中微半導體是國家整合電路產業基金 (大基金) 成立後投資的第一家公司. 在 2017 年 1 月美國總統科技專家委員會 (PCAST) 發布的國情諮文 '確保美國在半導體產業的長期領導地位' 報告中, 分析中國整合電路的晶片設計, 製造, 設備, 材料和封裝產業, 在 32 頁的報告裡唯一提到的中國公司名字就是中微 (AMEC) .
'國產設備界教父' 尹志堯, 創業史與 '中國半導體之父' 張汝京十分相似
身為中微半導體創辦人之一, 目前擔任中微董事長的尹志堯博士在國產半導體設備界創業的過程, 與中芯國際創辦人張汝京有著非常相似的背景.
張汝京從美國德州儀器到台灣創立世大整合電路 (WSMC) , 又到上海創立中芯國際. 而尹志堯則是在 60 歲從美企應用材料退休後, 到上海創立中微, 更在過去 11 年裡三次從國際大廠的輪番法律訴訟戰中, 成功全身而退, 創下中國半導體發展史上傳奇的一頁.
DT 君日前獨家採訪尹志堯, 即使對中國半導體設備技術的貢獻成就卓越, 他仍是一身謙遜儒雅的文人風範.
在採訪一開始, 他 '囑咐' DT 君的第一句話不是別的, 是希望這個採訪不要著墨太多個人事迹, 因為中微不是他一個人創立的, 當初從美國回到中國的創業團隊有 15 個人, 至今都是公司重要骨幹, 包括全球業務副總朱新萍, 資深副總杜志遊, 副總倪圖強等, 中微今日的成就, 是所有人的共同努力.
尹志堯又強調, 中微是從事產業技術發展和商業競爭的事, 不希望提高到政治和戰略的高度, 做過分的渲染.
然而, 如果讀者知曉尹志堯的一生事迹, 可以了解他的職涯, 創業過程, 為什麼會是中國半導體產業發展過程中, 無法忽略不提的的重要標竿之一.
半導體發展像舉鼎, 資金, 人才, 政策缺一不可
這幾年晶片產業正在風口上, 很多人說中國半導體發展已有很長時間, 但今年是 '起風' 的一年.
尹志堯語重心長指出, 中國半導體產業還非常弱小, 最大矛盾是不對稱競爭, 中國企業的規模是外商大廠的十分之一到二十分之一, 研發投入也只是外企的十分之一到二十分之一, 在這種不對稱的競爭勢態下, 如何能發展壯大?
尹志堯形容, 發展半導體晶片產業就象是支起一個鼎, 鼎有三個腿: 資金, 人才和政策. 只要三個腿堅強有力, 而且均衡支撐, 產業的鼎就會順利頂起. 近年來晶片投資蜂擁而至, 看起來形勢很好, 但有三個嚴重的不平衡: 資金一頭大, 人才嚴重不足, 促進產業發展的政策需要進一步改進升級.
這一波資金聚集在晶片製造, 佔總投入資金 90% 以上, 然設備和材料領域占晶片製造廠成本 80%, 分得的投資佔比卻不到 5%, 是嚴重不均衡.
根據 SEMI 統計, 2017 年中國佔全球半導體銷售量 15%, 排名全球第三, 預計在 2019 年可攀升至全球第二, 然而中國本土 IC 設備自製率卻低於 5%, 仍是在巨頭間掙紮.
另一個問題是, 幾乎全部的資金投入都是股本金, 但缺乏長期低息貸款和研發項目資助, 單純的股本金投入晶片生產線, 是不能達到預期回報的.
在政策上, 投融資政策, 所得稅, 進出口, 勞動法, 產業鏈本土化, 員工期權激勵和 IPO 上市政策等都需要做適當的調整, 很多相關政策都是從改革開放前期, 為促進引進技術, 來料加工而擬定的, 現在應該要全面重新檢視.
尹志堯強調, 如果能迅速解決這三個不平衡, 國內的半導體晶片產業就會高速, 健康, 均衡的發展.
半導體關鍵設備不只 '光刻機' , 7 納米以下 '電漿刻蝕機' 需求量飛速成長
中微半導體是生產晶片過程中最關鍵的設備: 電漿刻蝕機和化學薄膜設備的供應商.
觀察半導體產業的演化, 從上世紀 50 年代的 128K 的電子管計算機, 到 80 年代 128K 的存儲器件, 再到 2015 年 128G Flash, 人類微觀加工的能力在面積上縮小 1 萬億倍, 這個意思是, 如果把今天的手機退回到 50 年前, 相當於 200 萬棟五層樓裡充滿了電子管.
