應用材料公司(AMAT)的故事
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寫(xiě)應用材料是個(gè)坑：增加故事性需要有很多素材和個(gè)人偏見(jiàn)，而且在最近俄烏戰爭熱度下發(fā)表也不討好...
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曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，創(chuàng )始人一直運營(yíng)公司是個(gè)美妙的加分項，但AMAT卻是個(gè)例外：兩名空降的高管拯救了公司。
估計大多數讀者將是第一次從本文視角看這三個(gè)男人的故事。
應用材料公司(Applied Materials,老美喜歡叫Applied,國內喜歡叫應材或AMAT)的創(chuàng )始人叫Michael McNeilly(以下簡(jiǎn)稱(chēng)Mike)。Mike是聯(lián)合碳化物公司的化學(xué)品專(zhuān)家。后來(lái)在神奇的1984年，英迪拉甘地遇刺一個(gè)月后，正是聯(lián)合碳化物在印度工廠(chǎng)毒氣泄露導致了超過(guò)50萬(wàn)人死傷。
芯片的制造需要用到大量高純度化學(xué)品(半導體級)，這些化學(xué)品通常有毒、易燃易爆。晶圓廠(chǎng)起火事件不少，導致各種陰謀論說(shuō)廠(chǎng)家為控制價(jià)格故意所為。
早期硅谷那些天才們大多懂物理不懂化學(xué)，對危險品也非?？謶?，所以Mike非常受歡迎，他和當時(shí)還在仙童的摩爾、諾伊斯等人都關(guān)系不錯。
Mike在25歲創(chuàng )業(yè)做了化學(xué)品代理，因發(fā)現半導體工藝急需專(zhuān)業(yè)設備來(lái)處理這些材料(各種固體液體氣體確實(shí)很麻煩)，在3年后的1967年他成立了Applied Materials(名字代表了如何“應用”這些化學(xué)“材料”)。
AMAT的天使投資來(lái)自Mike的岳父，只有7500美元，接著(zhù)英特爾三老等人也都掏了點(diǎn)錢(qián)，總共應該湊了幾萬(wàn)塊。
Mike和當時(shí)英特爾的第一個(gè)銷(xiāo)售Robert Graham(以下簡(jiǎn)稱(chēng)Bob)合寫(xiě)了一個(gè)著(zhù)名的白皮書(shū)，定義了“半導體晶圓制造(Fabrication)”為一個(gè)新興行業(yè)，這應該就是后來(lái)大家用Fab來(lái)代表晶圓廠(chǎng)的由來(lái)。
Bob是本文另一個(gè)主角，待后面再說(shuō)。
當時(shí)IBM、TI和摩托羅拉等大公司都自己做設備，AMAT幾乎沒(méi)有能力打入，它的第一款設備是關(guān)于易燃的硅烷氣體的管道和控制板。直到3、4年后AMAT在實(shí)現了紅外外延和高溫沉積能力，這樣開(kāi)始得到大公司的注意，沉積(CVD,PVD)也成為AMAT后來(lái)的主干業(yè)務(wù)。
Mike承認自己是科學(xué)家，對財務(wù)一竅不通。雖然公司成功上市，但在1970年代中期由于投入做硅片等多元化生意，剛好碰到行業(yè)周期性大衰退，公司幾乎資不抵債。
1976年Mike請到某風(fēng)投公司的James Morgan(以下簡(jiǎn)稱(chēng)Jim)來(lái)救火。
Jim依靠和****的關(guān)系獲得債務(wù)延期，同時(shí)大刀闊斧砍掉硅片等六個(gè)事業(yè)部中的五個(gè)來(lái)止血，專(zhuān)心搞外延和CVD(化學(xué)氣相沉積)設備。
那時(shí)還算年輕的Mike請到30多歲的Jim后，同意逐步淡出AMAT，有點(diǎn)禪讓的意思。但從另一個(gè)角度看，Mike很像離開(kāi)蘋(píng)果那時(shí)的喬布斯，雖然之后仍連續創(chuàng )業(yè)，但江湖已經(jīng)不太認他的名號，Jim也沒(méi)給他機會(huì )再回自己生養10年的AMAT。
三、三個(gè)男人的短暫聚首
Jim在越戰期間在康奈爾大學(xué)讀機械，然后他服役兩年做軍需品供應并幸運地讀完了MBA。Jim為大公司干了幾年后，選擇入行了風(fēng)投并參與了不少高科技項目。他偶然被人推薦去看看困境中的AMAT。
Mike請到Jim后仍保駕護航了一年，并請了Bob管銷(xiāo)售輔佐Jim。這段歷史各有各的說(shuō)法，但最終歷史總是勝利者書(shū)寫(xiě)的。
