2004年已经60岁的尹志尧带领一群志同道合的人两手空空踏上了飞往中国的班机
从此硅谷最有成就华人的荣耀已成过往等待他的是想办法突破中国等离子刻蚀机的空白刻蚀机是雕刻出每一枚芯片电路的纳米级手术刀这个挑战艰巨且紧迫
2004年5月31日中微半导体设备公司下称中微公司在上海市牛顿路的一间办公室中注册成立
17年过去了尹志尧已经77岁仍然奋斗在一线而中微公司则已经成为技术一流的刻蚀机企业台积电制造最先进的5纳米芯片也会用到中微的刻蚀机
最近4个月时间里中微公司的股价涨了130市值超过1200亿元成为资本市场的宠儿甚至有越来越热之势
在资金短缺巨头专利打压的困境中一位60岁老人到底是如何率队完成这场国产刻蚀机突围奇迹的刻蚀机的成功突围又能给芯片产业链的其他环节带来什么启发
01尹志尧负重回国
当年如果走进中微公司上海市牛顿路的办公室可以看到十余人在这间办公室忙碌穿梭气氛与其他创业团队别无二致
但这是一个极其特殊的创业团队团队平均年龄已过半百基本是等待退休的年纪
如果有对硅谷熟知的人进到这个办公室一定会大吃一惊团队带头的尹志尧时年60岁曾是硅谷高科技企业应用材料的副总裁57岁的麦仕义曾是应用材料公司资深总监46岁的李天笑曾是应用材料公司亚太项目经理
中微公司创始人董事长CEO尹志尧
是什么样事情能够让这群高龄精英汇聚重新创业答案是造出国产等离子刻蚀机的梦想
如果把制造芯片类比为在晶圆上画刻版画刻蚀就是依照图样雕刻出所需的电路图案芯片越先进所需的制程越小微观图案的分辨率就越高对刻蚀机精度的要求也就越高
据产业人士向市界估算一个月产不到5万片的8英寸CMOS工艺晶圆厂需配置不同类型的刻蚀机合计四五十台其中的等离子刻蚀机单台价格在400万500万美元以上
如此庞大的市场中国企业却长时间缺席美国的应用材料公司和泛林公司日本的东京电子公司这三巨头蚕食了90以上的市场份额
2004年时任上海市经委副主任曾推动中芯国际落地上海的江上舟正为国产等离子刻蚀机的市场空白发愁
那一年的上海世界半导体设备展上尹志尧以应用材料公司副总裁刻蚀产品事业部总经理的身份参展与江上舟不期而遇
尹志尧先后在泛林半导体和应用材料任职主导几代刻蚀技术演进手握89项美国专利和200多项海内外专利正是江上舟寻觅许久的良才
彼时江上舟已罹患肺癌仍系心国内刻蚀机的自主研发多番动员尹志尧回国创业对尹志尧高龄回国的踌躇江上舟豪言我是个癌症病人只剩下半条命哪怕豁出这半条命也想为国家造出光刻机等离子刻蚀机我们一起干吧
这一席话坚定了尹志尧的创业决心随后经尹志尧游说麦仕义等十余位硅谷人才一同归国决意瞄准中国芯片刻蚀设备领域的空白
前中芯国际董事长江上舟
随着刻蚀机领域三足鼎立的市场格局日益固化下游的芯片制造厂商一旦选定长期合作伙伴日后不会轻易更改这留给中微追赶的时间十分紧迫
要从夹缝中突围中微唯一的活路是研发出精度更高成本更低的机器
2004年中芯国际投入建设12英寸晶圆产线中国的刻蚀机也做出了零的突破北方华创向中芯国际天津厂出货了首台刻蚀机但在技术水平上与国外有代际的巨大差距中芯国际刚开始推进035013微米的全面技术认证和量产而国际先进水平是90纳米
中微的日子也不好过芯片产业是典型的技术密集和人才密集型行业当时国内相关人才极其稀缺中微虽然初创团队星光熠熠但要做出国产的等离子刻蚀机人才储备差得太远
如此窘迫的境况下尹志尧麦仕义等人不得不把一分钟掰成两半用同时中微通过吸收归国留学生的方式逐步扩大研发规模
功夫不负有心人到2007年中微一举推出可用于6516纳米制芯片制造的等离子体刻蚀机
