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不吹上天，不扁入地

“剛剛，這位中國(guó)老人，突然回國(guó)，美國(guó)人徹底慌了！”

“是他，讓中國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)彎道超車(chē)，趕超美日！是他，讓‘中國(guó)芯’實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造，突破外企獨(dú)霸！”

“中國(guó)再一次在核心領(lǐng)域突破技術(shù)‘無(wú)人區(qū)’，彎道超車(chē)，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(zhǎng)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(lái)挑開(kāi)部分讀者的誤解，這個(gè)誤解源于網(wǎng)絡(luò)上的一種聲音：“當(dāng)國(guó)外還在 10 納米 7 納米技術(shù)掙扎時(shí)，中微已開(kāi)發(fā)出 5 納米技術(shù)?！边@段話不免讓讀者產(chǎn)生中國(guó)的半導(dǎo)體技術(shù)已經(jīng)超越了歐美日的錯(cuò)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(lái)，人們通過(guò)微觀加工技術(shù)，使芯片這種微觀器件的面積縮小了一萬(wàn)億倍。而在芯片量產(chǎn)工藝中涉及 50 多個(gè)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(zhǎng)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(guò)等離子體刻蝕和薄膜沉積的工藝組合——多重模板效應(yīng)來(lái)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(shuō)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(guó)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(guò)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(lèi)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(huì)嚴(yán)重影響中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，因此，攻克這三類(lèi)設(shè)備是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“亟需”。

中國(guó)刻蝕機(jī)之父——尹志堯

圖源：知網(wǎng)

在中國(guó)，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(guó)和日本等極少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，作為制造大國(guó)、半導(dǎo)體使用量大國(guó)的中國(guó)，本土半導(dǎo)體生產(chǎn)市場(chǎng)卻只占全球市場(chǎng)的 5%左右。在這樣的大背景下尹志堯選擇帶著技術(shù)歸國(guó)創(chuàng)業(yè)，這是為何？

1944 年，尹志堯出生在一個(gè)愛(ài)國(guó)世家，祖父是庚子賠款留學(xué)生，父親是留日回國(guó)報(bào)效的電化學(xué)專(zhuān)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(guó)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(guó)科林研發(fā)和全球最大的芯片設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)美國(guó)應(yīng)用材料工作。歸國(guó)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(kāi)發(fā)的刻蝕設(shè)備，幾乎占到了全世界的一半。個(gè)人在半導(dǎo)體行業(yè)擁有 86 項(xiàng)美國(guó)專(zhuān)利和 200 多項(xiàng)各國(guó)專(zhuān)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(guó)百萬(wàn)美元的優(yōu)厚待遇和早已習(xí)慣的西方生活，沖破美國(guó)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(guó)沒(méi)收的情況下，選擇歸國(guó)創(chuàng)業(yè)，那一年他 60 歲。

是什么打動(dòng)了他？

這歸功于一次相遇，在一次國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備展上，時(shí)任上海市經(jīng)濟(jì)委員會(huì)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(guó)應(yīng)用材料地設(shè)備后對(duì)尹志堯說(shuō)：“看來(lái)刻蝕機(jī)比原子彈還復(fù)雜，外國(guó)人用它來(lái)卡我們的脖子，我們能不能自己把它造出來(lái)？”面對(duì)突如其來(lái)的邀請(qǐng)，尹志堯陷入了任何人都會(huì)產(chǎn)生的猶豫之中，但江上舟的一句話激勵(lì)了他，確切地說(shuō)是激發(fā)出了他的愛(ài)國(guó)情愫：“我是個(gè)癌癥病人，只剩下半條命，哪怕豁出命去，也要為國(guó)家造出刻蝕機(jī)。我們一起干吧！”

“給外國(guó)人做了這么多年嫁衣，是時(shí)候給祖國(guó)和人民做點(diǎn)貢獻(xiàn)了?！边@就是尹志堯給出的答案。

咬住國(guó)際先進(jìn)水平不放松——中微

圖源：中微官網(wǎng)

2004 年，尹志堯說(shuō)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(zhuān)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(guò)程開(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)“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(kāi)啟了中國(guó)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(guó)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(guó)《確保美國(guó)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期領(lǐng)導(dǎo)地位》國(guó)情咨文中唯一提及的中國(guó)公司。

但對(duì)于一家創(chuàng)業(yè)公司而言，從來(lái)沒(méi)有什么一帆風(fēng)順，有的只是水到渠成。在不斷地遇到問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中，這支 15 人的小團(tuán)隊(duì)也成長(zhǎng)為 653 人的中型隊(duì)伍（數(shù)據(jù)來(lái)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(guó)應(yīng)用材料，尹志堯所屬的部門(mén)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(guó)應(yīng)用材料，在過(guò)去 10 年中，平均每年的研發(fā)投入超過(guò) 10 億美元。

歸國(guó)創(chuàng)業(yè)時(shí)，上海市政府支持了 5000 萬(wàn)元的啟動(dòng)資金，另外他們還自籌了 150 萬(wàn)美金。

這點(diǎn)錢(qián)對(duì)于一個(gè)做半導(dǎo)體設(shè)備的公司而言簡(jiǎn)直是杯水車(chē)薪，因此解決資金問(wèn)題，是公司能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的頭號(hào)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(méi)能拿回一分錢(qián)。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的投資機(jī)構(gòu)，對(duì)這種扔進(jìn)去幾十個(gè)億可能連個(gè)響都聽(tīng)不到的行業(yè)，并不感興趣。無(wú)奈，尹志堯只得前往美國(guó)硅谷融資，那里的許多風(fēng)投機(jī)構(gòu)看好這個(gè)華人創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)。在硅谷，中微完成了華登國(guó)際領(lǐng)投的 3949 萬(wàn)美元 A 輪融資。

