國產(chǎn)3nm刻蝕機(jī)攻堅！中微尹志堯：中國芯落后5-10年

近期，中微公司12英寸刻蝕設(shè)備已進(jìn)入5納米芯片生產(chǎn)線的消息登上新聞。中微公司董事長、總經(jīng)理尹志堯表示：公司根據(jù)先進(jìn)集成電路廠商的需求持續(xù)進(jìn)行設(shè)備開發(fā)和工藝優(yōu)化。

這給籠罩在“缺芯潮”陰霾下的企業(yè)帶來了好消息：中微公司的研發(fā)成果給國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了曙光。


12英寸刻蝕設(shè)備應(yīng)用于5nm芯片生產(chǎn)，3nm刻蝕機(jī)Alpha原型機(jī)評估完成

2004年，尹志堯成立中微公司，專注于研發(fā)半導(dǎo)體設(shè)備。2019年，中微公司在科創(chuàng)板首批掛牌上市，從事高端半導(dǎo)體設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。在2020年度業(yè)績說明會上，尹志堯表示，公司的等離子體刻蝕設(shè)備已應(yīng)用在國際一線客戶從65納米到14納米、7納米和5納米及其他先進(jìn)的集成電路加工制造生產(chǎn)線及先進(jìn)封裝生產(chǎn)線。MOCVD設(shè)備在行業(yè)領(lǐng)先客戶的生產(chǎn)線上大規(guī)模投入量產(chǎn)。

2020年度報告顯示，中微公司2020年公司實現(xiàn)營收22.73億元，同比增長16.76%；實現(xiàn)歸屬于上市公司股東的凈利潤4.92億元，同比增長161.2%；扣非歸母凈利0.23億元，同比下降84.19%。報告期內(nèi)，公司刻蝕設(shè)備收入為12.89億元，同比增長約58.49%。

報告指出，凈利潤增長原因主要受以下兩方面因素影響：一是中芯國際科創(chuàng)板股票投資公允價值變動收益約 2.62 億元；二是公司 2020 年計入非經(jīng)常性損益的政府補助較2019 年增加約 2.26 億元。另外，受到股權(quán)激勵計劃的影響，扣非歸母凈利同比下降84.19%。

隨著半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)景氣度持續(xù)提升，2020年中微公司半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備業(yè)務(wù)高速增長，帶來了17.89億元的收入，同比增長58%。

尹志堯表示，公司正在開發(fā)新一代刻蝕設(shè)備，能夠涵蓋 5 納米以下更多刻蝕需求和更多不同關(guān)鍵應(yīng)用的設(shè)備。3nm刻蝕機(jī)Alpha原型機(jī)的設(shè)計、制造、測試及初步的工藝開發(fā)和評估已完成。在3D NAND芯片制造環(huán)節(jié)， 64 層 3D NAND 閃存已進(jìn)入大生產(chǎn)，96 層和 128 層閃存已處于批量生產(chǎn)階段。MOCVD 設(shè)備已達(dá)到能分別實現(xiàn)單腔 14 片 4 英寸和單腔 34 片 4 英寸外延片加工能力。

從財報以及企業(yè)發(fā)展進(jìn)程上可以看出，中微公司正迎來加速成長期，在2020年這個特殊的時間點，業(yè)績超市場預(yù)期，實現(xiàn)凈利增長1.6倍實屬不易。在2021年第一季度，中微公司同樣帶來了亮眼的成績。第一季度報告顯示，公司第一季度實現(xiàn)營收4.1億，同比增長9.65%；歸屬于上市公司股東的凈利潤0.26億，同比增長89.47%。

中國芯與世界的差距：落后5-10年

尹志堯曾提到，國內(nèi)芯片發(fā)展其實速度很快。在中端和低端的芯片上已經(jīng)具有相當(dāng)實力，像國際上最先進(jìn)的晶圓廠，5納米已經(jīng)量產(chǎn)，而且3納米很快就進(jìn)入量產(chǎn)了。但是在高端芯片上還有相當(dāng)?shù)牟罹啵€受制于國外的設(shè)備。邏輯器件技術(shù)水平上差三代左右，也就是5到10年的差距。

