中微公司董事長尹志堯證實，公司在國產(chǎn)化設(shè)備賽道上，將更積極發(fā)展，既有的等離子刻蝕設(shè)備成功進(jìn)入 5nm 制程供應(yīng)鏈后，將正式進(jìn)軍化學(xué)薄膜設(shè)備領(lǐng)域。
尹志堯更透露，中微目前已經(jīng)組建團(tuán)隊，開發(fā) LPCVD 設(shè)備，聚焦在存儲芯片等領(lǐng)域；另一組團(tuán)隊聚焦開發(fā) EPI 設(shè)備，應(yīng)用于邏輯晶圓代工。
根據(jù)《問芯Voice》了解，化學(xué)沉積薄膜和外延生長設(shè)備市場的規(guī)模約 130 億美元。這與中微擅長的等離子刻蝕設(shè)備的市場規(guī)模差不多，等離子刻蝕設(shè)備的市場規(guī)模也約 120 億美元，預(yù)計到 2025 年會超過 150 億美元。
中微入局半導(dǎo)體薄膜設(shè)備 CVD 意義重大，將填補(bǔ)國產(chǎn)設(shè)備上，仍舊是空白的 CVD 市場。
值得關(guān)注的是，中微成立 16 年以來，一路突圍應(yīng)用材料、Lam Research 兩大巨頭的圍攻，纏繞多年的專利侵權(quán)戰(zhàn)役幾乎成為半導(dǎo)體知識產(chǎn)權(quán)教科書的范本。
隨著中微入局化學(xué)薄膜領(lǐng)域，這三家 “宿敵” 或?qū)⒃僦匮菔嗄昵暗膹P殺戰(zhàn)。更有趣的是，應(yīng)用材料、Lam Research 都曾是尹志堯的 “老東家”。
“卡脖子” 的半導(dǎo)體設(shè)備
美國為了阻止中國在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域上的突破，這三年來連續(xù)發(fā)出數(shù)道 “明令”，一手扼殺華為，另一手壓制住中芯國際，目的在于制止中國在 5G 和先進(jìn)制程上的前進(jìn)。美國能如此肆無忌憚，靠的就是手上的終極王牌：半導(dǎo)體設(shè)備。
說來令人傷心，半導(dǎo)體制程發(fā)展的過程，設(shè)備技術(shù)一定是走在芯片制造到前面。若是沒有機(jī)臺設(shè)備被成功研發(fā)出來，要怎么生產(chǎn)芯片呢？
不過，過去長達(dá)數(shù)十年，設(shè)備產(chǎn)業(yè)是備受冷落，甚至可說不太受重視。
雖然芯片也算是 To B 產(chǎn)業(yè)，而并非 To C，沒有主動面向消費者，更不會有消費者可以主動到超市推著購物車去采買芯片，還講究哪個品牌、哪一家代工廠。但至少拆開一臺手機(jī)、PC 去研究，仍是可以探索出芯片是由誰設(shè)計或那一家代工廠生產(chǎn)的。
但是，沒有人會問：這顆芯片是用哪一家的機(jī)臺設(shè)備做的？
或許你會說，半導(dǎo)體設(shè)備商悶聲發(fā)大財就好，企業(yè)品牌知名度對于消費者而言，有這么重要嗎？但這樣的說法只對了一半。
因為，全球所有設(shè)備商遇到最頭痛的問題，就是每年到了招募季節(jié)，所有理工科的畢業(yè)生只一心向往進(jìn)入龍頭 IC 設(shè)計、IC 制造企業(yè)工作。即使是全球名列前茅的設(shè)備企業(yè)，在理工科畢業(yè)生的眼中，仍是相當(dāng)陌生。
因此，設(shè)備廠這幾年很積極讓企業(yè)文化與形象能貼近普羅大眾，為的不是希望消費者在買手機(jī)時能說出：我要一款使用 XXX 設(shè)備生產(chǎn)出來的芯片的手機(jī)。而是希望企業(yè)文化形象能走入大眾視野，讓招募更順利。
制造三大關(guān)鍵：光刻、刻蝕、薄膜沉積
過去給人冰冷、剛硬形象的半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)，這幾年要 “感謝” 美國的一道道禁令所賜，“知名度” 是水漲船高，人人都知道國內(nèi)芯片被 “卡脖子” 關(guān)鍵是設(shè)備。
