zhuǎn)到中科院蘭州物理化學(xué)所工作。
1978 年，選擇了繼續(xù)深造，考上了北京大學(xué)化學(xué)系。
1980 年，獲得北大化學(xué)系碩士學(xué)位，隨后在親戚幫助下赴美留學(xué)。
1984 年，在加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校拿到了物理化學(xué)博士學(xué)位。
此后 20 年里，尹志堯一直在硅谷工作，先是進(jìn)入英特爾工作，負(fù)責(zé)電漿刻蝕業(yè)務(wù)。而后他又先后到美國科林研發(fā)和全球最大的芯片設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)美國應(yīng)用材料工作。歸國前，他已在全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備公司——應(yīng)用材料做到總公司副總裁，等離子體刻蝕事業(yè)群總經(jīng)理，其領(lǐng)導(dǎo)和參與開發(fā)的刻蝕設(shè)備，幾乎占到了全世界的一半。個人在半導(dǎo)體行業(yè)擁有 86 項(xiàng)美國專利和 200 多項(xiàng)各國專利，被譽(yù)為“硅谷最有成就的華人之一”。
2004 年，尹志堯放棄了美國百萬美元的優(yōu)厚待遇和早已習(xí)慣的西方生活，沖破美國政府的層層審查，在所有的工藝配方、設(shè)計(jì)圖紙都被美國沒收的情況下，選擇歸國創(chuàng)業(yè)，那一年他 60 歲。
是什么打動了他？
這歸功于一次相遇，在一次國際半導(dǎo)體設(shè)備展上，時(shí)任上海市經(jīng)濟(jì)委員會副主任的江上舟，也是尹志堯北京四中的校友，他在仔細(xì)觀看了美國應(yīng)用材料地設(shè)備后對尹志堯說：“看來刻蝕機(jī)比原子彈還復(fù)雜，外國人用它來卡我們的脖子，我們能不能自己把它造出來？”面對突如其來的邀請，尹志堯陷入了任何人都會產(chǎn)生的猶豫之中，但江上舟的一句話激勵了他，確切地說是激發(fā)出了他的愛國情愫：“我是個癌癥病人，只剩下半條命，哪怕豁出命去，也要為國家造出刻蝕機(jī)。我們一起干吧！”
“給外國人做了這么多年嫁衣，是時(shí)候給祖國和人民做點(diǎn)貢獻(xiàn)了。”這就是尹志堯給出的答案。
咬住國際先進(jìn)水平不放松——中微
圖源：中微官網(wǎng)
2004 年，尹志堯說服并帶回了 18 位在硅谷主流半導(dǎo)體設(shè)備公司或研究機(jī)構(gòu)工作多年的資深華裔工程師，他們中多數(shù)至少都有 17 年的工作經(jīng)驗(yàn)，多的可能有 25~30 年的工作經(jīng)驗(yàn)，并且他們的專業(yè)各不相同，有做機(jī)械設(shè)計(jì)的、有做電子工程的、有做軟件的、還有做反應(yīng)器技術(shù)的、工藝過程開發(fā)的、業(yè)務(wù)廠商管理的。
同年，尹志堯與其中的 15 位工程師一起創(chuàng)建了中微半導(dǎo)體設(shè)備有限公司（以下簡稱“中微”），主攻刻蝕機(jī)（包括電容性刻蝕設(shè)備、電感性刻蝕設(shè)備）和薄膜沉積設(shè)備，從此開啟了中國半導(dǎo)體和芯片裝備產(chǎn)業(yè)的新征程。
2019 年，在首批上市的科創(chuàng)板企業(yè)中，中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司以 170 倍的市盈率摘下首批科創(chuàng)板企業(yè)的“貴”冠，創(chuàng)出科創(chuàng)板新股發(fā)行估值紀(jì)錄。此外，中微公司還是國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金成立后投資的第一家公司，也是美國《確保美國在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的長期領(lǐng)導(dǎo)地位》國情咨文中唯一提及的中國公司。
但對于一家創(chuàng)業(yè)公司而言，從來沒有什么一帆風(fēng)順，有的只是水到渠成。在不斷地遇到問題、解決問題的過程中，這支 15 人的小團(tuán)隊(duì)也成長為 653 人的中型隊(duì)伍（數(shù)據(jù)來自天眼查），在這 15 年間，中微和尹志堯都經(jīng)歷了些什么？與非網(wǎng)帶你一起解鎖。
資金方面
在美國應(yīng)用材料，尹志堯所屬的部門每年有 2 億美元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)。
而作為行業(yè)老大的美國應(yīng)用材料，在過去 10 年中，平均每年的研發(fā)投入超過 10 億美元。
歸國創(chuàng)業(yè)時(shí)，上海市政府支持了 5000 萬元的啟動資金，另外他們還自籌了 150 萬美金。
這點(diǎn)錢對于一個做半導(dǎo)體設(shè)備的公司而言簡直是杯水車薪，因此解決資金問題，是公司能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的頭號難題。
