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中微半导体尹志尧:大国博弈,所有卡脖子都是设备,须加大力度推动发展 国奕

中微半导体董事长尹志尧出席第二届中国(上海)自贸区临港新片区半导体产业发展高峰论坛时呼吁,一定要把更大力度在推动半导体设备发展上,国家对设备产业的重视程度还不够,最近几年投资中,投到设备占整个芯片行业不到 5%,这是严重缺失,大国博弈下,所有卡脖子都是在设备上。

芯片制造是半导体设备产业支撑,但半导体设备有两个缺点:一个是规模很小,只有 600 亿,是整个芯片产业的十分之一; 再者,设备业是 B2B 模式,躲在芯片制造的幕后,多数人不晓得设备做什么,但角色却是非常关键。

如果要建立一条半导体生产线,四大关键设备分别是:光刻机、等离子刻蚀机、化学薄膜设备、检测设备。近年来,等离子刻蚀机、化学薄膜的重要性提升,主要是有两大驱动力。

第一是存储产业从 2D 平面晶体管朝着 3D 晶体管演变,现在已经发展到 128 层,甚至到 200 层以上,这都带给刻蚀和薄膜机台很大的发展机遇。

第二,从逻辑来看,由于光刻机波长限制,极紫外光刻机只能做到 14nm 。10nm 以下是靠着等离子刻蚀机和薄膜的组合拳,把一个 20nm 线长缩成两个 10nm 线长,或是缩成 4 个 5nm 线长,这样架构和运作过程下,也使得刻蚀和薄膜机台的机会大增。

过去,刻蚀机的规模每年约 30 亿~ 50 亿美元,最近 5 ~ 7 年成长至 120 亿美元,今年甚至要超过 130 亿~150 亿美元,相当于人民币一千亿的市场规模。

逻辑器件方面,从 14nm 做到 5nm,整个工艺过程增加了一倍到 1000 个步骤。其中,等离机刻蚀步骤从 50 ~ 60 个步骤,增加至 150 个步骤,多了整整三倍。

以一条 NAND Flash 闪存生产线为例,过去 2D NAND 闪存生产线中,刻蚀机只占 20%,最多占到 25%。现在做一条 3D NAND 生产线,刻蚀设备可以占到 40% 甚至是 50%。

多年来中微半导体集中力量开发等离子机刻蚀和化学薄弱这两种主打设备,已经有四种比较成熟的产品,已经进入国际三强的位置,分别为 CCP 高能电容性等离子刻蚀机、ICP 电感性低能等离子刻蚀机、传感器先进封装刻蚀机、MOCVD。

在 CCP 电容性高能等离子刻蚀机上,在大陆本土 Flash 闪存市场上已经有 35% 占有率、两个最先进的逻辑客户中占有率接近 40%; 在台湾两家逻辑客户中,14nm 已经占比有 24%,DRAM 公司占有率也达到 37%。

公司不断改进了反应器设计和设备性能,从 2014 年到 2021 年,在刻蚀技术上最难做的高身宽比,已经从 20:1 做到 40:1,现在可以突破做到 60:1 的身宽比。

MOCVD 也做了三代产品,2018 年实现市场大 V 转。年初国内 LED 市场上,美国设备占 80~90%,到了年底中微市占率抢下 60~70%,现在到 80% 以上。

2010 年中国出现一波蓝光热,有 54 个研究所和公司宣布要开发 MOCVD 设备。MOCVD 单一设备就可以把发光元件做出来,不像做集成电路般复杂。经过七、八年时间淬炼,最后只有中微成功且取代国外设备,实现国产替代。

尹志尧总结中微 17 年的成长历程,提出了四个基本法则:

第一,中微产品开发十大原则:

尹志尧认为,开发产品不要老跟着外国人的设计,这样是不可能进一步发展的。中微在2004年启动时,提出新的等离子元的概念:深高频去耦合的反应例子刻蚀,把高频和低频混频在电机上,这样新型刻蚀机有非常好的性能。

另外,在机械构型上也做了创新,美国过去 20 ~ 30 年来,都是单反应器的反应台,但加工一片硅片成本很高,占地面积很大。因此,尹志尧在回国后,提出双反应台的概念,一个反应枪里面有两个反应台,可以独立操作,也可以混合操作,差别一般在正负 1% 左右,这个概念到现在为止,国际上三大公司还没有做,只有中微能做出独立操作的双台机,这也使得成本降低 30% 多,输出量提高了 50%。

第二,中微战略和商务十大准则:

集成电路巨大市场在国外,国内市场虽然说有 20~25%,实际上相当一部分公司是外部公司在中国的生产线,决策还在国外。所以,国外市场占85%,中国市场只占 15%,从这个观点来看,产品必须要打到国际上。

同时,也必须自立自强和合纵连横策略,和国际半导体设备厂商和产业合作,不能是关起门自己搞。

中微上市以后决定采取三维生长策略:

第一维在集成电路设备上,从刻蚀机做到检测机。不断发展产品的覆盖度,现在有 40% 左右高端产品都可以覆盖,未来覆盖度可以提高至 50% 以上。

第二维利用同样核心技术开发泛半导体设备,也包括薄膜设备,刻蚀设备,检测设备。目前已成功进入 MEMS、MOCVD 市场,同时也在投资太阳能设备市场,并且观察显示屏技术、功率器件等,这方面领域发展的非常之快。

第三维是非微观加工设备。或许有人会问,作为一家半导体设备公司为什么还要搞这些非微观加工设备呢?

主要原因在于,设备产业周期性太强,有两年好,两年坏。对于一个成熟、有相当规模公司,如果销售大起大落,对公司发展很受影响,所以我们要开展第三战场,它的发展周期和设备工业周期有很大的差别,这样可以互补,使得公司可以稳定发展。

第三,中微营运管理的十大章法:

尹志尧针对公司营运管理提出十大章法,包括 Management By Objective(MBO) 目标管理,而且有 360 度的评价机制; 指标管理(KPI)包括跨部门矩阵管理,系统厂商和质量管理、严格的生产管理制度和知识产权的管理、每一个季度审查和总结会的制度等。

关于 KPI,他举几个例子。通过15个指标来看公司运转的健康程度,就像是人的体温、脉搏等等指标。中微很多指标已经达到国际最先进水平,例如生产成本占销售百分比,国外都是 6~7%,中微已经做到低于 2%。

另一个例子是准时送出设备的时间,按时运输比例我们一般可以保持在 100%,还有每一个设备运出的缺陷,包括软件缺陷,在国际上一般都是 5~7 左右,中微可以做到 2~3%,就是通过 KPI 管理来改进公司的运转。

另一个非常重要的是知识产权管理。中微已经申请 1800 个专利,其中 1100 个专利已经下来。在过去十几年受到了美国三个设备公司四次专利官司,其中三次是他们来打我们,一次是我们打他们。结果两次获胜,另外两次在有利的状况下达成和解。

尹志尧表示,在开发产品时,会对对手的专利进行非常详细的研究,对专利的把控比美国专利局和中国专利局还要细致。中微也建立自己的专业保护池,以及确定攻防机制,如果对手对我们进行进攻,可能是在哪几个方向,一旦发生了任何事件就可以迅速的反应,取得主动。

最后是严格遵守中国,美国和其他国家知识产权的法律进出口规则。尹志尧指出,我们毕竟不是制定规则人,因此须服从各个国家规则,才能确保公司安全运转。

中微半导体在管理上另一个特点是:全员持股制。

国内很多科创企业多是国家或家族控制,少数人拥有多数股票。他认为,一个公司都是经过一轮一轮融资进来,资本进入你公司肯定有价值的,但公司价值不仅仅是资本创造的,其实公司主要价值,特别是科创企业,是靠劳动创新创造的价值,应证中国有句老话:有钱的出钱,有力的出力。

如果劳动创造的价值如果全都被资本分走了,这个就叫资本主义。

因此他提出概念,无论是管理层或员工,拿到公司股票不需要拿钱的,只要有劳动创造,经过一定评价可以拿到公司股票。

另外,上市以后把股票减持以后,应该算劳动资本投资,是资本利得税 20%,而不是当年所得税 45%。这样分给员工股票期权,实际上已经创造出来了工作价值,如果公司不增长的话不能乱发股票,而中微每年平均 20~30% 价值生长,拿出十分之一的增长,股票给员工,这是很合理的事情,不需要员工拿钱买的,而且不应该进入公司的成本,因为这和公司营运一点关系都没有。

他相信唯有这样做,科创企业才会更有生命力,所有员工也好,更会把自己利益和公司长远利益绑在一起。

他表示,一个公司从起始公司,最后成为国际国内领先公司,最开始要有技术和产品,到了发展中期阶段,发展最快的时候技术产品重要,更重要是公司营运能力和工作效率,处理各种集团之间矛盾的能力。

最后作为一个领头公司,可以做一个百年老店就要靠文化和作风,如果文化作风不正的话,这个公司做大了以后会垮下来的。

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