一般民眾不一定喊得出三家芯片制造商的名字，但肯定會知道：“就是那一臺荷蘭的光刻機(jī)，怎樣都不肯出口給中國！”
卡住中國半導(dǎo)體制造的環(huán)節(jié)，絕對不是只有光刻機(jī)。也不是有了一臺 ASML 的 EUV 光刻機(jī)，芯片就能如印鈔機(jī)般源源不絕地生產(chǎn)出來。
半導(dǎo)體制造流程的三大關(guān)鍵：光刻、刻蝕、薄膜沉積中，刻蝕技術(shù)算是最早突破的。
中微也憑借著刻蝕設(shè)備的技術(shù)實力，躍升為全球主要的半導(dǎo)體設(shè)備商之一。
2015 年，美國商務(wù)部工業(yè)安全局宣布取消等離子刻蝕機(jī)臺對中國的出口限制，原因是：在中國已經(jīng)有一家非美國的公司（中微公司），有能力供給足夠數(shù)量和等同質(zhì)量的刻蝕機(jī)，繼續(xù)實施出口管制已無意義。
從那時起，中微與美國商務(wù)部一直保持良好互動。但諷刺的是，今年一月，中微居然毫無預(yù)警地被美國國防部列入黑名單，指名為 “涉軍企業(yè)”。
被莫名 “拉黑”，尹志堯回應(yīng)，美國國防部是在完全沒有溝通的情況下，就將中微列入涉軍企業(yè)。但這對公司商業(yè)運作沒有影響。
他也強(qiáng)調(diào)，中微目前仍在美國商業(yè)部的終端客戶名單中，一直堅持合法合規(guī)經(jīng)營，產(chǎn)品和服務(wù)都沒有涉軍，也沒有軍方投資。目前中微持續(xù)和國防部、財政部進(jìn)行溝通，以充分理由要求從名單中去除。
進(jìn)軍薄膜設(shè)備，填補(bǔ)國產(chǎn)設(shè)備空白
中微公司的另一個大動作，是宣布將進(jìn)軍半導(dǎo)體化學(xué)薄膜設(shè)備領(lǐng)域。
中微一直有做 LED 領(lǐng)域用的薄膜設(shè)備 MOCVD，這是公司除了刻蝕設(shè)備以外的另一大運營支柱。
不過，在半導(dǎo)體薄膜設(shè)備領(lǐng)域，國內(nèi)幾乎呈現(xiàn)一片空白，中微公司如今下決心殺入該領(lǐng)域，不意外，但也不容易。
全球半導(dǎo)體化學(xué)薄膜設(shè)備供應(yīng)商有應(yīng)用材料、Lam Research、ASM International，前兩家是美商，最后一家是荷商。
有相當(dāng)資深半導(dǎo)體設(shè)備從業(yè)人員對《問芯 Voice》透露，中微在成立的初期有立項做過半導(dǎo)體薄膜設(shè)備，只是當(dāng)時資源有限，公司最后決定將資源聚焦在刻蝕技術(shù)上。
半導(dǎo)體薄膜設(shè)備有很多的細(xì)分技術(shù)，每一個細(xì)分技術(shù)都有不同的供應(yīng)者和領(lǐng)先者，以下簡單分類：
PVCED 設(shè)備：應(yīng)用材料為龍頭，其次為 Lam Research
SACVD 設(shè)備：應(yīng)用材料獨大
LPCVD 設(shè)備：供應(yīng)商有應(yīng)用材料、Lam Research、ASM International
Epi CVD 設(shè)備：應(yīng)用材料、ASM International
ALD 設(shè)備：Lam Research、ASM International
Therma CVD（不用電漿 Plasma 技術(shù)）：東電 TEL、國際電氣 Kokusai Electric
“中微確實需要往外跨出新的技術(shù)領(lǐng)域，作為一家國產(chǎn)化半導(dǎo)體設(shè)備商代表，中微的產(chǎn)品線顯得太單薄！” 芯片供應(yīng)鏈對《問芯Voice》分析。
不單是半導(dǎo)體薄膜設(shè)備，中微也開始布局量測產(chǎn)業(yè)，日前入股半導(dǎo)體前道工藝薄膜檢測設(shè)備業(yè)者上海睿勵。
相隔十多年，與應(yīng)用材料、泛林再交鋒
中微公司進(jìn)入半導(dǎo)體薄膜設(shè)備領(lǐng)域，勢必會與應(yīng)用材料、Lam Research 兩大巨頭正面交鋒。
