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中国半导体技术最新消息 国产半导体设备四巨头罕见对话,信息量爆棚!
发布时间 : 2024-11-24
作者 : 小编
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国产半导体设备四巨头罕见对话,信息量爆棚!

作者 | 陈骏达编辑 | Panken

芯东西8月5日报道,近期,正值科创板五周年之际,中微公司、拓荆科技、华海清科、中科飞测四家国产半导体设备“顶流”的掌舵者罕见地坐在一起,以“半导体设备突围关键局”进行对谈,深度厘清了国产化替代进程、达到国际最先进水平的挑战以及突破海外市场的可行路径。

参与对谈的4位半导体设备龙头企业嘉宾是中微公司董事长、总经理尹志尧,拓荆科技董事长吕光泉,华海清科董事、总经理张国铭,中科飞测董事长、总经理陈鲁。 广发证券发展研究中心总经理许兴军担任主导嘉宾。此次对谈上线于由上交所和央广网联手打造的“沪市汇”拳头子栏目《沪市汇·硬科硬客》第十期节目。

尹志尧预测“到今年夏天左右,我们基本可以做到自主可控 ”,并谈到国产光刻机在离子注入和电子束领域仍存在短板,有待补齐。

吕光泉和张国铭都认为,Chiplet和HBM(高带宽内存)等新技术方向 或许能成为国产替代弯道超车的着力点。此外,虽然国产替代需要客户和产业链的信任和合作,但张国铭强调,不能因为是国产的,就降低设备的标准。

几位大佬共同提到国产化和全球化应该两手抓 ,有不少国际厂商愿意和我们合作,“关起门来自己搞”很难和世界最先进水平保持一致。在合法合规范围内的国际合作,既能促进技术进步,也能合理节省资源。同时,他们也在积极尝试出海,虽然不断碰壁,但目前中国台湾地区、欧洲、日韩 都已出现中国先进半导体设备的身影。

尹志尧、吕光泉和陈鲁都有海外的教育或工作背景。尹志尧称美国70%-80%的先进半导体设备都有中国留学生的贡献 ,许多人才在快速回流。他强调,资金、人才和耐心 是科技发展最重要的3个因素。

要推动中国半导体设备产业进步,既需企业努力,也需政策支持。吕光泉希望企业的税收优惠能进一步加大,而张国铭认为前瞻性科技的扶持应该更有聚焦性,而不是“撒芝麻盐儿”,陈鲁则希望并购重组政策能有所变化。

▲从左至右分别为:许兴军、吕光泉、尹志尧、张国铭、陈鲁(图源:央广网)

谈及未来发展,尹志尧称他在高端制程设备上“没有看到瓶颈 ”。张国铭也认为先进制程的发展“没有什么障碍,也没有明显的界限 ”。但陈鲁强调,高端化发展需要上游产业链和设备制造商一同啃硬骨头 。同时,为确保业绩稳定,对冲半导体行业周期性,4家企业都采取了多线发展 的战略。

4位嘉宾都认为,芯片从二维到三维的结构变化会带来很大的市场机遇。尹志尧称,集成电路发展到这一阶段,光刻机的关键作用在减弱,而刻蚀、薄膜和其它设备的关键作用在增强。 深层结构不是靠光刻,而是薄膜等其它设备的综合作战 ,这对国内企业来说是很大的机会。

如今AI热潮汹涌,但尹志尧认为AI是个很大的市场,但不是一场革命 ,AI只是数码产业的一个应用。AI的应用广泛,影响深刻,集成电路产业需要在其中找到自己的位置。

嘉宾们还分享了自己创业早期的艰难经历。尹志尧于2004年,也就是他60岁之际回国创业,从零开始,经历了风风雨雨,他称自己“见河搭桥、见招拆招 ”。吕光泉称自己的公司吃了很多次散伙饭,当时贴钱把设备给客户验证都很困难 ,公司还曾一度遣散所有员工。陈鲁的企业孵化于中科院微电子所,一开始只能租民宅办公,还得跨一条街去用所里的净化间实验室。

以下是这期节目的完整文字实录:

一、国产化替代最新进展:部分超过国际先进水平,向Chiplet和HBM发力

许兴军:我们知道半导体行业的发展,有一个关键词叫国产化。这几年随着产业整体发展,国产化进程也越来越快,市占率稳步提升。第一个问题想请教各位前辈,咱们在这一领域有哪些突破和成就,国产化替代的进程如何?

尹志尧: 中微半导体设备公司从2004年开始的计划就是,开发等离子刻蚀机和化学薄膜设备。在光刻机之外,刻蚀机和薄膜机也是很重要的产品,体量也很大,同时是我们的专长。

所以在前10年,我们只集中精力开发了一种设备,即高能等离子刻蚀机 (CCP)。后十年我们开发了低能等离子刻蚀机和MOCVD的薄膜设备 。最近几年,我们一直致力于扩展我们在化学薄膜 设备上的门类和市场准入。

▲中微开发的5类半导体设备达到世界先进水平(图源:中微公司《2023年年度报告》)

在国内外市场竞争愈发激烈的情况下,我们没有别的选择,一定要有自主可控、自立自强的精神,使我们的国产设备尽快达到国际先进水平,甚至在部分领域超过国际先进水平。

在过去20来年里,我们总的来说进展还比较顺利。我们在刻蚀机方面现在可以说覆盖了绝大多数的刻蚀机应用,在化学薄膜方面覆盖率也不断提高,我们有很大的信心。

第三个方面,我们在6年前就布局了光学检测 这个设备领域。我们投资了睿励科技,最近决定尽快开发出电子束检测设备。这也是国内除了光刻机之外最大的短板 ,我们很有信心能不断提高我们的竞争力和市场覆盖度。

