中國芯片刻蝕機17年突圍戰

編輯丨李曙光

2004年，已經(jīng)60歲的尹志堯，帶領(lǐng)一群志同道合的人，兩手空空踏上了飛往中國的班機。
從此，“硅谷最有成就華人”的榮耀已成過(guò)往。等待他的，是想辦法突破中國等離子刻蝕機的空白?？涛g機是雕刻出每一枚芯片電路的納米級“手術(shù)刀”，這個(gè)挑戰艱巨且緊迫。
2004年5月31日，中微半導體設備公司（下稱(chēng)中微公司）在上海市牛頓路的一間辦公室中注冊成立。
17年過(guò)去了，尹志堯已經(jīng)77歲，仍然奮斗在一線(xiàn)，而中微公司則已經(jīng)成為技術(shù)一流的刻蝕機企業(yè)，臺積電制造最先進(jìn)的5納米芯片，也會(huì )用到中微的刻蝕機。
最近4個(gè)月時(shí)間里，中微公司的股價(jià)漲了130%，市值超過(guò)1200億元，成為資本市場(chǎng)的寵兒，甚至有越來(lái)越熱之勢。
在資金短缺、巨頭專(zhuān)利打壓的困境中，一位60歲老人到底是如何率隊完成這場(chǎng)國產(chǎn)刻蝕機突圍奇跡的？刻蝕機的成功突圍，又能給芯片產(chǎn)業(yè)鏈的其他環(huán)節帶來(lái)什么啟發(fā)？

當年，如果走進(jìn)中微公司上海市牛頓路的辦公室，可以看到十余人在這間辦公室忙碌穿梭，氣氛與其他創(chuàng )業(yè)團隊別無(wú)二致。
但這是一個(gè)極其特殊的創(chuàng )業(yè)團隊，團隊平均年齡已過(guò)半百，基本是等待退休的年紀。
如果有對硅谷熟知的人進(jìn)到這個(gè)辦公室，一定會(huì )大吃一驚。團隊帶頭的尹志堯時(shí)年60歲，曾是硅谷高科技企業(yè)應用材料的副總裁；57歲的麥仕義，曾是應用材料公司資深總監；46歲的李天笑，曾是應用材料公司亞太項目經(jīng)理……

是什么樣事情，能夠讓這群高齡精英匯聚，重新創(chuàng )業(yè)？答案是造出國產(chǎn)等離子刻蝕機的夢(mèng)想。
如果把制造芯片類(lèi)比為在晶圓上畫(huà)刻版畫(huà)，刻蝕就是依照圖樣雕刻出所需的電路圖案。芯片越先進(jìn)，所需的制程越小，微觀(guān)圖案的“分辨率”就越高，對刻蝕機精度的要求也就越高。
據產(chǎn)業(yè)人士向市界估算，一個(gè)月產(chǎn)不到5萬(wàn)片的8英寸CMOS工藝晶圓廠(chǎng)，需配置不同類(lèi)型的刻蝕機合計四五十臺。其中的等離子刻蝕機，單臺價(jià)格在400萬(wàn)～500萬(wàn)美元以上。
如此龐大的市場(chǎng)，中國企業(yè)卻長(cháng)時(shí)間缺席。美國的應用材料公司和泛林公司、日本的東京電子公司這三巨頭蠶食了90%以上的市場(chǎng)份額。
2004年，時(shí)任上海市經(jīng)委副主任、曾推動(dòng)中芯國際落地上海的江上舟，正為國產(chǎn)等離子刻蝕機的市場(chǎng)空白發(fā)愁。
那一年的上海世界半導體設備展上，尹志堯以應用材料公司副總裁、刻蝕產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理的身份參展，與江上舟不期而遇。
尹志堯先后在泛林半導體和應用材料任職、主導幾代刻蝕技術(shù)演進(jìn)、手握89項美國專(zhuān)利和200多項海內外專(zhuān)利，正是江上舟尋覓許久的良才。
彼時(shí)江上舟已罹患肺癌，仍系心國內刻蝕機的自主研發(fā)，多番動(dòng)員尹志堯回國創(chuàng )業(yè)。對尹志堯高齡回國的躊躇，江上舟豪言：“我是個(gè)癌癥病人，只剩下半條命，哪怕豁出這半條命，也想為國家造出光刻機、等離子刻蝕機，我們一起干吧！”
這一席話(huà)，堅定了尹志堯的創(chuàng )業(yè)決心。隨后經(jīng)尹志堯游說(shuō)，麥仕義等十余位硅谷人才一同歸國，決意“瞄準”中國芯片刻蝕設備領(lǐng)域的空白。