這10年的差距要怎么追上呢？

當(dāng)下，半導(dǎo)體設(shè)備市場主要由歐美、日本、荷蘭等國家的企業(yè)所占據(jù)，泛林半導(dǎo)體、東京電子、應(yīng)用材料占據(jù)全球刻蝕設(shè)備市場份額。隨著我國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)整體水平不斷提高，逐步縮短與發(fā)達(dá)國家的差距，走上一條“突圍之路”。

尹志堯在楊瀾訪談錄節(jié)目《逐風(fēng)者》專訪時提到，我國在芯片產(chǎn)業(yè)鏈上雖然還落后，但也有自己的優(yōu)勢?！拔覀儚男酒脑O(shè)計到芯片的制造、設(shè)備、材料等產(chǎn)業(yè)鏈的各方面都有布局，各環(huán)節(jié)比較完備。接下來，我們必須要做的就是在保持國產(chǎn)企業(yè)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，讓各個產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有超常的發(fā)揮”。

芯片制造面臨的主要矛盾，在于不對稱競爭

全球半導(dǎo)體設(shè)備市場在2020年逐漸回暖，增長態(tài)勢延續(xù)到今年。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2021年，半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模將達(dá)到668億美元，半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)替代成為大趨勢，“缺芯潮”的出現(xiàn)更是加速替代進(jìn)程。

近年來，國內(nèi)已孕育出一批在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域具備技術(shù)實力的企業(yè)，例如中微半導(dǎo)體、中芯國際、上海微電子、紫光國微、北方華創(chuàng)、長電科技、屹唐半導(dǎo)體等等，覆蓋半導(dǎo)體設(shè)備的各個細(xì)分領(lǐng)域。在芯片產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的過程中也出現(xiàn)了一些新的矛盾，包括公司規(guī)模不對稱、準(zhǔn)入不對稱等。

公司規(guī)模的不對稱。比如國外占壟斷地位的公司，它的收入和研發(fā)投入都是我國相似公司的20倍左右。這就有問題了，如果差了3代、5代，結(jié)果人家的研發(fā)經(jīng)費是我的20倍，那一個公司怎樣單打獨斗能夠盡快趕上去？這是一個非常難的事情。

市場準(zhǔn)入的不對稱。例如，國內(nèi)生產(chǎn)線買我們的設(shè)備，差不多的設(shè)備能用就用了；但要打到國外去，性價比一定要高，這樣人家才愿意試用你的設(shè)備，門檻是慢慢越來越高的。

這里關(guān)鍵最大的問題，還是研發(fā)經(jīng)費。特別是公司上市以后，如果要盈利，唯一的辦法就是砍研發(fā)。

耗資巨大，等離子體刻蝕機(jī)16年約投入20億人民幣

尹志堯提到，投資一條5nm的生產(chǎn)線，大概需要100億美金，其中70%左右是用于買設(shè)備，大類有十幾類，細(xì)分設(shè)備達(dá)到170多種，這是一筆巨大的投資。光刻機(jī)公司ASML過去20年花費約1500億人民幣，中微公司過去16年也花費了約20億人民幣。

2020 年年報顯示，中微公司全年研發(fā)投入總額為 6.40 億元，同比增長50.69%，約占營業(yè)收入 28.14%。主要用于包括存儲器刻蝕的 CCP 和 ICP 刻蝕設(shè)備、 Mini-LED大規(guī)模生產(chǎn)的高輸出量 MOCVD 設(shè)備、 Micro-LED 應(yīng)用的新型 MOCVD 設(shè)備等新工藝的開發(fā)。

雖然研發(fā)投入占比較高，但總額仍與國外領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司有很大差距。根據(jù)海外公司公告的最新財報顯示，應(yīng)用材料年度研發(fā)投入超 22 億美元，泛林半導(dǎo)體年度研發(fā)投入超 12 億美元。如果未來研發(fā)資金投入不足，不能滿足技術(shù)升級需要，可能導(dǎo)致公司技術(shù)被趕超或替代的風(fēng)險，對未來的經(jīng)營業(yè)績產(chǎn)生不利影響。

華人在集成電路發(fā)展史有巨大貢獻(xiàn)，應(yīng)加強中國人才培養(yǎng)

工欲善其事，必先利其器。只有先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備才能追得上這十年的落后，實現(xiàn)半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)化。