吕光泉: 从10年成立之后,我们便一直聚焦薄膜沉积。这里面有几个比较大的板块,最大的一块叫等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)。这是拓荆的创业之本。

这个产品逐渐成熟之后,就往外拓展,进入到后续稍微先进一些的工艺,需要一些比较复杂的立体结构进行填充,这就是填充式的化学气相沉积。这里头还包含亚常压化学气相沉积(SACVD),还有一个叫HDP,即高密度等离子体。后续我们进入到原子层(ALD)薄膜沉积技术。

随着我们的制程逐渐从45纳米往28纳米发展,还在继续往下走,这也让ALD的应用越来越广泛。所以在我们产品开发路线图上,最近这四五年来ALD技术变得越来越重要。

另一个领域大家可能没那么熟悉,但这两年变得越来越受到关注,那就是Chiplet技术在AI芯片或其它先进功能芯片中的使用 。这种三维立体集成的晶圆键合设备包括晶圆对晶圆(wafer-to-wafer),裸片对晶圆(die-to-wafer)的这类成套设备。

▲晶圆键合设备示意图(图源:拓荆科技《2023年年度报告》)

我们最近四五年开始在Chiplet方向发力,然后从去年开始正式推入客户端,实现量产。刚才我讲的这些设备,基本上从国内生产线的技术节点上来讲,实现了100%的全覆盖 ,在客户端应用还是比较广泛的。后续我们会加强和客户的合作,往更先进的技术节点去推进。

陈鲁: 中科飞测一直专注于光学的量检测和设备领域。也是围绕着集成电路的良率控制,去做设备和软件方面的工作。今年刚好是中科飞测成立10周年,期间我们也研发出了9个系列的量检测设备和3大系列的软件产品。

量检测一般会分为检测和量测两个方向,我们以无图形的检测为主要的权重型产品。同时还有图形的晶圆缺陷检测设备,当然还有我们俗称的“明场”和“暗场”两种设备也在推出,处于测片的过程中。

量测设备的种类也比较丰富,包含薄膜厚度测量(介质和金属膜厚度),也包含光刻套刻对准测量设备、三维形貌的测量设备等等。我们已经把主要的晶圆上面的光学量检测的9大系列产品全覆盖了。

同时我们也研发出了一些结合良率控制的工艺制造软件产品。这9大系列的检测设备和3大系列的软件产品,应该覆盖了我们的客户,尤其是晶圆fab厂全部的检测、量测需求

▲中科飞测董事长、总经理陈鲁(图源:央广网)

张国铭: 华海清科最早是从CMP(化学机械抛光)起步,我们现在CMP已经进入了各个头部企业,实现了高比例的国产替代。在这一基础上,围绕着Chiplet和HBM(高带宽内存)开展了一系列设备布局,如减薄加抛光设备已经小批量发往用户,而且都是头部企业,效果非常好。特别是在有些TTV工艺上的均线指标已经超过国外竞争对手

在将来,随着Chiplet和HBM的推广,会有一个非常好的市场前景。同时我们也开发了倒边机(Trim机台),这也都上线了。另外还有边抛机,能大大提高客户的良率,目前这一设备也在客户端验证。

在这一基础上我们还做了清洗机,在大硅片行业已经通过了验证。因为清洗在硅材料行业的特殊要求很高,之前都是进口的设备。

另外,我们还入资了一个离子注入机企业,现在已经进入了客户端的验证。我们在CMP的耗材和维保业务也一直在布局。目前随着我们机台装机量的增加,这块业务也快速扩展。同时我们也在开发新品种耗材,给客户带来全套的解决方案

二、最大的问题是不对称竞争,发展要靠钱、人才和耐心

许兴军:从半导体行业发展来看,有两个因素比较重要,一个是资金,一个是技术。不知道各位是如何来解决资金和技术问题的?另外,也想请问各位,咱们科创平台和国家大基金在这个维度上对我们有哪些助力?

尹志尧: 作为企业,尤其是科创企业,我一直认为要有3种资金,而不是1种资金。首先是股本金,其次是低息贷款,第三就是研发资助。

集成电路在国外持续发展了将近40年,当我们大力发展集成电路产业时,最大的问题就是不对称竞争 。国际上的公司比我们大上百倍 ,至少也有10-20倍 ,研发投入也比我们多,制程上我们又落后了3-5代。 这种情况下,就需要政府各个方面的支持,如研发资助。

对上市公司来说,股本金已经不是最需要的东西了。我们已经可以盈利了。在目前严峻的情况下,我们在最近很短的时间内要把国内短板的、几乎百分之七八十的半导体设备开发出来,光靠一个企业单打独斗是不够的。我想在座的企业都希望能有相当的研发资助,以提升我们的开发速度。

许兴军:半导体发展过程中,我们怎么去积累技术的沉淀呢?