三個(gè)男人在兩個(gè)最重要的理念上是一致的：要為設備做好服務(wù)，要把業(yè)務(wù)做到海外去。
當年的半導體制造雖然沒(méi)有今天這樣有上千道工序那么多，但基本過(guò)程是類(lèi)似的。每一道工序都涉及詳細的流程，如何正確地使用每一臺設備至關(guān)重要。
AMAT的對技術(shù)的專(zhuān)注和貼心服務(wù)，逐漸使那些大廠(chǎng)的自有設備喪失了競爭力，畢竟為二十家客戶(hù)開(kāi)發(fā)技術(shù)一定比只為一家做要劃算得多。
四、中國的緣分
在80年代時(shí)AMAT的公司規模不大，在海外建立分支是很費錢(qián)的。但是Jim和Bob知道半導體設備選型是個(gè)長(cháng)期的事，海外業(yè)務(wù)能平衡單一市場(chǎng)的風(fēng)險。而很多對手在業(yè)務(wù)不景氣時(shí)就削減海外服務(wù)，這減弱了客戶(hù)忠誠度。
由于CVD技術(shù)上的領(lǐng)先，AMAT在日本非常成功，Bob則是大功臣。正因為重視日本市場(chǎng)，后來(lái)AMAT的液晶業(yè)務(wù)后來(lái)也形成了一大事業(yè)部。液晶面板的制造也算半導體制造的一種。
在歐洲AMAT和ASM也曾有激烈競爭，但Jim對海外服務(wù)的充分重視使得ASM一直被壓制。最早的時(shí)候，ASM也曾是AMAT的代理，但Mike很快發(fā)現了老Del Prado的野心終止了合作。
AMAT進(jìn)入中國也是早到不可思議。1983年時(shí)任電子部領(lǐng)導的江總書(shū)記，在訪(fǎng)問(wèn)美國時(shí)專(zhuān)程拜訪(fǎng)過(guò)AMAT并和Jim吃了飯。
1984年Jim回訪(fǎng)中國成立了合資公司。這充分展示了兩位傳奇人物的遠見(jiàn)卓識，也體現了AMAT的落地服務(wù)理念。要知道，909工程還是再過(guò)10年以后的事情。
五、被修改的歷史
接下來(lái)我們聊一下Bob。
Bob也來(lái)自窮地方印第安納的小鎮，但他絕對超越了做題家。Bob從仙童到英特爾應該算是半導體銷(xiāo)售業(yè)的鼻祖，后來(lái)芯片怎么賣(mài)還是很大程度沿用Bob同志的套路。
Bob其實(shí)是英特爾創(chuàng )始人之一，但安迪格魯夫覺(jué)得他比自己帥(我猜的)，逼著(zhù)諾伊斯二選一。后來(lái)格魯夫因偏執狂揚名天下，把Bob從英特爾歷史中抹去。
(Bob結婚照)在A(yíng)MAT官史中，Bob的作用同樣被嚴重低估。Jim拿走了拯救AMAT的全部榮耀，原因大概是Bob在1986年跳槽到AMAT的競爭對手Novellus任CEO。
不過(guò)，這不是一個(gè)挖角故事。事實(shí)上，Bob為了證明自己是對的，舍身去拯救了瀕臨倒閉的Novellus。
六、技術(shù)路線(xiàn)之爭
Novellus是AMAT幾個(gè)離職員工在1984年創(chuàng )建的，他們創(chuàng )新地設計了多腔CVD設備，可以同時(shí)處理5套晶圓，這樣可以極大提高生產(chǎn)效率。
但Novellus原型設計出來(lái)后錢(qián)就燒完了。
Bob勸Jim收購Novellus，但被Jim拒絕了。也許多年以后，Jim后悔沒(méi)有扼殺這個(gè)強勁的對手，但他嘴上說(shuō)，競爭促進(jìn)了AMAT的技術(shù)進(jìn)步。
Jim的決定也不是沒(méi)有道理的，他非常專(zhuān)注。AMAT即使那么強大，也多年沒(méi)碰過(guò)后端業(yè)務(wù)，所有業(yè)務(wù)都是專(zhuān)心在晶圓上“應用”材料。
兩邊下注不是Jim的風(fēng)格，他當時(shí)選的技術(shù)路線(xiàn)是全盤(pán)押注Precision 5000：同樣是多腔，經(jīng)典的五邊形可以?huà)?-4個(gè)腔體。和Novellus不同的是，P5000可以做沉積和刻蝕的組合使用。
(P5000專(zhuān)利圖)Precision 5000也確實(shí)是劃時(shí)代的產(chǎn)品，形成了AMAT模塊化的標準和話(huà)語(yǔ)權。在P5000誕生前，晶圓在不同工序間移動(dòng)經(jīng)?？咳税?，特別容易污染。Precision實(shí)現了用機器手在不同封閉腔體間搬運晶圓。
后來(lái)類(lèi)似理念的Endura 5500，更是多達8個(gè)高度真空的腔體，從1990年開(kāi)始了PVD霸主地位至今。PVD和CVD的區別在于，PVD(物理氣相沉積)沒(méi)有化學(xué)反應，通常用于金屬層沉積。