為了籌資，他跑遍所有可能注資的機(jī)構(gòu)和企業(yè)，卻沒能拿回一分錢。當(dāng)時(shí)國內(nèi)的投資機(jī)構(gòu)，對這種扔進(jìn)去幾十個億可能連個響都聽不到的行業(yè)，并不感興趣。無奈，尹志堯只得前往美國硅谷融資，那里的許多風(fēng)投機(jī)構(gòu)看好這個華人創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)。在硅谷，中微完成了華登國際領(lǐng)投的 3949 萬美元 A 輪融資。
再后來的十多年，國內(nèi)的基金和投資商逐漸地了解了這一行業(yè)，開始投資支持中微的發(fā)展。其中，在《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》發(fā)布后，中微成為了第一家“大基金”投資的企業(yè)。經(jīng)過幾輪的融資，再到科創(chuàng)板上市，中微注冊資本達(dá)到 53486.224 萬人民幣，市值突破 350 億元。占股前三的分別是上海創(chuàng)業(yè)投資有限公司（21.42%）、國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（20.74%）以及公司員工（20%左右）。
具體融資情況見下表：
信息源：天眼查
技術(shù)方面
圖源：中微官網(wǎng)
中微副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理曹煉生表示中微每年的研發(fā)支出差不多是 5000 萬美金，即人民幣 3 億多，雖然從數(shù)量級上來說，這僅僅是美國應(yīng)用材料 10 億美元的二十分之一（占營收 20%），但對于中微來說算是巨大的壓力，以 2017 年的 10 億營收為例，研發(fā)支出占比營收 30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于美國應(yīng)用材料。這是追趕要付出的代價(jià)，當(dāng)然大量的研發(fā)投入也會帶來相應(yīng)的產(chǎn)出。
2007 年 6 月，首臺 CCP 刻蝕設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國內(nèi)客戶。
2010 年 6 月，首臺 TSV/MEMS/Dicing 刻蝕設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往客戶。
2011 年 11 月，中微 45 納米介質(zhì)刻蝕設(shè)備研制成功。
2012 年 11 月，首臺 MOCVD 設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國內(nèi)客戶。
2013 年 12 月，中微 22 納米介質(zhì)刻蝕設(shè)備研制成功。
2016 年 1 月，中微 14 納米介質(zhì)刻蝕設(shè)備研制成功。
2016 年 2 月，首臺 VOC 設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國內(nèi)客戶。
2016 年 6 月，首臺第二代 MOCVD 設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國內(nèi)客戶。
2016 年 8 月，中微 7 納米介質(zhì)刻蝕設(shè)備研制成功。
2016 年 11 月，首臺單反應(yīng)臺 ICP 刻蝕設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國內(nèi)客戶。
2017 年 4 月，首臺雙反應(yīng)臺 ICP 刻蝕設(shè)備產(chǎn)品研制成功。
2017 年 7 月，中微刻蝕設(shè)備進(jìn)入國際先進(jìn) 7 納米生產(chǎn)線。
知識產(chǎn)權(quán)方面
在知識產(chǎn)權(quán)方面，尹志堯和他的團(tuán)隊(duì)是有遠(yuǎn)見卓識的，在美國啟程之時(shí)未帶一份工藝配方、設(shè)計(jì)圖紙回國，這既是迫于美國政府搜查的無奈，也是為了避免今后的知識產(chǎn)權(quán)糾紛。同時(shí)他們深知知識產(chǎn)權(quán)的重要性，從創(chuàng)業(yè)以來，中微已經(jīng)累積申請了包括國內(nèi)外的 1200 多項(xiàng)專利，已授權(quán)數(shù)達(dá) 961 項(xiàng)。
信息源：中微官網(wǎng)
這些動作最后都被驗(yàn)證有效，中微的快速發(fā)展引起了國際社會及同業(yè)競爭對手的廣泛關(guān)注，而美國的競爭對手更是虎視眈眈，對中微高度警惕。在過去的 10 多年里，美國應(yīng)用材料、泛林半導(dǎo)體、維科三大半導(dǎo)體設(shè)備公司輪番對中微發(fā)起商業(yè)機(jī)密和專利侵權(quán)的法律訴訟，意圖遏制中微的發(fā)展，但在這三次知識產(chǎn)權(quán)維權(quán)戰(zhàn)役中，中微均以充分的準(zhǔn)備和淡定的姿態(tài)，贏得了最后的勝利。