尹志尧: 我想讲两点。首先,我认为科创企业最重要的就是人才 。有钱固然重要,但更重要的是人才。我在硅谷看到,40年来美国开发出来不下10种国际先进设备,包括高能等离子刻蚀机、低能等离子刻蚀机等等。

这些设备是谁做的呢?70%-80%都是中国留学生干出来的 ,好在已经有很大部分人回来了。在座的几位都是美国回来的,在各个领域起着重要作用,与国内专家合作。人才是很重要的。

有了人才,有了钱之后,最重要的是耐心,慢工出细活。我们做的事情真的不能着急。我们的刻蚀机从微米水平做到纳米水平,现在我们最好的刻蚀机已经做到了皮米水平,有20皮米(1000皮米=1纳米)的准确度,人头发丝的1/350的准确度。

这不是吹牛能吹出来的,检测也是如此,都是要一步一步做,咬紧牙关。我们做它做了20年。过去说十年磨一剑,现在其实是二十年还没把剑磨好,还在继续往前磨。我认为科技发展最重要的就是这么几个因素:资金、人才和耐心。

▲中微公司董事长、总经理尹志尧(图源:央广网)

吕光泉: 从股本金来讲,其实拓荆的创立是依托于02专项的,最开始的第一笔钱是这样来的。这笔资金让公司能从0走到1,再从1往上走的阶段,就依赖地方政府的风投。

这个行业对资本的需求很大,需要大额投入,靠个人集资是很困难的,尤其是早期。从1到10的过程,主要是靠风险投资完成的。在往上上量的时候,就依靠国家级的大型基金,比如集成电路产业基金、还有国投系统的国投创业基金。

这些资金最重要还是投入研发 ,研发的核心就是要能够独立自主地把产品设计出来。知识产权的自主性是我们最关键的一点。我们是要求我们所有的产品,必须在国际上从知识产权的角度要站住脚。研发的积累、知识产权的自主性是我们一直要求的。

这就要靠人才。我们从国外引进了一批有经验的人才,带动国内的人才成长。不是让他们去抄别人的东西 ,而是让他们去创新,去把新的产品研发出来。

张国铭: 我们这个团队是从02专项里立项项目获得资金,后期也引入了社会资本,到最后的上市。在技术方面,当时清华大学有个团队从一些基础理论和部件开始研究做起。我们的整个技术体系是从底层往上做的,因此做得非常深也非常扎实。这样一来,我们跟用户在一起合作研发的时候,就很快能找到一些改进点,知其然知其所以然。

另外,我们也一直在和用户结合。用户有新的需求我们会及时发掘出来,就可以给客户节省成本。设备有一个特点,它应该走在工艺的前面。 也就是说在客户大批量使用的时候,你应该已经准备好了,所以需要一个前瞻性的技术研究。

陈鲁: 在10年前公司成立的时候,我们最早的一笔投资我记得是1000万元。我们经历过1000万、几千万到上亿这种投资体量增加的过程。最早期的时候是一些地方性的产业基金,到后来会有一些国家的基金,如国投创业、大基金等等。我也很感谢科创板在我们需要上量、对资金需求最强的时候让我们上市,这也让我们有了充足的资金,让我们可以批量的生产和大范围的扩张我们的客户。

我们一直觉得,除了资金支持之外,我们最需要的是产业给机会,也就是客户给机会。 有优秀的人才,同时也要有工匠的精神,这点十分重要。虽然我们要以更短的时间来追赶国外的发展,我们的速度要更快,但不能忘了工匠精神 。所有的设备要慢工出细活。

三、政策应限制抄袭和价格战,多扶持基础产业和前瞻性技术

许兴军:讲完资金和技术,还有一个比较重要的外部因素就是政策。这几年来我们主要受惠于那些政策呢?第二个更重要的问题是,未来我们期待怎么样的政策。

尹志尧: 我们这类设备公司在2004年之后如雨后春笋般成立了很多,现在不下一百家,规模较大的也有二十多家。仰仗着国家的改革开放,产业发展势头十分迅猛,也产生了很大市场需求。

第二点,在这一过程中,我们看到国家的政策在不断深化改革,很多政策的升级推动了产业的发展。下一步,新质生产力的发展,最重要的还是要有新质的生产关系,需要进行更深化的改革。

吕光泉: 如果说后续还希望哪一些政策的话,我觉得应该针对逐渐成熟起来的企业给予一些更好的税收政策扶持 。因为在创造利润之后,在投入企业里头在开发新产品的时候,能帮助这个企业更上一层楼。

另外,政策也要考虑如何限制产业的资源浪费 ,如社会资本和地方资金会扶持一些小的企业,从头部企业挖一堆人出去,再去照抄我们的产品,又以非常低的价格来销售。这对我们的营商环境和产业环境是非常不好的,至少是一个往前发展的障碍。

▲拓荆科技董事长吕光泉(图源:央广网)

张国铭: 政策方面,由于这一行业的研发投入很大,应该有一些鼓励和支持。对一个上市公司来说,我的研发投入和我的当期利润是一个矛盾,对市值维护也是矛盾。在这方面,尤其是前瞻性的技术方面,希望还能够给一些支持和鼓励。应该聚焦一下,而不是“撒芝麻盐儿”。

在产业化政策方面,更重要的是政策能给大家一个“赛马”的平台。目前有的政策没有把设备、材料和零部件包含进去 ,但整个产业的发展,基础产业是很重要的。基础产业之前的投入比较小,大家都没关注到,我就是希望政策能把装备涵盖进去。

另外就是人才政策,我们这些企业高端人才比例很高,发展过程中引入了很多国内外专家,这些专家的人力成本也比较高。我觉得在个人税收的优惠政策 方面,希望能给予一些支持。

我再补充一点,如果要提高行业竞争力和产业链上下游合作,我们应该在政策上鼓励用户支持本地化产业链的发展。 这也可以间接支持到我们的设备企业。

▲华海清科董事、总经理张国铭(图源:央广网)

陈鲁: 我就补充一点,我希望科创板、交易所和证监会都提出来的并购重组方向,能够具体地一步步落实。对产业装备不同细分市场的龙头企业来说,这点是至关重要的。

四、本土化是无奈之举,今年夏天做到自主可控

许兴军:现在的国际趋势是半导体产业链的本地化配套。中国作为全球最大的半导体消费市场,我们也看到了整体的产能陆陆续续在往中国这边转移。目前,这一进程对国内半导体行业的发展有什么影响呢?