尹志堯認(rèn)為，國內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)具備后發(fā)優(yōu)勢。在產(chǎn)業(yè)鏈上，我們在芯片的設(shè)計、制造、材料等產(chǎn)業(yè)鏈的各方面都有布局，各環(huán)節(jié)比較完備。在專業(yè)的人才上，華人在集成電路的歷史上起到了非常關(guān)鍵的作用。目前最先進(jìn)的5納米、3納米的三極管的結(jié)構(gòu)，其實是一位華人教授胡正明早提出來的?！敖?0年來，從美國起源的芯片技術(shù)不斷向亞洲轉(zhuǎn)移?，F(xiàn)在國際上百分之八十以上的生產(chǎn)線都建在亞洲?！?br />
尹志堯強調(diào)應(yīng)該加強中國人才培養(yǎng)，加強產(chǎn)研交流，產(chǎn)業(yè)、教育和科研之間，一定要想辦法真正找到一個結(jié)合點。

“集成電路是多種知識的集成，光是做半導(dǎo)體設(shè)備，就需要50個學(xué)科并用。業(yè)界技術(shù)專家和高校教授之間應(yīng)該有更多的交流，因為學(xué)校教育通常相對滯后于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，希望也能請一些業(yè)界的人到學(xué)校做客座教授，或者做一些科學(xué)講演，讓學(xué)生也可以到公司來做實習(xí)?！?br />
國內(nèi)市場熱度過高，國際應(yīng)該產(chǎn)生良性競爭

在芯片半導(dǎo)體行業(yè)“春秋戰(zhàn)國”時期，競爭不斷。“這是一個既好又不好的現(xiàn)象。好的地方在于很熱，大家都希望把它做好；不好的地方就是太多的重復(fù)性勞動，而且互相內(nèi)部的競爭也多”，尹志堯認(rèn)為，需要做一些宏觀調(diào)控，防止出現(xiàn)爛尾工程。

談到國際競爭尹志堯認(rèn)為，企業(yè)之間應(yīng)該用實力、更好的設(shè)計、設(shè)備性能去競爭。美國本土能夠做的芯片、設(shè)備也是有限的，如果要做一條生產(chǎn)線，也有將近一半的設(shè)備和材料要從日本、歐洲和亞洲進(jìn)口。也不可能可以獨立自主的做起來。

“無論是怎樣的公司，一旦進(jìn)入國際市場，一定要按照國際規(guī)則做事，一是在專利方面，在不侵權(quán)的同時有自己的專利保護(hù)，二是要尊重各國對出口的限制和管制，尊重各個國家的利益?！?br />
芯片產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化道路需要堅持

國產(chǎn)芯片要想彎道超車，未來的道路還很漫長。中微公司已形成三個維度擴(kuò)展未來公司業(yè)務(wù)的布局規(guī)劃：深耕集成電路關(guān)鍵設(shè)備領(lǐng)域、擴(kuò)展在泛半導(dǎo)體關(guān)鍵設(shè)備領(lǐng)域應(yīng)用并探索其他新興領(lǐng)域的機(jī)會。

為了解決芯片產(chǎn)能問題，半導(dǎo)體公司積極尋求新的方案以解決缺芯危機(jī)，多家企業(yè)計劃將定增融資，包括北方華創(chuàng)、立昂微等計劃通過融資深度布局新技術(shù)；風(fēng)華高科擬募集資金投入祥和工業(yè)園高端電容基地項目；臺積電核準(zhǔn)28.87億美元預(yù)算，將在南京廠擴(kuò)充2萬片28nm的月產(chǎn)量等等。

“半導(dǎo)體設(shè)備什么時候能實現(xiàn)國產(chǎn)化”成為嚴(yán)峻的國際形勢下業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的話題。從現(xiàn)階段看，國內(nèi)廠商與全球龍頭技術(shù)差距正在逐漸縮短，國產(chǎn)替代迎來機(jī)遇期。中微公司掌握5nm刻蝕技術(shù)的消息給半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展帶來了信心，半導(dǎo)體設(shè)備自給率不斷提高，中國芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸成熟，芯片制造工藝?yán)^續(xù)向5nm及以下挑戰(zhàn)，長期依賴進(jìn)口的局面將有所改變。

尹志堯提到，中國人注重數(shù)理化，工程技術(shù)，又有耐心，最適合搞集成電路?！爸灰覀冇幸欢ǖ哪托?，將來一定會成為世界芯片領(lǐng)域先進(jìn)的國家”。