根据当时的相关报道中微产品亮相之初就证明了自身的竞争力几十次测试结果显示中微刻蚀机加工每片芯片成本平均降低3036借此逐步切进了台积电和中芯国际的采购体系
02巨头挥舞专利巨棒
凭借良好的性价比中微公司的刻蚀机快速打开市场订单随之而来与此同时这个年仅三岁的团队迎来了另一场风暴
2007年10月中微公司被应用材料公司告上了美国法庭应用材料主张中微公司的首款设备中应用了自己的商业机密理由包括尹志尧等多名中微员工是自己的前雇员等
中微公司等离子体刻蚀设备
利用专利侵权问题发难在全球芯片市场竞争中并不少见专利侵权问题索赔金额大耗时长对实际经营和企业名誉都会产生严重影响结果可能会左右一个企业的生死存亡
比如中芯国际20032009年间与台积电的专利战打得难舍难分最终以中芯国际落败赔款2亿美元现金收场经此一役中芯国际创始人张汝京为担责而辞职公司管理一度陷入混乱直到2009年江上舟出任董事长才有好转
幸运的是同样的故事并未在中微公司上演作为经验丰富的半导体老将早在创业之前尹志尧已经为可能的专利争端未雨绸缪
在和有志回国创业的工程师接触初期尹志尧就要求他们不带任何文件回国不涉及任何商业机密以避免法律纠纷
因此中微面对与应用材料的专利纠纷时底气十足将已有的600万份文件交由有关部门彻查被证明清白
2009年美国泛林半导体又在中国台湾状告中微专利侵权8个月后台湾法院驳回泛林半导体诉讼请求
不仅如此中微公司还反手给了泛林一记漂亮的法律反击
在台湾与泛林展开专利拉锯战时中微发现泛林半导体涉嫌窃取自己的技术文件
中微随即在上海对泛林提起告诉法院一审认定泛林存在侵权要求其销毁持有的相关设备照片不得披露使用相关商业秘密判令泛林赔偿诉讼相关支出90万元
截至中微公司2019年7月披露招股书此案件在二审处理中中微二审要求泛林半导体及其关联方赔偿因侵权导致的全部损失即停止侵权销毁培训资料赔偿研发费用等市界就此致电中微公司证券部暂未得到更多信息
2019年7月中微公司成为科创板首批挂牌上市企业其招股书中写道公司在与国际半导体设备领先公司数轮的商业秘密和专利诉讼中均达成和解或胜诉以事实结果证明了公司扎实的自主知识产权基础和应对国际复杂知识产权挑战的能力
从数量来看截至2019年2月末中微公司申请了1201项专利其中发明专利1028项海外发明专利465项已获授权专利951项其中发明利800项
与数百发明专利相对应中微保持着稳健的产品研发速度平均不到两年推出一款产品根据招股书中透露的信息中微公司刻蚀机的平均交付时间为约37个月平均验收通过确认收入时间是约2个月
现在的中微公司代表着国内刻蚀机技术的天花板还在全球分工的芯片产业链中站稳了脚跟
业界一般把28纳米分辨率视为芯片先进程度的分界线28纳米及以上被称为成熟制程28纳米以下被称为先进制程
高端的等离子体刻蚀机可以用于先进制程的芯片生产2015年之前美国一直向中国厂商禁运这类设备直到中微突破这项技术禁令随之废除
目前全球仅有台积电和三星两家公司能量产5纳米芯片台积电就用了中微的等离子体刻蚀机生产先进制程的芯片
国内另一半导体设备巨头北方华创的刻蚀机突破了制造14纳米制程芯片的技术壁垒相关设备于2016年开始出货
两家公司相对比中微更专注在芯片刻蚀设备研发上并在2012年切进LED赛道研制出首台用于LED芯片制造的MOCVD设备今年6月份中微公司还发布了用于高性能MiniLED量产的MOCVD设备目前MiniLED已然成为了市场的热点
北方华创的优势在于产品线更齐全拥有半导体装备真空装备新能源锂电装备精密元器件四大事业群