尹志尧:本土化是没有办法的选择。 理想状态下,全球集成电路产业应该是互相协同的。这一产业涉及几千个步骤,上下游产业链非常之强,很少有一个国家或者一个企业能从上到下全部打通。但是在目前紧张的国际形势下,这是没有办法的选择。

这对我们也是一种激励,看我们有没有能力在这么短的时间里把本土化做好,使产业链、材料供应链建立在自主可控的基础上。本来我觉得至少3-5年,甚至十来年才能解决。

但我看到供应商公司最近两三年非常积极,很拼命的做。我给大家也报一个好消息,到今年夏天左右,我们基本可以做到自主可控,国内的厂商基本都可以跟上去做了。

当然,质量和可靠性在水平上还有一定差距,但至少可以替代 ,这是一个很不容易的事情。我们要继续做下去。另一方面,我们也要主张国际合作 。世界上还有许多不同国家、不同供应厂商愿意继续和我们合作,我们不应该关起门来自己搞。

吕光泉: 中国的芯片市场还是非常巨大的,去年大概是2000多亿美元的半导体芯片需求。主要还是依赖进口,进口占到70%-80%。如果这些芯片的制造中心往中国迁移,便能逐渐把产业链、产业生态带起来,我们当然是求之不得。

当然,这个产业链这么长,彻底脱钩是不可能的,脱钩和就和国际最先进的技术脱钩了。国际合作是必须继续的,在允许的范围内,在政策合规合法的范围内,还是要继续坚持国际合作。

张国铭: 产业链转移对我们国内生态的建设是一个非常好的机会。中国市场已经连续4年是全球最大的设备市场,同时设备这几年增长得也很快,我们近五年营收复合增长率达到了80%。

我们设备的发展也带动了零部件的发展。大家把生态形成了比较好的正向循环。我们追求一个安全供应链,不区分国产还是进口,只要我们认为你们能保证供应,我们就应该大力支持。

我们在这方面做了很多布局,比如和核心零部件厂商的深度绑定和一些培养式的扶持。随着整个芯片制造产能的提高,我们国内装备企业其实会迎来一个非常好的发展时期。在未来几年里,我是比较有信心的。

▲中国大陆是世界上最大的集成电路设备市场(图源:中微公司《2023年年度报告》)

陈鲁: 全球产能向国内转移肯定是给了我们装备企业一个历史性的机遇。其中的量检测设备其实是我们核心装备中一个比较薄弱的环节。国内所有的量检测装备企业加到一起,在国内的市占率也达不到10%,所以这里头还有非常大的空间,需要提升和增长。

当然,我们这几年的增长速度是非常之快的,给我们上游的零部件企业带来了非常好的信号,引导他们不断向我们的方向提供研发和配套相关核心零部件。我们也呼吁大家,在量检测设备所需的核心零部件上,能积极地去开发 ,跟上我们快速的发展势头。

五、“我们不是科学家”

许兴军:稍微煽情一下,谈谈大家的心路历程。在座的各位既是科学家,也是企业家,还是科技报国的践行者。在咱们整个创业到现在的过程中,哪个环节或哪个时刻是最难忘的,为什么?

尹志尧: 我几次都纠正“科学家”的说法,其实我们不是科学家。我小时候梦想当科学家,科学家的定义是发现自然界新的规律,而我们是把已经发现的规律变成一个产品,应该是工程师。我一直说自己很惭愧,没做成科学家,做成工程师了。

在2004年之前,我曾经在5个最大的国内外企业或者研究单位工作,完全没有创业经验。2004年创业的时候我已经60岁了,也很忐忑,不知道前途如何。

这20年来我经历了很多的风雨,叫“见河搭桥、见招拆招”,所以学了很多东西。我觉得最宝贵的东西就是这些经验,比如融资经验。我过去完全不懂得资本运作,最后公司一共融了150亿,我也不知道是怎么融出来的。

产品从一开始的一张白纸做到国际比较先进的水平,我觉得最使我激动的就是各种各样的经历,和美国的商务部、国防部也打了很多年交道。有搞顺的时候,也有搞逆的时候。

我很难说具体哪一件事是很激动的,我觉得整个人一直在比较激动的状态。我觉得人生最重要的不是钱、不是名,而是经历。

吕光泉 :真的是像尹总讲的,其实没有哪一件事情是特别难忘的,但创业本身是很艰难的。在拓荆创立的时候,国内对半导体没什么概念,对半导体设备更没有概念。

那时候去找资本,甚至是让客户认可都是非常非常困难的。不是说我可以卖给他们设备,而是把设备给他们,还要给他钱去做验证,都不一定愿意帮我们验证。 也正如拓荆这个名字一样,非常艰难地做下来。

我们吃了很多次散伙饭 ,曾经有一次已经把团队遣散了,然后又收回来。我想说的是,贵在坚持,现在坐在这里的都是坚持下来的,坚持就是胜利。

张国铭: 确实,做半导体设备酸甜苦辣,我都做了几十年了,坚持是非常重要的。其实我特别感谢我们的团队,不离不弃,大家坚持下来才得到了汇报。

半导体不是一个科学问题,而是工程问题。要不断的替代、迭代,才能持续进步。我觉得最难的也是你第一步,怎么进去。 第一台设备的验证。这一过程也是在客户和很多朋友的支持下,获得了很多机会,还收到了非常好的要求和建议。这也使得我们企业跟着客户的节奏快速迭代,才实现了快速发展。

陈鲁: 最难忘的时候就是我们公司刚刚成立的时候。我们的团队很小,是中科院微电子所孵化的团队,然后成立企业。我们的净化间实验室就在所里,我们没有场地,就在所对面隔了一条街的民宅租了一个大概两百平方米的公寓,家具拆掉之后放办公桌。

招人的时候有人问你们的净化间在哪里,我们就通过窗口给他们指,说就在我们楼下的那个所里头,就这样一点点把人才吸引过来。我觉得勇气那时候一点点不少。这个过程应该是最难忘的。

许兴军:各位的创业经历都是比较艰辛的,但是坚持和勇气是我们能成功走下去的一个关键。

六、国产半导体设备的位置、优势与劣势

许兴军:中国已经连续4年是全球最大的半导体设备市场,但是在有些领域还是海外的企业占据了比较大的市场份额。在某些环节上呈现出外企寡头垄断的态势。所以也想请教一下各位,咱们自己公司在国内外竞争中是一个什么样的站位,和国际巨头比有什么优势和劣势?