再后來(lái)的十多年，國(guó)內(nèi)的基金和投資商逐漸地了解了這一行業(yè)，開(kāi)始投資支持中微的發(fā)展。其中，在《國(guó)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(guò)幾輪的融資，再到科創(chuàng)板上市，中微注冊(cè)資本達(dá)到 53486.224 萬(wàn)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(guó)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(jiàn)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(guó)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(wàn)美金，即人民幣 3 億多，雖然從數(shù)量級(jí)上來(lái)說(shuō)，這僅僅是美國(guó)應(yīng)用材料 10 億美元的二十分之一（占營(yíng)收 20%），但對(duì)于中微來(lái)說(shuō)算是巨大的壓力，以 2017 年的 10 億營(yíng)收為例，研發(fā)支出占比營(yíng)收 30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于美國(guó)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(huì)帶來(lái)相應(yīng)的產(chǎn)出。

2007 年 6 月，首臺(tái) CCP 刻蝕設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國(guó)內(nèi)客戶(hù)。

2010 年 6 月，首臺(tái) TSV/MEMS/Dicing 刻蝕設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往客戶(hù)。

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(tái) MOCVD 設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國(guó)內(nèi)客戶(hù)。

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(tái) VOC 設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國(guó)內(nèi)客戶(hù)。

2016 年 6 月，首臺(tái)第二代 MOCVD 設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國(guó)內(nèi)客戶(hù)。

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(tái)單反應(yīng)臺(tái) ICP 刻蝕設(shè)備產(chǎn)品研制成功，并運(yùn)往國(guó)內(nèi)客戶(hù)。

2017 年 4 月，首臺(tái)雙反應(yīng)臺(tái) 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(guó)際先進(jìn) 7 納米生產(chǎn)線。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面

在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面，尹志堯和他的團(tuán)隊(duì)是有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的，在美國(guó)啟程之時(shí)未帶一份工藝配方、設(shè)計(jì)圖紙回國(guó)，這既是迫于美國(guó)政府搜查的無(wú)奈，也是為了避免今后的知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。同時(shí)他們深知知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要性，從創(chuàng)業(yè)以來(lái)，中微已經(jīng)累積申請(qǐng)了包括國(guó)內(nèi)外的 1200 多項(xiàng)專(zhuān)利，已授權(quán)數(shù)達(dá) 961 項(xiàng)。

信息源：中微官網(wǎng)

這些動(dòng)作最后都被驗(yàn)證有效，中微的快速發(fā)展引起了國(guó)際社會(huì)及同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的廣泛關(guān)注，而美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更是虎視眈眈，對(duì)中微高度警惕。在過(guò)去的 10 多年里，美國(guó)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(duì)中微發(fā)起商業(yè)機(jī)密和專(zhuān)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(shí)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(guó)內(nèi)外刻蝕機(jī)行業(yè)分析

近年來(lái)，晶圓廠的建設(shè)帶動(dòng)了設(shè)備需求量的增長(zhǎng)，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(xiāo)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(hù) 資源、品牌等方面的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)了全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng) 65%的市場(chǎng)份額。

信息源：VLSI Research

需求市場(chǎng)帶動(dòng)供給市場(chǎng)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(lái)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(guó)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(lái)，中國(guó)芯片制造設(shè)備 95%以上都依賴(lài)進(jìn)口，包括刻蝕設(shè)備：全球刻蝕設(shè)備市場(chǎng)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(guó)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(guó)際貿(mào)易的角度來(lái)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(guó)商務(wù)部取消了等離子體刻蝕機(jī)對(duì)中國(guó)的出口控制，算是幾十個(gè)“松脖子”計(jì)劃成功的一小步。

從市場(chǎng)占有率看，中微公司在全球介質(zhì)刻蝕設(shè)備市場(chǎng)中占有 2.5%的市場(chǎng)份額，在全球電容性刻蝕設(shè)備市場(chǎng)中占有 1.4%的市場(chǎng)份額。也就是說(shuō)，雖然中微的部分技術(shù)水平和應(yīng)用領(lǐng)域已達(dá)到國(guó)際同類(lèi)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(xiāo)售體量上與美國(guó)、日本、荷蘭等巨頭企業(yè)相比，差距不小。

當(dāng)然，國(guó)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(guò)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(lái)——“活下去”

如何活著？

尹志堯有著獨(dú)特的見(jiàn)解：“要做就做世界第一，做中國(guó)第一也會(huì)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(wèn)題就是提高市場(chǎng)占有率。

目前中微的主營(yíng)產(chǎn)品包括以下三類(lèi)：

第一類(lèi)，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(lèi)，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(lèi)，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(chǎng)占有率？尹志堯在接受《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí)表示：“對(duì)于中國(guó)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(guó)內(nèi)的市場(chǎng)占有率也還不錯(cuò)。但進(jìn)入國(guó)外市場(chǎng)不會(huì)像進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)那么快，在國(guó)際市場(chǎng)，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(gè)慢工出細(xì)活的工作，精細(xì)的刻蝕會(huì)有幾百種上千種不同的應(yīng)用，每個(gè)應(yīng)用都要花比較長(zhǎng)的時(shí)間才能真正核準(zhǔn)，作為客戶(hù)來(lái)講，真正完全新的設(shè)備，需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的驗(yàn)證，總的來(lái)講，這些占有率會(huì)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(guò)去兩年中，中微又進(jìn)一步推出了電感性的刻蝕，因此，會(huì)在原有的電容性刻蝕的客戶(hù)的基礎(chǔ)上，去跟客戶(hù)談電感性刻蝕的合作，這種拓展方式可以相對(duì)快速地提高市場(chǎng)占有率”。