隨著(zhù)刻蝕機領(lǐng)域三足鼎立的市場(chǎng)格局日益固化，下游的芯片制造廠(chǎng)商一旦選定長(cháng)期合作伙伴，日后不會(huì )輕易更改。這留給中微追趕的時(shí)間十分緊迫。
要從夾縫中突圍，中微唯一的活路是研發(fā)出精度更高、成本更低的機器。
2004年，中芯國際投入建設12英寸晶圓產(chǎn)線(xiàn)。中國的刻蝕機也做出了零的突破，北方華創(chuàng )向中芯國際天津廠(chǎng)出貨了首臺刻蝕機，但在技術(shù)水平上與國外有代際的巨大差距。中芯國際剛開(kāi)始推進(jìn)0.35～0.13微米的全面技術(shù)認證和量產(chǎn)，而國際先進(jìn)水平是90納米。
中微的日子也不好過(guò)。芯片產(chǎn)業(yè)是典型的技術(shù)密集和人才密集型行業(yè)，當時(shí)國內相關(guān)人才極其稀缺。中微雖然初創(chuàng )團隊星光熠熠，但要做出國產(chǎn)的等離子刻蝕機，人才儲備差得太遠。
如此窘迫的境況下，尹志堯、麥仕義等人不得不把一分鐘掰成兩半用。同時(shí)，中微通過(guò)吸收歸國留學(xué)生的方式，逐步擴大研發(fā)規模。
功夫不負有心人，到2007年，中微一舉推出可用于65～16納米制芯片制造的等離子體刻蝕機。
根據當時(shí)的相關(guān)報道，中微產(chǎn)品亮相之初就證明了自身的競爭力。幾十次測試結果顯示，中微刻蝕機加工每片芯片成本平均降低30～36%，借此逐步切進(jìn)了臺積電和中芯國際的采購體系。

憑借良好的性?xún)r(jià)比，中微公司的刻蝕機快速打開(kāi)市場(chǎng)，訂單隨之而來(lái)。與此同時(shí)，這個(gè)年僅“三歲”的團隊，迎來(lái)了另一場(chǎng)風(fēng)暴。
2007年10月，中微公司被應用材料公司告上了美國法庭。應用材料主張，中微公司的首款設備中應用了自己的商業(yè)機密，理由包括尹志堯等多名中微員工是自己的前雇員等。

利用專(zhuān)利侵權問(wèn)題發(fā)難，在全球芯片市場(chǎng)競爭中并不少見(jiàn)。專(zhuān)利侵權問(wèn)題索賠金額大，耗時(shí)長(cháng)，對實(shí)際經(jīng)營(yíng)和企業(yè)名譽(yù)都會(huì )產(chǎn)生嚴重影響，結果可能會(huì )左右一個(gè)企業(yè)的生死存亡。
比如中芯國際2003～2009年間與臺積電的專(zhuān)利戰打得難舍難分，最終以中芯國際落敗、賠款2億美元現金收場(chǎng)。經(jīng)此一役，中芯國際創(chuàng )始人張汝京為擔責而辭職，公司管理一度陷入混亂，直到2009年江上舟出任董事長(cháng)才有好轉。
幸運的是，同樣的故事并未在中微公司上演。作為經(jīng)驗豐富的半導體老將，早在創(chuàng )業(yè)之前，尹志堯已經(jīng)為可能的專(zhuān)利爭端未雨綢繆。
在和有志回國創(chuàng )業(yè)的工程師接觸初期，尹志堯就要求他們不帶任何文件回國、不涉及任何商業(yè)機密，以避免法律糾紛。