尹志尧: 我们应该承认,我们在半导体设备领域距离国际先进水平还有相当的一段距离。应该说,国内可以提供的设备,占集成电路生产线的百分数,比较保守的说法15% 是没问题的。而进取一点的说法,30% 甚至更高也是有可能的。

我非常欣喜地看到,中国的数百家半导体设备公司都在拼命努力,发展速度很快,成熟的有20多家企业,几乎涵盖了半导体十大类设备的所有门类。 我个人还是有很大的信心,我们可以用5年、10年的时间,达到国际最先进水平,完全是可以实现的。

▲中微设备涵盖半导体设备10大门类(图源:中微公司《2023年年度报告》)

许兴军:那中微在国内外的水平大致处于一个什么位置?

尹志尧: 我刚才讲到中微的刻蚀机基本可以覆盖大部分刻蚀机应用,但因为我们的客户群处在技术的领先位置和国外还差了两三代 ,我们还有一定的距离要赶上去。

但从能力上来说,和国外的设备公司基本处于一样的水平。我们还有双台机和单台机两种选择,这是我们很独特的一点。国际的几大厂商都只有单台机,没有勇气去做双台机。

我们现在已经有大量的双台机在生产线上应用 ,在国际第一流的Foundry已经有600多个 反应台,全部是双台机,已经达到国际先进水平。我相信在薄膜设备上,和拓荆合作也可以逐渐覆盖绝大部分的化学薄膜设备。

吕光泉: 从拓荆设备的在国内的应用场景来看,拓荆做的化学薄膜沉积设备从应用种类上达到了100%的覆盖 。我们的优势就是我们能更贴近客户,更直接地参与到他们的研发、生产,能做一些定制化的设备,或者是具体的工业材料。我们的响应速度是我们最大的优势。

而我们的劣势就是起步晚 ,这个差距还是需要应用场景给我们提供支持,能继续往前走。

▲全球半导体设备及晶圆制造设备占比,薄膜沉积设备是其中的重要板块(图源:拓荆科技《2023年年度报告》)

张国铭: 国内设备都是从无到有,一直在追赶国外。这几年我们在CMP方面,头部客户里实现了非常高比例的替代。我们的减薄抛光一体机发展得很快,有一个客户从春节安装到现在已经跑过10000多片了,实现大规模批量化生产。

我觉得国产设备不能因为你是国产,而降低你的标准,这是我们一直在遵守的原则。国内设备的优势就是迭代速度快,离客户近,服务及时。而劣势主要还是工艺经验的积累 ,还没有国外那么多。

陈鲁: 因为量检测设备的行业海外有一家垄断性的设备企业,占据全球50%的市场。我先说劣势,一共有3点:历史不如别人、规模不如别人、品牌知名程度也不如对方。 要解决这一问题就是要快速,实现快速的迭代。

我们已有的一些设备用不到10年 的时间走完国外设备厂商几十年 走完的研发道路。所以我们从售前到研发到批量到售后,形成一个闭环的迭代,是能够追赶国外的一些垄断性设备厂商的最重要力量。

七、没看到高端设备瓶颈,下一步把短板补齐

许兴军:整体来说,我们高标准的要求自己的产品和国际对标。第二就是快速迭代,提升产品竞争力。我们也看到,在高端领域我们处于一个刚刚起步的阶段所以市场现在有一个疑虑,未来比较高端的制程,能否接上我们在成熟制程部分的成长趋势。在高端的部分,目前遇到了一些什么样的难点?

尹志尧:从设备角度,说老实话我没有看到瓶颈。 其实有很多人误解我们做的刻蚀机,有5纳米的、3纳米的或者14纳米的。但其实我们同样的设计,当然了有一些改进,一直从45纳米做到2纳米都没问题,只是有一些精化的过程。

我还没有看到技术上过不去的坎。 还是那句话,要咬紧牙关,一步步有耐心的把它往下做,就可以做好。

有几个领域需要有特殊的做法。光刻机大家都知道,电子束检测在国内有非常大的空白,还有离子注入。我们下一步会做电子束检测,我听说华海清科也在做离子注入,就是要把这些短板补齐。

许兴军:未来我们这些比较高端的设备,对整个公司的成长驱动的角度来看,有机会赶上咱们成熟制程渗透率提升所带来的成长速度吗?

尹志尧: 现在我们70%的销售还是集中在先进制程,扩展很快,要求很高,越来越高。

张国铭: 集成电路设备它需要一个研发过程,其实我们先进的工艺需要提前布局。从技术上和下一步的性能上,都已经在开展了。现在技术指标达标了,但设备最重要的不是能用,而是好用。 这是一个不断改进的过程。

许兴军:从咱们公司的角度来说,我们先进的部分还是能够续上我们之前的成长速度吗?