Precision 5000背后的重要研發(fā)人物是David Wang(王寧國)。David后來(lái)在華虹、中芯和長(cháng)鑫等國內一線(xiàn)大廠(chǎng)做過(guò)CEO，屢經(jīng)波折，略去不表。
七、Bob的反擊
領(lǐng)導Novellus的Bob同志依靠自己的江湖地位和日本關(guān)系，成功打入當時(shí)如日中天的日本廠(chǎng)商，到10年后所有半導體大廠(chǎng)都擁有了Novellus設備。
AMAT和Novellus成為CVD的死對頭，AMAT多次起訴Novellus專(zhuān)利侵權，而Novellus則結盟泛林(Lam Research)提供沉積+刻蝕完整方案。
沉積(D)和刻蝕(E)是一對配套的工藝：沉積負責鋪一層薄膜，刻蝕是去掉不該有薄膜覆蓋的地方。先進(jìn)工藝相似的地方是，用離子D可以用離子E，用原子D可以用原子E。
兩家配合，Lam+Novellus如虎添翼。
在2011年，Lam宣布和Novellus合并(Lam以33億股****收購，相當于6:4合并)，拉近了AMAT的營(yíng)收差距。
作為內存設備的王者，因為3D NAND等的****展，新Lam不斷迫近AMAT的王位。作為反撲，AMAT在2013年宣布收購和Lam體量差不多的東京電子(TEL)。
八、AMAT的野心和謹慎
AMAT是沉積的老大和導體刻蝕第二，TEL的CVD也很強而且其涂布和介質(zhì)刻蝕等優(yōu)勢和AMAT非?；パa。AMAT合并TEL將產(chǎn)生一個(gè)比第二三四名加起來(lái)還大的半導體設備巨無(wú)霸，這使得很多晶圓廠(chǎng)憂(yōu)心忡忡，因為討價(jià)還價(jià)將變得更難。
2015年，美國監管機構以反壟斷為由拒絕了AMAT的收購。第二年，LAM收購KLA也被否了，算各打五十大板吧。
AMAT也嘗試過(guò)光刻，甚至談過(guò)收購GCA。
我在講KLA時(shí)提到過(guò)80年代AMAT從CV手里買(mǎi)了Cobilt光刻。Cobilt是半導體設備業(yè)的黃埔軍校，除了KLA等人不提，ASM早期也是Cobilt歐洲代理。
飛利浦最早談好了要買(mǎi)Cobilt，想為光刻機打入美國客戶(hù)搞個(gè)vendor code，結果最后董事會(huì )臨時(shí)變卦使得Cobilt被拆賣(mài)。
TEL拿走了Cobilt的涂布顯影和晶圓檢測，到今天仍是單項霸主。Jim購買(mǎi)的Cobilt光刻等業(yè)務(wù)卻非常失敗，但他迅速融資消債后全部拋棄。
因為和日本公司關(guān)系好，Jim選擇和尼康合作，并幫助尼康進(jìn)入美國客戶(hù)。大家記得在《光刻巨人》里，Jim勸ASML首任CEO施密特放棄光刻吧？
由此能看出一點(diǎn)，Jim非常謹慎、厭惡風(fēng)險，他很少再做核心業(yè)務(wù)的收購，生怕重蹈覆轍。直到Jim退休后，繼任者們紛紛開(kāi)始大規模并購的嘗試。
Jim的自傳我不到一小時(shí)就翻完了，書(shū)寫(xiě)得非常老派，一堆管理思想和慈善的內容，實(shí)在乏善可陳。這大概就是Jim的穩健風(fēng)格吧。
九、先發(fā)優(yōu)勢
原因并不是這類(lèi)設備做得完美或對手做不出來(lái)，實(shí)際上大多數設備都有競品。特別之處在于，這些大廠(chǎng)做的絕對不僅僅是設備，更重要的是他們提供完整成熟的工藝流程和產(chǎn)線(xiàn)整合能力。
先發(fā)優(yōu)勢使得大設備廠(chǎng)能夠拍肚子保證，客戶(hù)投資上百億美元的晶圓廠(chǎng)能夠7x24正常運轉。這個(gè)對后來(lái)者來(lái)講太挑戰了，經(jīng)常是求爺爺告奶奶才能白送設備來(lái)試用。
晶圓廠(chǎng)應該算人類(lèi)全部科技最最精華的集中：物理、化學(xué)、材料、電子、機械包括控制軟件等技術(shù)都需要尖端中的尖端。而這些設備和技術(shù)如何整合成穩定高效的生產(chǎn)線(xiàn)，工藝流程和產(chǎn)線(xiàn)服務(wù)是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。
AMAT是這其中最顯著(zhù)的代表：悠久可靠的工藝流程，反周期大投入的研發(fā)和全球化布局的服務(wù)都是它重要的優(yōu)勢。但是，越來(lái)越難預料的地緣政治，給整個(gè)行業(yè)的未來(lái)都增加了很大的變數。
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