因此，中微面對與應用材料的專(zhuān)利糾紛時(shí)底氣十足，將已有的600萬(wàn)份文件交由有關(guān)部門(mén)徹查，被證明清白。
2009年，美國泛林半導體又在中國臺灣狀告中微專(zhuān)利侵權。8個(gè)月后，臺灣法院駁回泛林半導體訴訟請求。
不僅如此，中微公司還反手給了泛林一記漂亮的法律反擊。
在臺灣與泛林展開(kāi)專(zhuān)利拉鋸戰時(shí)，中微發(fā)現泛林半導體涉嫌竊取自己的技術(shù)文件。
中微隨即在上海對泛林提起告訴。法院一審認定泛林存在侵權，要求其銷(xiāo)毀持有的相關(guān)設備照片，不得披露、使用相關(guān)商業(yè)秘密，判令泛林賠償訴訟相關(guān)支出90萬(wàn)元。
截至中微公司2019年7月披露招股書(shū)，此案件在二審處理中。中微二審要求泛林半導體及其關(guān)聯(lián)方賠償因侵權導致的全部損失，即停止侵權、銷(xiāo)毀培訓資料、賠償研發(fā)費用等。市界就此致電中微公司證券部，暫未得到更多信息。
2019年7月，中微公司成為科創(chuàng )板首批掛牌上市企業(yè)。其招股書(shū)中寫(xiě)道：公司在與國際半導體設備領(lǐng)先公司數輪的商業(yè)秘密和專(zhuān)利訴訟中均達成和解或勝訴，以事實(shí)結果證明了公司扎實(shí)的自主知識產(chǎn)權基礎和應對國際復雜知識產(chǎn)權挑戰的能力。
從數量來(lái)看，截至2019年2月末，中微公司申請了1201項專(zhuān)利，其中發(fā)明專(zhuān)利1028項，海外發(fā)明專(zhuān)利465項；已獲授權專(zhuān)利951項，其中發(fā)明利800項。
與數百發(fā)明專(zhuān)利相對應，中微保持著(zhù)穩健的產(chǎn)品研發(fā)速度，平均不到兩年推出一款產(chǎn)品。根據招股書(shū)中透露的信息，中微公司刻蝕機的平均交付時(shí)間為約3.7個(gè)月，平均驗收通過(guò)、確認收入時(shí)間是約2個(gè)月。

現在的中微公司，代表著(zhù)國內刻蝕機技術(shù)的“天花板”，還在全球分工的芯片產(chǎn)業(yè)鏈中站穩了腳跟。
業(yè)界一般把28納米“分辨率”視為芯片先進(jìn)程度的分界線(xiàn)，28納米及以上被稱(chēng)為“成熟制程”，28納米以下被稱(chēng)為“先進(jìn)制程”。
高端的等離子體刻蝕機可以用于先進(jìn)制程的芯片生產(chǎn)。2015年之前，美國一直向中國廠(chǎng)商禁運這類(lèi)設備，直到中微突破這項技術(shù)，禁令隨之廢除。
目前，全球僅有臺積電和三星兩家公司能量產(chǎn)5納米芯片。臺積電就用了中微的等離子體刻蝕機生產(chǎn)先進(jìn)制程的芯片。
國內另一半導體設備巨頭北方華創(chuàng )的刻蝕機，突破了制造14納米制程芯片的技術(shù)壁壘，相關(guān)設備于2016年開(kāi)始出貨。
兩家公司相對比，中微更專(zhuān)注在芯片刻蝕設備研發(fā)上，并在2012年切進(jìn)LED賽道，研制出首臺用于LED芯片制造的MOCVD設備。今年6月份，中微公司還發(fā)布了用于高性能Mini-LED量產(chǎn)的MOCVD設備，目前Mini-LED已然成為了市場(chǎng)的熱點(diǎn)。
北方華創(chuàng )的優(yōu)勢在于產(chǎn)品線(xiàn)更齊全，擁有半導體裝備、真空裝備、新能源鋰電裝備、精密元器件四大事業(yè)群。

據市場(chǎng)研究機構VLSI統計的客戶(hù)滿(mǎn)意度，2019年中微在全球晶圓制造設備市場(chǎng)排名第三，也是前五名中唯一的中國企業(yè)。

中微雖在技術(shù)上爬上金字塔尖，但在市場(chǎng)上，仍然面臨巨頭們的強大壓力。
據德邦證券研報，2020年到2021年第一季度期間，泛林半導體刻蝕設備在國內十家晶圓制造企業(yè)中市占率為48.8%，排名第一。中微公司排名第二，市占率為18.5%，約為泛林半導體的1/3～1/2。