张国铭:我觉得没有什么障碍,也没有明显的界限。

陈鲁: 我只想补充一点,任何半导体设备升级换代的研发,往高端方向前进,都是装备企业和上游零部件企业一同发展的结果。我们希望这些零部件企业能和我们一块啃这些硬骨头。

八、供应链自主可控进展顺利,要啃下核心零部件的硬骨头

许兴军:目前,我们在供应链安全方面,做了哪些措施来保障呢?

尹志尧: 其实没有做设备的公司,一般都不知道供应链的重要性。做了这么多设备,供应链其实是最核心的东西。我们只设计设备,里面成千上万的零件基本都没有我们自己做的,都是外面600多个供应厂商做的,遍布全世界。

如果搞不定供应厂商,只要有一个厂商和你说不和你玩了,因为赚不到钱,或者是没有兴趣了,你当时就会“死掉”,机器一台都运不出去。所以供应链是一个非常重要的环节。

我们也努力和各种各样的供应厂商紧密的沟通,去确认他们能给我们供货,而且按时保质的供应。我们欣喜地看到,供应厂商都非常努力,所以今年就可以解决自主可控的问题了。

许兴军:咱们开始着手来为零部件自主可控布局,到现在实现全零部件的自主可控,花了多少时间?

尹志尧: 花了20年 时间。其实在前18年,也就是2022年之前我们已经做了18年的铺垫,所以在刻蚀机上已经有60% 的零部件是国内采购的。在MOCVD设备上80% 的零部件是国内采购的,看上去已经不错了。

但是在这60%-80%里面,还有一部分是国外比较领先的供应厂商的中国子公司做的,这些在中国做的零部件受到相当程度的限制。在剩下的两年时间里,我们把那大概30%-40% 没有自主可控情况下的零部件,全部要解决问题。

吕光泉: 我们半导体设备的零部件,其实和我们市场上比如说做汽车的还不太一样。几乎每一个零部件都有一些定制化的成分在里头,非常特殊。

这方面,我们和供应商的合作非常密切,在绝大部分场合下我们都不叫他们供应商,而是叫做合作伙伴 。我们从研发阶段就把供应商带进来,让他们帮我们设计、开发,一起进行验证。

生产过程中,我们会给他们足够的预测和价格。这种合作是一个长期的、连续的、不间断的持续性合作。

许兴军:咱们现在大概实现了多少比例的供应链自主可控呢?

吕光泉: 刚才尹总说成熟产品已经都能达到自主可控,而先进的产品还需要时间。

许兴军:张总,咱们这边的情况如何,我听说你们也开始涉足一些上游的零部件。

张国铭:我们因为做零部件的这种本地化,或者安全供应链的工作比较早,很早就开始把它当成一个重点任务来抓,目前进展比较顺利。

CMP设备和其它设备有点不同,比较核心的零部件我买不到 ,我的竞争对手是他们自己做的,他们不卖,也不是第三方的。从开始的时候我们就必须得去攻克,不攻克就卖不出去。这部分设备我们一直在持续迭代。

还有一些就是国内能够配套的,我们也很早就开始了,现在进展得比较理想,应该没有什么卡壳的问题,或者很大的风险。

许兴军:我们基本上也是在零部件上实现了自主可控吗?

张国铭:像是通用的部件,比如开关指示灯这些,进口就进口的,它也不是专门给半导体用的。我认为这些是可以有安全保证的,其它行业也用。我们这些都分了类,有一些重点的我们必须拿下,而能够利用社会资源的就利用社会资源去做。

许兴军:检测这领域其实上游零部件还挺关键的,不知道陈总咱们在这块做得怎么样?

陈鲁: 检测设备需要的零部件和半导体制程设备不一样,而国内在这方面也是比较薄弱的。我们应该说很早,也是无奈之下,在国外对国内的供应链封锁之前,就做了这方面工作。零部件我们需要自研,世界上没有第三家可以提供这样零部件的企业。

这个过程确实是比较艰苦的,我们不仅需要及时地把零部件和机台的推出时间吻合,还需要供应商不停地和我们去啃下一块硬骨头,完成下一代产品当中零部件的研发。要求是很高的。希望每一个进入到集成电路装备行业的零件厂商,都有这样一个心理准备,和我们一起努力吃苦。

许兴军:所以整体来讲,我们很早就重视零部件这个问题,做了很多准备,基本上实现了不错的自主可控状态,我也相信未来我们能实现不错的成长。

九、未来3~5年,国产半导体设备如何发展?

许兴军:未来3-5年里,当我们去看整个中国半导体设备行业,会有多大的一个空间和成长机会,又会有什么样的发展策略和经营计划?

尹志尧: 集成电路这个产业有很多的挑战,一个是挑战物理、化学的极限。而从商业上来说,设备产业的浮动是很高的 。上世纪八十年代到现在的四五十年里,已经有七八次的大起大落。

在这样的环境中,一个公司怎么能够保持持续增长、稳定增长,我觉得公司的策略不能把鸡蛋放在一个篮子里 。如果这么做,就会出现很大的问题。

中微以后几年的策略就是三维立体生长 ,其实过去十几年也是这样的。第一个维度就是集成电路设备 ,从刻蚀到薄膜再到检测,更多地去做开发。

▲中微的三维立体生长策略(图源:中微公司《2023年年度报告》)

但集成电路它的周期是是一样的,要高都高,要低都低,所以第二维度就是泛半导体设备 。也是刻蚀机,也是薄膜,也是检测,但是应用在不同的泛半导体领域。太阳能电池也是一个领域,大部分都是微米级别的加工,最后还有一个大平板设备,也都是微米数量级。这里需要有相当的布局。

我们公司还在考虑第三维的发展,利用我们的核心竞争力,在国计民生中找到更多应用领域。 这就是我们公司的基本战略,要把鸡蛋放在不同的篮子里,保持公司的高速发展、稳定发展。

▲中微三维发展策略具体内容(图源:中微公司《2023年年度报告》)

许兴军:未来3-5年您对国内半导体行业发展空间怎么看?

