《電子技術(shù)應(yīng)用》
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制約中國半導(dǎo)體發(fā)展的“三座大山”是什么?中微又是如何翻山越嶺的呢,?

2021-11-19
來源:芯鋰話
關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體 中微 臺積電

2004年,,已經(jīng)爬到“硅谷頂峰”的尹志堯博士回國創(chuàng)業(yè),,除了18位懷著同樣理想的資深工程師外,,他沒有帶回任何的資料,。

之所以選擇空手而歸,,是因?yàn)橐緢虿┦繌囊婚_始就預(yù)料了這次創(chuàng)業(yè)必將“兇險(xiǎn)萬分”,,他要回國創(chuàng)立屬于中國自己的刻蝕機(jī)公司。在當(dāng)時,,中國刻蝕機(jī)行業(yè)仍是一片空白,,想要做到零的突破,勢必會遭到打壓,,稍有不慎就會被“專利”鎖喉,。

得益于精英化的團(tuán)隊(duì)配置,尹志堯博士創(chuàng)建的中微公司很快就在2007年推出了自己第一款刻蝕機(jī),,并獲得客戶的首肯,。然而就在中微首款產(chǎn)品推出后不久,公司就遭到多次“專利訴訟”,,好在尹志堯博士此前做的準(zhǔn)備充足,,才幫助中微接連贏下了三場專利官司。

時至今日,,中微公司的刻蝕機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)突破5nm制程,,成功躋身世界最大半導(dǎo)體公司臺積電的供貨商名單,并與其共同研發(fā)下一代技術(shù),。

2020年Q2季度,,全球前十名半導(dǎo)體芯片代工廠商合計(jì)市場份額達(dá)95.6%,呈現(xiàn)高度集中的態(tài)勢,。在前十名的公司中,,中微拿下了七家公司,合計(jì)市場份額高達(dá)73.9%,。

雖然中微并非這些公司的唯一供應(yīng)商,,但能夠進(jìn)入如此多芯片代工企業(yè)的供應(yīng)商名單,已經(jīng)足以說明中微公司的核心技術(shù)力,。

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈被頻頻“卡脖子”的當(dāng)下,,中微公司憑借完全自主的技術(shù)躋身國際一線陣營,這背后的故事值得我們深思,。

通過復(fù)盤中微刻蝕機(jī)的崛起之路,,我們發(fā)現(xiàn)中國半導(dǎo)體行業(yè)目前存在“三座大山”,。究竟長期制約中國半導(dǎo)體發(fā)展的“三座大山”是什么?完全自主的中微又是如何翻山越嶺的呢,?

/ 01 /

第一座大山:人才虹吸效應(yīng)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)屬于高端制造業(yè),,對專業(yè)人才依賴性極強(qiáng)。中國半導(dǎo)體遲遲無法突圍,,其最核心的原因正在于人才的短缺,,這也是壓制中國半導(dǎo)體發(fā)展的“第一座大山”。

人才匱乏并非因?yàn)橹袊瞬粔騼?yōu)秀,,而是我們的專業(yè)人才并未為我們所用,。美國是當(dāng)今世界科研體系最完美的國家,無論是“科研氛圍”還是“個人待遇”,,其都有著無與倫比的優(yōu)勢,。全球科學(xué)家都以能夠融入美國科學(xué)界為目標(biāo),正是這種“人才虹吸效應(yīng)”導(dǎo)致我國培養(yǎng)的頂尖人才往往不能為己所用,。

尹志堯博士在接受采訪時曾向記者傾訴,,自己在英特爾工作時,身邊負(fù)責(zé)科研的領(lǐng)導(dǎo)和同事幾乎都是華人,,美國最尖端的研究組中,,是從來不缺少華人的。

如何將我國高校培養(yǎng)出來的人才召回己用,,已經(jīng)成為我國半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵,。

正是因?yàn)樯钪瞬诺闹匾緢虿┦坎艜诓粠Щ厝魏呜?cái)物的情況下,,唯獨(dú)帶回了一眾滿懷理想的工程師,而人才恰恰成為中微公司破局的關(guān)鍵,。

尹志堯博士初期帶回的工程師中,,有15名跟隨創(chuàng)業(yè),他們構(gòu)成了中微公司的核心研究框架,。中微公司后續(xù)所承擔(dān)的多項(xiàng)重大科研項(xiàng)目,,幾乎都是由早期帶回的15個核心工程師所領(lǐng)導(dǎo)的。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)極為復(fù)雜,,涉及項(xiàng)目規(guī)劃,、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝開發(fā)等多個環(huán)節(jié),,不僅需要懂產(chǎn)業(yè)專家,,還需要精通等離子體物理、射頻及微波學(xué),、結(jié)構(gòu)化學(xué),、微觀分子動力學(xué),、光譜及能譜學(xué)、真空機(jī)械傳輸?shù)认嚓P(guān)學(xué)科的專業(yè)人員,。

