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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’實現(xiàn)中國制造，突破外企獨霸！”
“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)院院長劉明院士時表示他已不堪其擾：希望媒體能夠做到事實報道，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，中微已開發(fā)出 5 納米技術(shù)?！边@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。
芯片刻蝕機不是光刻機
從上世紀 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指出，由于光刻機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?，其實光刻機和刻蝕機是兩種不同的設(shè)備。光刻機的工作原理是用光將掩膜版上的電路結(jié)構(gòu)臨時復(fù)制到硅片上。而刻蝕機的工作原理是按光刻機刻出的電路結(jié)構(gòu)，在硅片上進行微觀雕刻，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，刻蝕機可以分為干刻、濕刻兩種。濕刻一般借助化學(xué)液體進行刻蝕工作，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，比如擴散爐、光刻機、刻蝕機、離子注入機、薄膜淀積設(shè)備、化學(xué)機械拋光劑、清洗機等，但其中占設(shè)備投資總額最大的，第一是光刻機（占 20%），第二是刻蝕機（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，父親是留日回國報效的電化學(xué)專家，中學(xué)時代就讀于北京四中。
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，先是進入英特爾工作，負責(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 項美國專利和 200 多項各國專利，被譽為“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，時任上海市經(jīng)濟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。我們一起干吧！”
“給外國人做了這么多年嫁衣，是時候給祖國和人民做點貢獻了?！边@就是尹志堯給出的答案。
咬住國際先進水平不放松——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，多的可能有 25~30 年的工作經(jīng)驗，并且他們的專業(yè)各不相同，有做機械設(shè)計的、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（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 人的小團隊也成長為 653 人的中型隊伍（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。
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，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，是公司能夠正常運轉(zhuǎn)的頭號難題。
為了籌資，他跑遍所有可能注資的機構(gòu)和企業(yè)，卻沒能拿回一分錢。當(dāng)時國內(nèi)的投資機構(gòu)，對這種扔進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)投機構(gòu)看好這個華人創(chuàng)業(yè)團隊。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%，遠遠高于美國應(yīng)用材料。這是追趕要付出的代價，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)備進入國際先進 7 納米生產(chǎn)線。
知識產(chǎn)權(quán)方面
在知識產(chǎn)權(quán)方面，尹志堯和他的團隊是有遠見卓識的，在美國啟程之時未帶一份工藝配方、設(shè)計圖紙回國，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 多項專利，已授權(quán)數(shù)達 961 項。
信息源：中微官網(wǎng)
這些動作最后都被驗證有效，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，中微均以充分的準備和淡定的姿態(tài)，贏得了最后的勝利。
國內(nèi)外刻蝕機行業(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，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，也激發(fā)了投資熱潮，據(jù)廣證恒生在研報中預(yù)計：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 650 億美元，其中，設(shè)備的投入高達 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，這些年來，中國芯片制造設(shè)備 95%以上都依賴進口，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單純依靠進口的窘境。
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對中國的出口控制，算是幾十個“松脖子”計劃成功的一小步。
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)域已達到國際同類產(chǎn)品的標準，并已應(yīng)用于全球最先進的 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［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［Primo TSV］，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體先進封裝制造；
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)于如何進一步突破上述市場占有率？尹志堯在接受《科創(chuàng)板日報》記者采訪時表示：“對于中國本土的集成電路公司，中微的產(chǎn)品是比較容易進入的，中微的產(chǎn)品在國內(nèi)的市場占有率也還不錯。但進入國外市場不會像進入國內(nèi)市場那么快，在國際市場，真正做到相當(dāng)好的占有率，還需要一段時間努力”。
他認為：“刻蝕是一個慢工出細活的工作，精細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間才能真正核準，作為客戶來講，真正完全新的設(shè)備，需要經(jīng)過長期的驗證，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。