据市场研究机构VLSI统计的客户满意度2019年中微在全球晶圆制造设备市场排名第三也是前五名中唯一的中国企业
03芯片设备企业的融资困境
中微虽在技术上爬上金字塔尖但在市场上仍然面临巨头们的强大压力
据德邦证券研报2020年到2021年第一季度期间泛林半导体刻蚀设备在国内十家晶圆制造企业中市占率为488排名第一中微公司排名第二市占率为185约为泛林半导体的1312
差距背后绕不开一个关键问题资金
创业之初中微公司的启动资金合计不到6000万元人民币
对比之下在国外任职时尹志尧每年可支配的研发经费有2亿美元约合1297亿人民币
6000万元很快烧光后尽管有外资积极表现出投资意愿但为了尽可能保证公司的内资架构尹志尧坚持多方奔波联络国内投资
2004年前后国内资本对芯片市场缺乏了解投资意愿并不强烈综合型新经济投行青桐资本的执行总经理陈蓉鸿对市界表示芯片投资对投资人甄别项目的能力要求较高芯片领域的项目需要投资人对技术对产业有更加深刻的理解需要整个投资团队的背景更加专业
最终还是江上舟挺身而出为尹志尧和国家开发银行行长陈元牵线让中微拿到5000万美元约合324亿元人民币的贷款解除燃眉之急
芯片领域投资相比新消费互联网领域需要投资人有更大的耐心一个芯片企业从创立到上市至少需要六年以上有的甚至做了十几年极少数赶上风口的才能五年上市陈蓉鸿对市界说这个周期与消费互联网项目大不相同不是简单地靠资本就能造就传奇的
另外中微公司所处于的芯片设备环节处于产业链上游相比中游的芯片设计企业更加需要长时间的投入和培育在投资市场上也面临更多质疑的目光
在近年来帮助芯片项目获得融资的过程中我们发现在产业环节上大部分投资机构更喜欢投资芯片设计类企业因为模式轻投资小回报快陈蓉鸿说
所幸今天在国产替代的背景下芯片高投入的商业逻辑已经更加容易被资方所理解和接受
04中国需要更多尹志尧和江上舟
今年7月初中微公司公告定增结果大基金二期中金公司国泰君安高毅资产等机构在列其中大基金二期居首以25亿元获配244403万股新晋为中微第五大股东
中微公司2021年2月1日公告的回复函写道以近期公开招标的三家Fab厂即芯片制造厂采购的半导体设备订单情况为例刻蚀设备及CMP抛光研磨设备的国产化率约为196和156CVD设备及量测设备国产化率约15和20
要提升市场份额中微依然任重道远国内半导体设备行业普遍在研发端和销售端面临困境
中微公司MOCVD设备
在技术研发端国际大厂形成了较高的专利壁垒国内厂商即使做出产品也经常在技术自主上面临质疑甚至需要与资金雄厚的外商对簿公堂而在市场销售端国际大厂在市场份额上占据了先发优势而芯片设备的验证周期较长动辄几月甚至几年下游客户轻易不愿更换设备供应商
除去人才资金技术市场方面的难题芯片等关键技术行业不可避免地会面临地缘政治风险尹志尧曾在采访中多次表达企业之间的商业技术竞争不应该被上升到政治的高度去进行评判
今年尹志尧已经年届七十七仍担任中微的核心研发人员
尹志尧刚回国时有一次乘坐出租车司机对他说你看起来只有38岁尹志尧闻言爽朗笑到太好了以后我就是38岁的人日后尹志尧便真的以38岁一样的精力带领中微公司突围
回溯中国刻蚀机的突围经验相比于资金和市场充足的人才仍是打开那把锁的真正黄金钥匙
中国也需要更多像尹志尧江上舟这样的芯片人才保持豪情和冲劲他们亦是真正值得尊敬和学习的偶像和榜样
参考资料
1本土半导体设备业发力上海中微进入全球主流采购体系第一财经日报
2根植中国关注亚洲中微高起点进入半导体设备市场中国电子报
3年轻的挑战者中微公司的天时地利人和独角兽智库
作者丨董温淑编辑丨李曙光