這不禁讓人兩起十多年前，在中微剛成立之時，應(yīng)用材料、Lam Research 發(fā)動長達(dá)數(shù)年且數(shù)次的專利侵權(quán)訴訟，中微最后都能成功脫身。甚至是三年前，Veeco 再度舉起專利大刀揮向中微，最后中微依舊獲勝。
厚實的專利壁壘，以及創(chuàng)業(yè)過程對于知識產(chǎn)權(quán)的高度重視，絕對是中微在每一次的專利大戰(zhàn)中，屢戰(zhàn)屢勝的關(guān)鍵。在此不多敘述這精采過程，因為業(yè)界多已耳熟能詳。
中微在進(jìn)入半導(dǎo)體薄膜設(shè)備，勝算有多少？如何突破巨頭環(huán)伺的戰(zhàn)局？
中微進(jìn)入刻蝕設(shè)備以來，經(jīng)歷 16 年時間，晉身國產(chǎn)化設(shè)備領(lǐng)軍企業(yè)之余，還有一項成就別具意義，就是中微的設(shè)備成功走向海外市場。
在臺積電高端制程技術(shù)邁入全球龍頭的同時，中微公司也是一路相隨。目前，中微的刻蝕機(jī)臺已經(jīng)打入臺積電 16nm、7nm、5nm 等高端制程設(shè)備供應(yīng)鏈。
巨頭會永遠(yuǎn)不可撼動嗎？半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競爭異常激烈，一個小地方?jīng)Q策錯誤，歷史就會被翻轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在的 Lam Research 是全球刻蝕機(jī)臺的龍頭。但在 2000 年前，應(yīng)用材料才是刻蝕機(jī)臺的龍頭。
一位在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域從業(yè)超過 20 年的資深人士告訴《問芯 oice》，應(yīng)用材料在刻蝕設(shè)備領(lǐng)域橫著走，是 2000 年以前的 8 寸晶圓廠的年代。當(dāng)整個產(chǎn)業(yè)進(jìn)入 12 寸晶圓后，應(yīng)用材料摔了大跤。
當(dāng)時最早開始建設(shè) 12 寸晶圓廠的業(yè)者是英特爾、英飛凌、三星等 IDM 大廠，臺積電在當(dāng)時的規(guī)模還不算大，且對于 8 寸轉(zhuǎn) 12 寸晶圓廠的步伐較為保守。
每一次的技術(shù)、規(guī)格等歷史轉(zhuǎn)折點，都反映著權(quán)力板塊的移轉(zhuǎn)。
應(yīng)用材料在全球 8 寸轉(zhuǎn) 12 寸晶圓的過程中，刻蝕機(jī)臺的勢力意外掉隊，龍頭地位拱手讓給 Lam Research。后來，應(yīng)用材料又花了很多年時間，才逐漸搶回一些刻蝕機(jī)臺的市占率。
應(yīng)用材料當(dāng)時為何會輸?shù)?12 寸刻蝕機(jī)臺一役？
《問芯Voice》調(diào)查了業(yè)界不同說法。一說技術(shù)沒跟上，因為應(yīng)用材料把資源分散給很多產(chǎn)品線，而 Lam Research 傾所有資源去開發(fā) 12 寸的刻蝕機(jī)臺。
另一說法是與臺積電有關(guān)。因為臺積電從 8 寸轉(zhuǎn) 12 寸時雖然不是領(lǐng)軍者，但臺積電看中這是一個世代勢力的轉(zhuǎn)換，因此非常積極蓋 12 寸廠，但當(dāng)時的應(yīng)用材料并沒有非常積極配合臺積電。最后，臺積電在全球半導(dǎo)體市場崛起，也把 Lam Research 的刻蝕機(jī)臺勢力帶了上來。
大陸蓋廠搶第一，國產(chǎn)設(shè)備比率卻低
統(tǒng)計 2018~2020 年期間，半導(dǎo)體前段設(shè)備中，占比最大的前四種設(shè)備分別是：等離子刻蝕機(jī)約 20~25%、光刻機(jī)占 18~21%、化學(xué)薄膜占 15~17%、檢測控制 11~13%。