尹志尧: 我认为发展空间很大。光是一个薄膜设备就是一个300亿-500亿 人民币的市场,这个市场巨大。我们应该专注先把这个做好,因为中国目前的集成电路产业还没有碰到大起大落的周期 ,现在还在比较快速地增长。乘着这一顺风船,要把自己的事做好。

吕光泉: 拓荆目前的规模还是相对比较小,只是化学相关的这一类薄膜设备。如果把整个薄膜的市场加起来,差不多是500-600亿 的市场。拓荆的产品无论从销售额和出货额来说,占比都不到15%,所以上面还有很大的空间。

我们的第一优先还是要把已经投资、研发出来的产品的市占率做大 ,然后下一步是在这一基础上把饼做大,把产业覆盖率做大 。拓荆的强项还是在薄膜,那另外一块新的,过去一两年刚刚起步的市场就是Chiplet

这个概念会引入一系列新的技术,整个产业链里会有30多种设备。所以这个市场未来3年、5年甚至10年的市场容量是很大的,也不会小于薄膜市场。我们从芯片键合(Bonding)这个技术开始,走在最前面,和国际上没什么差距,在很多指标上甚至领先于国际供应商。 我们对这个是非常有信心的。

下一步还是要走出去,走国际化道路 ,跟国际的供应商合国际的客户打交道,才能够继续跟着世界的前沿技术往前走。所以,走出去,也是今后三五年的重点项目。

张国铭: 未来,华海清科就是做设备平台加上耗材和服务平台 这两块业务。在耗材市场我们做了一些提前布局,也是希望能通过耗材业务的发展,来平滑设备的一个波动性。

在设备方面,除了CMP减薄、清洗以外,我们也围绕着一些未来重点发展的产品,比如先进封装 以及HBM 这类特殊工艺。未来这可能是国内发展的方面。

我们在沿着摩尔定律去做无限的线宽缩小,会受到设备上的一些限制。我们买不到最先进的设备,但我们通过封装技术仍然可能提高芯片性能。这也是一条发展的道路。

陈鲁: 量检测的设备在国内市场国产设备占了不到10%的市场份额,未来3-5年一定是要尽量增加市占率 。尤其是已经推出的设备、量产的设备,在市占率方面还有很大的提升空间。

长期来说,可以简单说“3+1” 。3个维度包括设备的种类,还有设备不断迭代升级后所形成的工艺节点提升,第三就是出海。

“+1”就是我们也推出了3个系列的软件,因为软件产品是客户现场在线的各种不同检测、量测设备的数据串联的中枢神经。当我们使用软件将这些数据串起来之后,就能给客户提供进一步的良率分析以及优化工艺的可能。

十、国产设备要走出去,打国际市场!

许兴军:咱们在座的都是整个半导体行业细分领域的领军企业。我们对咱们自己所做的国产设备,在国际市场中的定位和发展前景是怎么预期的?在新形势下,中国半导体的赶超路径在哪里?

尹志尧: 中微在刚建立时,就立志要把我们的设备打到国际市场。经过多年努力,应该说取得了一定进步,但这个进步是非常有限的。我们在台湾地区 有将近七八百台设备,就是反应台还做得不错。在日韩、新加坡还有欧洲 也有有限数量的设备,总的来讲不尽人意。

我们打国外市场总是碰到地域的壁垒、文化的壁垒,和新供应商准入门槛高的壁垒。最近几年,国际形势对我们打国际市场有更大的阻碍,在这种情况下,我们不能放弃在国外打市场的计划。因为无论我们国内的市场有多大,短期内仍然是大部分市场在国外 ,这一事实并未改变。我们还是要继续努力。

吕光泉: 我们几年前就走到台湾地区去了。再一个就是从其它的渠道走,或是通过其它的应用。如果前面有一个坡确实爬不过去,就需要绕路,而绕路的方式就是授权。 我们的设备在先进封装、三维集成领域,可以利用这一方面的优势,还是要走出去。

尹志尧: 我补充两点。我觉得打国际市场有两个可能的方向。一个是我的产品国外也有,但我的性能有相当优势,成本低,输出量高,效率高,给我们的客户节省成本。 还有一种可能性就是独此一家 ,只有我们有这个技术,有这个产品,而且适应最严苛的要求。

前一个方向可以做到,但现在打市场还是有点困扰。而后一个方向就要求我们要有勇气,去开发国外没有的设备,做出更好的设备。

张国铭: 企业经营一定是面向全球市场的。现在国产设备的海外推广确实遇到一些障碍。我觉得未来东南亚也是一个比较好的方向。将来,国际市场的开拓还是要看产品性能,如果产品性能非常好,客户不用我的设备,会花费更多的成本,那我们自然也就能打进这个市场了。

陈鲁: 我们也开始了海外业务开拓,并取得一些初步成果。未来,这一方向我们肯定需要坚定的走下去。当新的公司出现,和老牌垄断企业竞争时,重点就是要抓住技术升级换代、技术创新的工艺节点。 这可能是国内设备走向海外的重大机会,我们应该牢牢把握。

十一、光刻机作用在减弱,AI不是一场革命,存储需求大幅增长

许兴军:未来,我们决定可能会产生一个颠覆性影响的新技术或新工艺是什么,对未来的产业格局和趋势有什么影响,而我们在这些领域上有没有新的布局?