國內(nèi)外刻蝕機(jī)行業(yè)分析
近年來，晶圓廠的建設(shè)帶動了設(shè)備需求量的增長，根據(jù) VLSI Research 統(tǒng)計(jì)，2018 年全球半導(dǎo)體設(shè)備系統(tǒng)及服務(wù)銷售額為 811 億美元，其中前五大半導(dǎo)體設(shè)備制造廠商，由于起步較早，憑借資金、技術(shù)、客戶 資源、品牌等方面的優(yōu)勢，占據(jù)了全球半導(dǎo)體設(shè)備市場 65%的市場份額。
信息源：VLSI Research
需求市場帶動供給市場的同時(shí)，也激發(fā)了投資熱潮，據(jù)廣證恒生在研報(bào)中預(yù)計(jì)：晶圓廠帶來的設(shè)備投資額在 2017-2018 年為 220 億美元，2019-2020 年為 880 億美元，2021-2022 年為 1100 億美元。
另有研究顯示，2015 年 -2020 年五年間，中國半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的投資將高達(dá) 650 億美元，其中，設(shè)備的投入高達(dá) 500 億美元，這意味著在芯片生產(chǎn)線的建設(shè)中，中微所處的高端設(shè)備領(lǐng)域就要花掉總投資額七成以上。同時(shí)，這些年來，中國芯片制造設(shè)備 95%以上都依賴進(jìn)口，包括刻蝕設(shè)備：全球刻蝕設(shè)備市場一直由應(yīng)用材料、泛林半導(dǎo)體和東京電子三家公司主導(dǎo)。
中微的出現(xiàn)與技術(shù)突破，在一定程度上改善了我國刻蝕機(jī)單純依靠進(jìn)口的窘境。
信息源：2018《互聯(lián)網(wǎng)周刊》&eNet 研究院選擇排行
從國際貿(mào)易的角度來看，由于中微等離子體刻蝕機(jī)的成功研發(fā)和量產(chǎn)，美國商務(wù)部取消了等離子體刻蝕機(jī)對中國的出口控制，算是幾十個“松脖子”計(jì)劃成功的一小步。
從市場占有率看，中微公司在全球介質(zhì)刻蝕設(shè)備市場中占有 2.5%的市場份額，在全球電容性刻蝕設(shè)備市場中占有 1.4%的市場份額。也就是說，雖然中微的部分技術(shù)水平和應(yīng)用領(lǐng)域已達(dá)到國際同類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，并已應(yīng)用于全球最先進(jìn)的 7 納米和 5 納米生產(chǎn)線，但在銷售體量上與美國、日本、荷蘭等巨頭企業(yè)相比，差距不小。
當(dāng)然，國內(nèi)也不止中微一家在從事集成電路裝備的研發(fā)工作，另外還有中微、北微和金盛微納等。只不過與中微相比，技術(shù)方面還需要進(jìn)一步突破。
信息源：2018《互聯(lián)網(wǎng)周刊》&eNet 研究院選擇排行
中微的未來——“活下去”
如何活著？
尹志堯有著獨(dú)特的見解：“要做就做世界第一，做中國第一也會讓別人替代！”在技術(shù)不輸于人的情況下，做到世界第一的首要問題就是提高市場占有率。
目前中微的主營產(chǎn)品包括以下三類：
第一類，等離子體刻蝕機(jī)［Primo D-RIE 以及 Primo AD-RIE］，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、IC 芯片制造；
第二類，TSV 硅通孔刻蝕機(jī)［Primo TSV］，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體先進(jìn)封裝制造；
第三類，MOCVD 設(shè)備［Primo D-BLUE］，是 LED 芯片生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。
圖源：中微官網(wǎng)
關(guān)于如何進(jìn)一步突破上述市場占有率？尹志堯在接受《科創(chuàng)板日報(bào)》記者采訪時(shí)表示：“對于中國本土的集成電路公司，中微的產(chǎn)品是比較容易進(jìn)入的，中微的產(chǎn)品在國內(nèi)的市場占有率也還不錯。但進(jìn)入國外市場不會像進(jìn)入國內(nèi)市場那么快，在國際市場，真正做到相當(dāng)好的占有率，還需要一段時(shí)間努力”。
他認(rèn)為：“刻蝕是一個慢工出細(xì)活的工作，精細(xì)的刻蝕會有幾百種上千種不同的應(yīng)用，每個應(yīng)用都要花比較長的時(shí)間才能真正核準(zhǔn)，作為客戶來講，真正完全新的設(shè)備，需要經(jīng)過長期的驗(yàn)證，總的來講，這些占有率會逐漸提高的”。
另一位中微的高管補(bǔ)充道：“中微之前只有電容性的刻蝕產(chǎn)品，但在過去兩年中，中微又進(jìn)一步推出了電感性的刻蝕，因此，會在原有的電容性刻蝕的客戶的基礎(chǔ)上，去跟客戶談電感性刻蝕的合作，這種拓展方式可以相對快速地提高市場占有率”。
寫在最后
成功永遠(yuǎn)不是一蹴而就的，需要更多地投入與鉆研，服務(wù)好每一個員工、每一位客戶，然后靜心等待，市場的饋贈不會遲到。