為了能夠吸引來自全世界的半導(dǎo)體設(shè)備專家,,中微公司開創(chuàng)A股先河的采用“全員持股”的方式,有效的提升了關(guān)鍵技術(shù)人員的忠誠度和歸屬感,,最大限度的降低關(guān)鍵技術(shù)人員流失的風(fēng)險(xiǎn),。

中微公司招股書顯示,在上市的時候,,中微公司共有845名員工直接或間接持有公司約18.25%的股份,。其中,創(chuàng)始人尹志堯在內(nèi)的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)持股3.25%,,員工持股平臺南昌智微,、中微亞洲、Grenade,、Bootes,、勵微投資、芃徽投資共持有公司15%的股份,。

在未來很長一段時間中,,“人才虹吸效應(yīng)”都將是制約中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的絆腳石。中微公司用全員持股的方式,,一定程度上增加了自身對人才的吸引力,,但這卻并不能根治這一難題。

“科研氛圍”是一個很玄幻的詞匯,,它并沒有實(shí)質(zhì)的具象,,而是一種虛擬的感受。如何增加我國的“科研氛圍”,,勢必要打破校園的“象牙塔”,,讓學(xué)術(shù)真正的走進(jìn)基層企業(yè),才能在實(shí)踐中得出真知,,這也是中國產(chǎn)業(yè)根本上趕超世界強(qiáng)國的唯一途徑,。

/ 02 /

第二座大山:專利的枷鎖

中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)并非不具備制造能力,而是受專利所限,,無法合法生產(chǎn),。從華為到中芯國際,無一不被專利技術(shù)“卡脖子”,。

就像絕大多數(shù)中國企業(yè)那樣,,2007年中微公司推出首臺CCP刻蝕機(jī)后,就遭到美國應(yīng)用材料公司的起訴。

應(yīng)用材料起訴中微的理由很簡答,,因?yàn)橐緢虿┦吭趹?yīng)用材料做到總公司副總裁,,領(lǐng)導(dǎo)和開發(fā)了全球一半以上的刻蝕機(jī)產(chǎn)品。應(yīng)用材料想當(dāng)然的認(rèn)為,,中微公司用的是他們的技術(shù),。

但實(shí)際上,在回國的時候,,尹志堯博士和團(tuán)隊(duì)就做好了專利攻堅(jiān)的打算,,不僅沒有使用任何應(yīng)用材料的技術(shù)專利,甚至連技術(shù)構(gòu)想都是重新研究的,。理所當(dāng)然的,,中微公司贏下了與應(yīng)用材料的官司,在2010年雙方最終達(dá)成和解,。

然而,,應(yīng)用材料的專利訴訟僅僅是個開始,2009年和2017年,,中微公司分別遭到泛林半導(dǎo)體和維易科的專利訴訟,,但最終中微公司都以勝訴告終。

三次專利戰(zhàn)的勝利,,足以見證中微硬實(shí)力的含金量,,而同時也從側(cè)面反映出中國半導(dǎo)體行業(yè)的處境。每當(dāng)我們的公司在行業(yè)中有所突破時,,都會遭受到來自于歐美國家的專利打壓,,無論是否侵權(quán)。

正因?yàn)榱私獾綄@夹g(shù)的重要性,,中微公司從創(chuàng)立之初就把技術(shù)放在第一位,。截至 2021 年6月30日,中微公司共申請專利1870項(xiàng),,其中發(fā)明專利1613項(xiàng),,已獲授權(quán)專利 1106項(xiàng),其中發(fā)明專利 945項(xiàng),。包括CCP刻蝕機(jī)、ICP刻蝕機(jī),、MOCVD設(shè)備在內(nèi)的主要產(chǎn)品均擁有自主專利保護(hù),。

中微公司之所以能夠跨越“第二座大山”,是得益于早期初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的充分準(zhǔn)備,。但半導(dǎo)體歸根到底是一個集群性質(zhì)的產(chǎn)業(yè),,光靠一家中微公司是不夠的。

現(xiàn)如今,資本市場過于注重企業(yè)的盈利能力,,而忽略了他們在知識產(chǎn)權(quán)方面的積累,。縱觀中國企業(yè)數(shù)次被卡脖子的情況,,無一不是因知識產(chǎn)權(quán)所致,。

對于科技公司而言,知識產(chǎn)權(quán)應(yīng)該被格外看重,,知識產(chǎn)權(quán)也很有可能成為未來半導(dǎo)體投資的主線之一,。

/ 03 /

第三座大山:資本悖論

人們的生活離不開半導(dǎo)體,但研發(fā)半導(dǎo)體設(shè)備又是一個很燒錢的事情,。

對于上市公司而言,,賺錢分紅是為股東負(fù)責(zé);但同時中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)又需要大量的資金投入,,否則就只能受制于人,。不搞研發(fā)就會落后,搞研發(fā)又會燒錢,,盈利壓力與研發(fā)投入之間已經(jīng)形成無法回避的“資本悖論”,,這成為壓制中國半導(dǎo)體發(fā)展的“第三座大山”。