尹志尧: 这是我非常感兴趣的课题。第一个,我觉得我们做了五六十年的集成电路,在做什么事情呢?没有发明欧姆定律,也没有什么革命性的变化,只是把东西越做越小。在这一过程中,光刻机的关键作用在减弱,而刻蚀、薄膜和其它设备的关键作用在增强。 深层结构不是靠光刻,而是薄膜等其它设备的综合作战,这个机会对我们特别大。我建议国内要特别专注于从2D到3D的结构变化 ,我们是可以抓住这个优势的。

第二点,AI是一个很大的市场。但我要特别讲清楚,AI不是一场革命,AI只是数码产业的一个应用 ,跑不出数码产业,跑不出1010,也跑不出集成电路。AI是一个应用,但这个应用的范围特别广、特别深刻,所以我们要找到这里面集成电路的作用和设备的作用。

第三点,我认为从2D显示变为3D显示会变成一个非常大的应用领域,还没有引起足够的重视。 将来可以看到,不管是iPad、电脑、电视机还有大屏幕都可能会变成真正的3D。这里需要大量的算力,大量的存储能力,这也是一个很好的机会。

吕光泉: 突破性的就是像尹总刚才讲的,在引入一个新的架构和概念,从二维到三维。无论是在芯片内部的二维到三维,还是芯片与芯片之间的二维到三维,其实是为设备创造了很多挑战,同时也是很多机会。

Chiplet这个技术把不同的芯片,或者同类的芯片面对面地叠起来,又提供了一个新的赛道,我们就是要把握住这个机会,来开发新产品,为未来提供更好的成长空间。

张国铭: 未来需求大家比较明确的就是需要芯片性能的不断提高和功耗的降低,其实这些事情都会遇到物理的极限。当我们在二维走得很困难的时候,市场驱动力就不足,所以大家就会往三维走。我们已经在布局这方面设备。

另外,随着AI技术以及大算力的需求越来越多,存储 是一个非常大的市场。大家对存储,包括手机存储的需求会有非常大的增加。我们围绕着新的存储技术也在做一些合作。

陈鲁: 其实从二维到三维这个过程对量检测设备提出了许多新要求。从波长上来说,现在我们一般覆盖到深紫外、近紫外、可见光和近红外,还是非常窄的一个波长范围。

再往下的话,我们看到从客户创新工艺的要求来说,希望我们到更短的波长 ,如真空紫外区;也希望我们到更长的波长 ,中红外甚至远红外去,能获得更好的分辨率和穿透性,才能适应从二维到三维的趋势。

有了这些新的要求,我觉得才给我们这些国产的设备企业,带来了很多新的机会,这是非常重要的一点。

十二、四位大佬寄语行业,道阻且长但使命必达

许兴军:如果用两句话来总结或者寄语您所从事的半导体设备事业的话,您会怎么说?

尹志尧: 我们公司的口号叫,“攀登勇者,志在巅峰”。

吕光泉: 我们都是在这个行业很多年了,这么多年一直下来,每天还在这样干,这个产业在不断地更新迭代。每一年半到两年就要迭代一次,每次迭代都会带来技术上其他方面的挑战。就是这些挑战来激励着我们坚持。

张国铭: 国产半导体设备任重道远,但是信心满满。

陈鲁: 我们创业过程过去充满了机遇和挑战,接下来的未来依然会充满机遇和挑战。我们也会继续努力,不辜负落在我们肩上的历史使命。

来源:央广网

中国芯片技术新发现:光刻机再见?全球半导体格局将重塑?

导读

近年来半导体领域最令人振奋的消息是光刻技术的重大突破,它对半导体产业产生了巨大影响。光刻技术的高精度让芯片制程不断“往下走”,带来了性能的大幅提升。而东方大国在光刻技术与二维材料结合方面也取得了成功案例,但仍需努力提高精度和稳定性。

重大技术突破对半导体产业的影响

光刻技术的重大突破对半导体产业产生的影响

如果要说近年来半导体领域最令人振奋的消息是什么,那非光刻技术的突破莫属。

包括紫外光刻技术和近红外光刻技术在内的光刻技术,一直是半导体制程中最关键、最基础的工艺之一。

而且也是“摩尔定律”的一道防线。

正是因为有了高精度的光刻技术,才使得芯片制程能够不断“往下走”,同时也带来了性能的大幅提升。

东方大国在光刻技术与二维材料结合方面的成就

二维材料与光刻技术的结合,东方大国已经有了成功案例。

但是要想真正做到像片中展示的那样精度,目前的光刻机还是有一定差距。

这就需要我们继续努力,推动光刻技术的发展,提高其精度和稳定性。

传统紫外光刻技术的挑战与要求

传统的紫外光刻技术面临着诸多挑战,比如线宽失真、胶层厚度不均匀、驻点效应等等。

这就需要我们不断完善和创新,比如近红外光刻技术的应用,就是一个很好的方向。

只有不断突破技术难关,才能让光刻技术发挥更大的作用,为半导体产业的发展注入新的动力。

科技发展的国际合作与自主创新

东方大国的科技发展,一直以来都少不了两个关键词:自主创新、开放合作。

我们不仅要在关键核心技朝上取得突破,更要学会借力走路,通过国际合作来推动各种先进技术的落地和应用。

这不仅有利于我们自身产业的发展,也有利于全球产业链供应链的优化和完善。

真正的强国人,是不会满足于此的。在取得成就的更要保持一颗赤诚之心,继续前行。

结语

半导体产业的发展离不开光刻技术的持续创新和突破,而这需要我们不断努力完善和创新。国际合作与自主创新并重,才能推动先进技术的落地和应用,促进产业链供应链的优化和完善。让我们继续保持赤诚之心,共同推动半导体产业的发展

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