微觀加工能力實現的關鍵, 來自於晶片製造過程中近十個關鍵程序, 分別為擴散 (Thermal process) , 光刻 (Litho) , 電漿刻蝕 (Etch) , 化學氣相薄膜 (CVD) , 物理濺射膜 (PVD) , 離子注入 (Ion Implant) , 化學機械拋光 (CMP) , 清洗等. 分屬於這些程序的設備為擴散爐, 光刻機, 電漿刻蝕機, 化學氣相沉積設備, 物理濺射設備, 離子注入機, 化學拋光機和清洗機等.
一般人提到半導體設備, 首先想到的是光刻機, 彷彿有了光刻機, 所有晶片製造問題都迎刃而解. 然殊不知, 晶片製造程序千百道又極度複雜, 只有光刻機是無法完成生產一片晶圓的.
在晶片製造中, 有三道最關鍵的程序分別為光刻, 電漿刻蝕, 化學氣相沉積, 在晶圓製造的過程中不斷迴圈重複, 衍伸出來的設備產值也最高. 若論難度, 光刻技術是設備技術障礙最高的, 而電漿刻蝕的難度是來自於上千種工藝過程開發的難度.
半導體製程技術到了 14 納米, 10 納米的結構, 需要走入二重模板 (Double Patterning) 曝光技術, 因此對於刻蝕和薄膜的整合設計需求大量提升, 才能符合更小線寬的要求, 這樣的趨勢更讓刻蝕機和化學薄膜的組合拳成為晶片製造過程中, 更重要的關鍵步驟.
再者, 2D NAND 轉進 3D NAND 技術的產業演變, 也讓光刻技術的需求減少, 反而是刻蝕和化學薄膜的需求量大增, 使得這兩項設備組合拳成為市場增長最快的產品, 年增長超過 16%, 其中, 電漿刻蝕已佔整個設備投資比重高達 22%, 正式超過光刻機.
中國一座座平地而起的晶圓廠, 讓尹志堯不甘終生幫外企作嫁
談起當年投身創立中微為中國半導體產業打造自主技術設備的曆程, 尹志堯認為進入一個產業, 選對市場細分選項很重要, 刻蝕機是處於高速成長的市場軌道上, 年需求量已超過 70 億美元, 而到 2025 年預計達到 150 億美元. 把該市場做好, 中微的成長性自然不斷向上.
目前中微已經突破由美商應用材料, 泛林研發 (Lam Research), 日本 TEL 外商壟斷的刻蝕機市場藩籬, 擠入全球前五大供應商, 打入眾多國際大客戶包括台積電, 英特爾, 聯電, GlobalFoundries , 中芯國際, 華力, 長江存儲, 博世和意法半導體等 40 條生產線.
尹志堯致力於物理化學反應器領域已有 50 年, 在 1980 年到美國前, 就在石油化工和中國科學院從事催化劑和反應器的研究和工業生產. 在美國獲得博士學位後, 先後任職於英特爾, 泛林研發, 應用材料等國際半導體大廠.
14 年前, 已從應材退休的尹志堯看著中國一座座平地而起的晶圓廠, 內心不甘於一生所學都是 '為人作嫁' , 有感於亞洲半導體發展很快, 中國變化更大, 他們十幾個人毅然決心回國, 為正興起的中國整合電路產業做出貢獻.
小蝦米對大鯨魚, 三次國際大廠專利大刀砍來都奇蹟脫身
中微在中國半導體產業的傳奇, 不單是打破關鍵技術的壟斷, 其創業 14 年來, 憑 '小蝦米' 之姿, 面對三次 '大鯨魚' 的專利侵權訴訟大刀砍來, 都奇蹟似地從被動到主動, 一直處於不敗之地, 也是一頁傳奇.
時間重回 2007 年, 就在那年中微剛研發出來的刻蝕機, 即將進入國際最先進的晶圓代工生產線時, 他的老東家應材認為有竊密之嫌, 因此在美國聯邦法院提出訴訟.
為了證明自己的清白, 中微聘請了美國一流的智慧財產權訴訟律師, 花了兩年半的時間, 徹查了中微 600 多萬件檔案和 30 多人的電腦和檔案, 都沒有找到關於應材的圖紙, 技術數據和商業機密, 這個訴訟最終得到和解.
談到這段曆史, 以及後來在網上的報導, 尹志堯特別跟 DT 君強調, 網上關於當年他和同事從美國回中國創業, 被美國當局清查了電腦, 沒收了所有的 600 萬件檔案, 是被渲染的不實報道, 是把商業競爭不必要的提高到其他層面所產生的副作用.
在中微和應材的官司還沒和解之前, 另一個美國競爭對手: 泛林研發又向中微發難.
泛林研發在 2009 年在台灣狀告中微的專利侵權. 尹志堯表示, 公司創立時就研究過對方的專利, 確認其專利無效的, 即使對手的專利是有效, 中微的設計是不一樣的, 也未侵犯其專利.