尹志堯曾向媒體透露,,中微公司成立16年的時間,,就已經(jīng)花掉了超過20億元的資金,然而全球龍頭應(yīng)用材料2020財(cái)年的研發(fā)投入就超過22億美元(約141億元),,幾乎是中微公司過去總投入的7倍,。

雖然中微的刻蝕機(jī)已經(jīng)擠進(jìn)國際一線行列,但未來卻不得不面對來自國際巨頭競爭對手的沖擊,。數(shù)十倍研發(fā)費(fèi)用的差距,,依然讓中微公司不能有任何的放松。

從業(yè)務(wù)層面分析,,中微公司與應(yīng)用材料還是存在差異的,,應(yīng)用材料如此多的研發(fā)投入并非只針對刻蝕機(jī)一個細(xì)分領(lǐng)域,而是全面布局除光刻機(jī),、觸角顯影機(jī)外的半導(dǎo)體前道設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈,。

在國內(nèi),2010年上市的北方華創(chuàng)采用與應(yīng)用材料相似的發(fā)展策略,,也是聚焦光刻機(jī)外的前道設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈,。雖然上市較早,但北方華創(chuàng)2020年的研發(fā)費(fèi)用也僅為6.7億元,,不足應(yīng)用材料研發(fā)費(fèi)用的5%,。

無論是先一步上市的北方華創(chuàng),還是后來的中微公司他們都遇到了同樣的難題,那就是本身在技術(shù)上就處于落后身位,,而研發(fā)支出又遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后對手,,始終處于追趕之中,同時這也是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所普遍存在的問題,。

不同于北方華創(chuàng)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局,,中微公司只將注意力聚焦于刻蝕機(jī)和MOCVD設(shè)備之上。雖然業(yè)務(wù)聚焦限制了中微公司的規(guī)模增長,,但同時更聚焦的研發(fā)則能讓自身與國際競爭對手的研發(fā)支出差距縮小,。

刻蝕工藝共有兩條技術(shù)路線,分別是濕法刻蝕和干法刻蝕,。目前濕法刻蝕由于各向異性較差,,所以應(yīng)用較少,干法刻蝕成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù),。干法刻蝕又分為電容耦合等離子體刻蝕(簡稱CCP),、電感耦合等離子體刻蝕(ICP)兩種主流路線。

中微公司早期單以CCP技術(shù)為突破點(diǎn),,在CCP刻蝕機(jī)達(dá)到國際一流水準(zhǔn)后,,才逐漸加深對于ICP和MOCVD的研究。CCP與ICP并非取代的關(guān)系,,而是同時存在于半導(dǎo)體前道工序中,,因此入局ICP有望加深中微公司的業(yè)務(wù)規(guī)模。

對于技術(shù)落后,,很多投資者不以為意,,既然技術(shù)落后,那我們就追加投入,!但真的有那么容易嗎,?

且不提研發(fā)本身就存在失敗的概率,單純提升研發(fā)投入很可能打破公司的支出平衡,,讓公司陷入虧損之中,,而這恰恰是國內(nèi)投資者最不愿看到的事情。

這種對于虧損的擔(dān)心,,完全是因?yàn)橘Y本對于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)缺乏信心,。在中微公司創(chuàng)立之初,其實(shí)尹志堯博士就曾遇到資金不足的問題,,直到最終拿到國開行的投資,,中微公司才沒有“夭折”。

回過頭看,,國開行對于中微公司的投資無比成功,,現(xiàn)在的中微公司不僅躋身國際刻蝕機(jī)一線廠商行列,而且市值也已經(jīng)超過928億元,,但今天的成功正是建立在過去的虧損之中,。

如此分析,僅靠資本市場是不足以解決中國半導(dǎo)體企業(yè)落后的情況,,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,仍需要大基金的支持。2019年半導(dǎo)體基金的建立讓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的資金壓力有所緩解,,但想要徹底解決資金問題,,仍需完善更多的融資渠道。

此外,,投資者也需要轉(zhuǎn)換思維,,從單純注重盈利轉(zhuǎn)移至重視公司的科技價值。

/ 04 /

結(jié)語:中微的啟示

縱觀整個半導(dǎo)體前道設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈,,刻蝕機(jī),、光刻機(jī)和薄膜沉積設(shè)備是市場占比較高的三大細(xì)分行業(yè),分別占整個市場的25%,、22%和22%,。

作為半導(dǎo)體前道設(shè)備中市場規(guī)模最大的細(xì)分行業(yè),刻蝕機(jī)也曾與光刻機(jī)一樣是《瓦森納協(xié)定》所封鎖的重點(diǎn),。但隨著中微公司的突圍,,如今《瓦森納協(xié)定》已經(jīng)解除了對刻蝕機(jī)的封鎖,使得中國刻蝕機(jī)不再受制于人,。

中微公司突圍背后,,人才、專利,、資本三要素缺一不可,。對于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言,中微公司的成功很有借鑒意義,,只有當(dāng)正確的人,,做了正確的事情,并獲得了正確的資本支持,,才能讓中國半導(dǎo)體走上國際的舞臺,。




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