差距背后，繞不開(kāi)一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：資金。
創(chuàng )業(yè)之初，中微公司的啟動(dòng)資金合計不到6000萬(wàn)元人民幣。
對比之下，在國外任職時(shí)，尹志堯每年可支配的研發(fā)經(jīng)費有2億美元，約合12.97億人民幣。
6000萬(wàn)元很快燒光后，盡管有外資積極表現出投資意愿，但為了盡可能保證公司的內資架構，尹志堯堅持多方奔波、聯(lián)絡(luò )國內投資。
2004年前后，國內資本對芯片市場(chǎng)缺乏了解，投資意愿并不強烈。綜合型新經(jīng)濟投行青桐資本的執行總經(jīng)理陳蓉鴻對市界表示，芯片投資對投資人甄別項目的能力要求較高，“芯片領(lǐng)域的項目需要投資人對技術(shù)、對產(chǎn)業(yè)有更加深刻的理解，需要整個(gè)投資團隊的背景更加專(zhuān)業(yè)”。
最終，還是江上舟挺身而出，為尹志堯和國家開(kāi)發(fā)****行長(cháng)陳元牽線(xiàn)，讓中微拿到5000萬(wàn)美元（約合3.24億元人民幣）的貸款，解除燃眉之急。
芯片領(lǐng)域投資相比新消費、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，需要投資人有更大的耐心。一個(gè)芯片企業(yè)從創(chuàng )立到上市至少需要六年以上，有的甚至做了十幾年，極少數趕上風(fēng)口的才能五年上市。陳蓉鴻對市界說(shuō)：“這個(gè)周期與消費互聯(lián)網(wǎng)項目大不相同，不是簡(jiǎn)單地靠資本就能造就傳奇的?！?/span>
另外，中微公司所處于的芯片設備環(huán)節處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，相比中游的芯片設計企業(yè)，更加需要長(cháng)時(shí)間的投入和培育，在投資市場(chǎng)上也面臨更多質(zhì)疑的目光。

“在近年來(lái)幫助芯片項目獲得融資的過(guò)程中，我們發(fā)現在產(chǎn)業(yè)環(huán)節上，大部分投資機構更喜歡投資芯片設計類(lèi)企業(yè)，因為模式輕、投資小、回報快?！标惾伉櫿f(shuō)。
所幸，今天在國產(chǎn)替代的背景下，芯片高投入的商業(yè)邏輯已經(jīng)更加容易被資方所理解和接受。

今年7月初，中微公司公告定增結果，大基金二期、中金公司、國泰君安、高毅資產(chǎn)等機構在列。其中大基金二期居首，以25億元獲配2444.03萬(wàn)股，新晉為中微第五大股東。
中微公司2021年2月1日公告的回復函寫(xiě)道，以近期公開(kāi)招標的三家Fab廠(chǎng)（即芯片制造廠(chǎng)）采購的半導體設備訂單情況為例，刻蝕設備及CMP拋光研磨設備的國產(chǎn)化率約為19.6%和15.6%，CVD設備及量測設備國產(chǎn)化率約1.5%和2.0%。
要提升市場(chǎng)份額，中微依然任重道遠。國內半導體設備行業(yè)，普遍在研發(fā)端和銷(xiāo)售端面臨困境。

在技術(shù)研發(fā)端，國際大廠(chǎng)形成了較高的專(zhuān)利壁壘，國內廠(chǎng)商即使做出產(chǎn)品，也經(jīng)常在技術(shù)自主上面臨質(zhì)疑，甚至需要與資金雄厚的外商對簿公堂。而在市場(chǎng)銷(xiāo)售端，國際大廠(chǎng)在市場(chǎng)份額上占據了先發(fā)優(yōu)勢，而芯片設備的驗證周期較長(cháng)、動(dòng)輒幾月甚至幾年，下游客戶(hù)輕易不愿更換設備供應商。
除去人才、資金、技術(shù)、市場(chǎng)方面的難題，芯片等關(guān)鍵技術(shù)行業(yè)，不可避免地會(huì )面臨地緣政治風(fēng)險。尹志堯曾在采訪(fǎng)中多次表達，企業(yè)之間的商業(yè)、技術(shù)競爭，不應該被上升到政治的高度去進(jìn)行評判。
今年，尹志堯已經(jīng)年屆七十七，仍擔任中微的核心研發(fā)人員。
尹志堯剛回國時(shí)，有一次乘坐出租車(chē)，司機對他說(shuō)：“你看起來(lái)只有38歲?！币緢蚵勓运市Φ剑?/span>“太好了，以后我就是38歲的人?！?/strong>日后，尹志堯便真的以38歲一樣的精力帶領(lǐng)中微公司突圍。
回溯中國刻蝕機的突圍經(jīng)驗，相比于資金和市場(chǎng)，充足的人才仍是打開(kāi)那把鎖的真正黃金鑰匙。
中國也需要更多像尹志堯、江上舟這樣的芯片人才保持豪情和沖勁，他們亦是真正值得尊敬和學(xué)習的偶像和榜樣。
參考資料：1、《本土半導體設備業(yè)發(fā)力上海中微進(jìn)入全球主流采購體系》 第一財經(jīng)日報2、《根植中國 關(guān)注亞洲中微高起點(diǎn)進(jìn)入半導體設備市場(chǎng)》 中國電子報3、《年輕的挑戰者：中微公司的天時(shí)、地利、人和》 獨角獸智庫
 來(lái)源：市界