該官司只經過 8 個多月, 中微就取得了一審的勝利, 對方上訴四次都被法院駁回. 而在此過程中, 中微更掌握確鑿的證據指出對方竊取中微高度機密的技術檔案, 並在上海法院提出告訴, 最後取得訴訟的勝利.
第三起專利訴訟來得兇猛, 一度讓中微的產品遭禁運
看到這裡, 可以知道中微的創業過程, 是一路被告到大的小孩. 而接棒砍下第三刀侵權官司的, 是 2017 年 LED 設備廠商 Veeco 在美國紐約地方法院告 MOCVD 石墨托盤供應廠商給中微提供的石墨托盤侵犯 Veeco 專利, 而中微也立即採取反制行動, 向中國專利局與其他國家專利主管機構訴請 Veeco 的專利無效進行反擊.
但就在美國法院仍在審理 Veeco 專利是否有效, 中微設計是否侵權時, 美國方面就先宣布對石墨托盤出貨禁令, 讓中微無法獲得供貨, 由於石墨盤是一個消耗件, 此一變化讓使用中微 MOCVD 設備的 LED 客戶幾乎停產.
之後中微訴請 Veeco 的專利無效得到批准, 且在福建法院狀告 Veeco 托盤鎖定的設計侵權, 最後福建高等法院也對 Veeco 進口中國的 MOCVD 設備實施出貨禁令, 一連串的動作讓 Veeco 不得不妥協, 進而與中微進行和解談判, 除了撤銷相關訴訟外, 更進一步同意與中微共用石墨托盤專利.
僅 18 個月就取下國內 MOCVD 設備 70% 市佔, 國產設備的另一奇蹟
講到 MOCVD 設備的開發, 量產到國內市佔率橫掃千軍, 是中微的另一個驕傲.
2009 年時, 藍光 LED 熱潮襲卷全球市場, 政府大量補貼 LED 公司, 鼓勵建立 LED 生產線, 當時的 MOCVD 設備市場全掌握在美國 Veeco 和德國 Aixtron 兩大外企之手.
在 2009 年到 2010 年之間, 中國有高達 54 家的公司和研究所計劃開發 MOCVD 設備, 想要搶搭這一波熱潮順風車, 其中至少 25 家已開始開發, 但 7 年後, 真正量產的只有中微一家.
從 2016 年起, 中微用僅僅 18 個月的時間就在中國的 MOCVD 設備市場拿下 70% 以上市場, 取代了原本由美, 德設備長期掌控的產業, 打下不可思議的勝仗!
奇蹟是如何被創造的? 尹志堯表示, 我們用半導體最高水平的技術去做 MOCVD 機台, 且這項產品和中微做過的 CVD 技術很類似, 其他公司可以做出 '樣機' , 但樣機只是完成設備開發的 20 % .
三次深陷國際大廠侵權訴訟的中微, 次次全身而退, 步步越戰越強, 尹志堯強調重視知識財產權的重要性.
要做全球生意必須尊重各國法律, 尊重智慧財產權
他早年任職於美商大企業, 對待每一次的職業轉換都非常嚴肅認真, 絕對不攜帶任何資料到新公司, 絕不侵犯任何專利, 也這樣要求所有加入中微的員工. 他強調, 整合電路是國際化產業, 要進入這個產業必須要遵守中國, 也要遵守美國的法律, 才能做全球生意, 如果違法而被制裁了, 也不能將此無限上綱到政治層面.
尹志堯認為, 中國人對整合電路是有一定天賦, 只要努力一定做得成, 但過程必須要非常尊重智慧財產權, 產業發展幾十年下來, 很多前人的技術研發成果已在前方, 後面加入的人不可能不借鑒前人, 但必須尊重別人的智財權, 繞道而行, 或是付專利費.
從 2012 年開始, 中微過去 6 年的每年營收成長率都保持 35% 上下, 這兩年的年營收增長更是超過 50%. 對於中微未來的期許, 尹志堯表示, 希望在 2028 年達到營收 100 億元, 在規模上進入國際工藝設備公司的前五強企業.
尹志堯強調, 整合電路是全球化產業, 不可能把它變成任何單一國家獨佔的產業, 且不可否認地, 近幾十年來晶片的技術開發和大生產, 以及半導體設備產業都往亞洲延伸, 中國的整合電路產業興起, 是繼日本, 韓國和台灣發展後必定要發生的, 任何人也阻止不了這趨勢.
如尹志堯所言, 中國整合電路產業的起飛, 是曆史的必然, 是任何力量也擋不住的趨勢, 但是, 這是一個國際化產業, 必須堅持開放的做法, 千萬不要像某些人那樣關起門來搞, 同時必須高度重視智慧財產權, 才能保障產業的健康發展, 唯有如此, 中國的整合電路產業才能真正接軌國際, 趕上世界先進水平.