目前，大陸和韓國分別以 25% 位居全球半導(dǎo)體前段設(shè)備機(jī)臺采購第一。這幾年中國代表性的半導(dǎo)體大廠包括中芯國際、華虹集團(tuán)、長江存儲、合肥長鑫等，各個都是一方之霸。
尹志堯回憶，在 10 年前，中國占全球設(shè)備采購比重僅占 3~5%。
他進(jìn)一步分析，目前中國要建置一條生產(chǎn)線，向美國采購機(jī)臺的比重仍是高達(dá) 50%、日本占 17%、荷蘭占 16%，真正在國內(nèi)采購的比重在 10% 以內(nèi)。
觀看國際半導(dǎo)體設(shè)備板塊，也是經(jīng)歷 30 多年的激烈競爭和淘汰賽，才有了現(xiàn)在三強(qiáng)（應(yīng)用材料、Lam Research、TEL）獨大的局面。這三大設(shè)備巨頭都已經(jīng)是百億美元以上的企業(yè)，且每年投入的研發(fā)費用也都約 10 億美元。
應(yīng)用材料：
年銷售 172.5 億美元
年研發(fā)經(jīng)費 20.2 億美元
Lam Research：
年銷售 110.8 億美元
年研發(fā)經(jīng)費 11.9 億美元
東京電子 TEL：
年銷售 106.2 億美元
年研發(fā)經(jīng)費 9.1 億美元
反觀國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備情況，大概有 50 家企業(yè)在做半導(dǎo)體設(shè)備，其中前段制程的公司占了 20 家。
半導(dǎo)體技術(shù)路線出現(xiàn)大變化
觀看半導(dǎo)體微觀技術(shù)的路線發(fā)展，近幾年發(fā)生很大變化。存儲技術(shù)依循摩爾定律發(fā)展到 13nm 左右遇到瓶頸，只好把電晶體從平面變成立起來，做成三維立體形式。
當(dāng) NAND Flash 晶體管架構(gòu)從 2D 變成 3D，對于設(shè)備需要最大的轉(zhuǎn)變，就是需要大量的薄膜機(jī)臺和等離子刻蝕機(jī)臺。
尤其到了 128 層 3D NAND 氮化硅、氧化硅層需要的薄膜設(shè)備更多，且等離子刻蝕復(fù)雜度高，幾乎需要 1~2 小時才刻蝕一片晶圓。
在 2D NAND 時代，整個半導(dǎo)體制程中，刻蝕占比僅 20%，到了 3D NAND 時代，刻蝕占比至少占到 50%。
目前中微的 CCP 刻蝕機(jī)在國內(nèi) 64 層和 128 層 3D NAND 技術(shù)中，市占率約在 34~35%。
在邏輯工藝方面，7nm 制程開始需要用到極紫外線 EUV 光刻機(jī)。但別忘了臺積電當(dāng)初推出第一版 7nm 制程時，是完全不用 EUV 光刻機(jī)生產(chǎn)的，光是靠多重曝光 Multi-Patterning 技術(shù)就可以把 7nm 量產(chǎn)推出。
意思是，在 7nm 節(jié)點上，生產(chǎn)流程有兩個選擇，一是用 EUV 配合多重曝光技術(shù)；二是全部使用多重曝光技術(shù)。
那為什么還需要 EUV 來生產(chǎn) 7nm 呢？
因為，若全數(shù)采用多重曝光技術(shù)生產(chǎn)，要一直不斷地重復(fù)曝光，不但使得生產(chǎn)周期（cycle time）變得很長，且成本變很高。因此，半導(dǎo)體廠在 7nm 制程以下，開始導(dǎo)入 EUV 機(jī)臺。
不過，即使是導(dǎo)入 EUV 機(jī)臺，仍是不能跳過多重曝光步驟。而多重曝光流程，就會使得薄膜和刻蝕機(jī)臺的使用量增加。
在 28nm 制程的刻蝕僅需要 40 道，到了 14nm 需要 65 道、7nm 需要 140 道，進(jìn)入 5nm 之后，更需要高達(dá) 160 道刻蝕制程。
目前中微的 CCP 刻蝕機(jī)在國內(nèi)生產(chǎn) 28nm 制程的企業(yè)中，機(jī)臺設(shè)備的占有率約 39%。
半導(dǎo)體設(shè)備的兩大弱點
尹志堯指出，工欲善其事，必先利其器。一條半導(dǎo)體生產(chǎn)線的投資金額需要上百億美元，當(dāng)中至少需要 3000 臺設(shè)備，且有 70% 的投資費用都花在機(jī)臺設(shè)備上。
現(xiàn)在做 5nm 工藝，至少要經(jīng)歷 1000 個步驟，簡而言之，半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展的速度必須走在制程業(yè)的前面。
他也感嘆，如此核心的半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)卻有兩個弱點：
第一，規(guī)模小。前端設(shè)備規(guī)模約 500 億～600 億美元，僅芯片制造產(chǎn)業(yè) 10 分之 1 規(guī)模。
第二，半導(dǎo)體設(shè)備是 To B，一般民眾不知道這是什么。還好近期拜 “芯片熱” 之賜，越來越多人認(rèn)知到半導(dǎo)體設(shè)備是整個數(shù)碼產(chǎn)業(yè)的基石。
尹志堯指出，回顧數(shù)碼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程，都是被一代代應(yīng)用產(chǎn)品的浪潮推動前進(jìn)。1978 年是電子游戲、1982 年～1984 年是 PC 大量普及、2000 年互聯(lián)網(wǎng)興起、2007 年～2019 全球迎接智能手機(jī)狂潮。
中微公司目前的兩大產(chǎn)品線是前段的刻蝕機(jī)臺，以及應(yīng)用在 LED 生產(chǎn)的 MOCVD。
前段的刻蝕機(jī)臺為 CCP 電容性刻蝕機(jī)、ICP 電感型刻蝕機(jī)、深硅刻蝕機(jī)。
在全球 120 億美元的刻蝕設(shè)備市場中，CCP 和 ICP 分別占 48 億美元和 76 億美元。
中微公司的刻蝕設(shè)備的客戶如下：臺積電、英特爾、聯(lián)電、格芯、SK 海力士、意法半導(dǎo)體、博世、長江存儲、華力微、中芯國際、合肥長鑫、華虹宏力。
MOCVD 機(jī)臺的客戶：三安光電、晶元光電、華燦光電、三星等。
中微公司指出，截至 2020 年底，有 1721臺反應(yīng)臺在 54 家芯片企業(yè)的 73 條生產(chǎn)線中，進(jìn)入全面量產(chǎn)。
未來十年三維發(fā)展
尹志堯指出，經(jīng)歷 2020 年突如其來疫情和國際情勢劇烈動蕩，中微仍取得可喜的進(jìn)展，未來 5G、云端數(shù)據(jù)需求暴增，更對半導(dǎo)體設(shè)備的需求出現(xiàn)強(qiáng)勢增長。
他進(jìn)一步指出，為了降低行業(yè)波動性對公司的影響，未來十年將采取三個維度的發(fā)展策略。第一個維度是從目前的等離子刻蝕設(shè)備，擴(kuò)展到化學(xué)薄膜設(shè)備，以及刻蝕及薄膜有關(guān)的測試等關(guān)鍵設(shè)備。
第二個維度是擴(kuò)展在泛半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域的產(chǎn)品，如用于制造 MEMS、CIS 圖像傳感器的刻蝕設(shè)備、制造藍(lán)光 LED 的 MOCVD 設(shè)備，擴(kuò)展到更多的微觀器件加工設(shè)備，以及制造深紫外 LED、Mini-LED、Micro-LED 等設(shè)備產(chǎn)品。
第三個維度是探索核心技術(shù)在環(huán)境保護(hù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用。
在國產(chǎn)設(shè)備的路途上，要突破國際巨頭的封鎖，還有一段非常長的路要走。關(guān)鍵的設(shè)備業(yè)從過去不為外人所了解，但如今成為人人都朗朗上口的 “卡脖子” 核心。
中微公司在尹志堯的帶領(lǐng)下，下一個十年要朝三個維度來發(fā)展，更要從近 20 年來打下的刻蝕機(jī)臺基礎(chǔ)，跨足到全新的化學(xué)薄膜設(shè)備領(lǐng)域。任重道遠(yuǎn)，更須奮鞭策馬。
