莫大康：中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的“痛點(diǎn)”

中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的“痛點(diǎn)”主要是在EDA工具與IP及半導(dǎo)體設(shè)備與材料依賴它人，以及技術(shù)差距大，缺乏領(lǐng)軍人才等。因此要保持清醒，只要“痛點(diǎn)”仍在，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“命脈”掌握在他人手中，經(jīng)受各種打壓是不可避免。

中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展中大量設(shè)備依賴進(jìn)口的事一直揪心，美方經(jīng)常拿它來(lái)要挾我們，然而半導(dǎo)體設(shè)備與材料業(yè)的突破十分困難，但是又刻不容緩。顯然這些“痛點(diǎn)”的解決，非一日之功，有相當(dāng)大的難度，因?yàn)樗扔谝朐诙虝r(shí)期內(nèi)去挑戰(zhàn)西方近百年來(lái)積累的工業(yè)基礎(chǔ)。

先入為主

站在芯片制造業(yè)的立場(chǎng)，有個(gè)“先入為主”的問(wèn)題。眾所周知“一代器件，一代工藝及一代設(shè)備”。它意味著器件，工藝與設(shè)備三者之間的相互依存關(guān)系。只要有先進(jìn)的半導(dǎo)體制造設(shè)備，就可以實(shí)現(xiàn)器件的量產(chǎn)。而器件的量產(chǎn)可以比喻如“印鈔機(jī)”，每個(gè)代工硅片的售價(jià)高達(dá)1,000-2,000美元(8寸計(jì))，甚至更高。而一條生產(chǎn)線的月產(chǎn)能可以高達(dá)20,000片至100,000片。因此合格的芯片的產(chǎn)值非常高。其中半導(dǎo)體設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，起到基礎(chǔ)的保障作用。業(yè)界曾比喻現(xiàn)在只要有錢(qián)，購(gòu)到半導(dǎo)體設(shè)備，器件就能產(chǎn)出，它表示半導(dǎo)體設(shè)備的功能十分強(qiáng)大，已到無(wú)法脫離的地步。

從技術(shù)角度，一旦器件的制造工藝決定后，相應(yīng)的半導(dǎo)體設(shè)備就被固定下來(lái)，即便是同樣稱作PVD，互相之間不能更替，否則工藝就要重新調(diào)整，而其中涉及器件的可靠性等，所以芯片制造商的工藝設(shè)備選定是與它的工藝技術(shù)來(lái)源一致。舉個(gè)例子，如聯(lián)電曾從IBM購(gòu)買(mǎi)銅互連技術(shù)，那聯(lián)電購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備必須與IBM同步，即設(shè)備制造廠商及型號(hào)，包括設(shè)備的細(xì)節(jié)等。而中國(guó)的芯片制造業(yè)起步晚，如中芯國(guó)際等剛開(kāi)始研發(fā)工藝技術(shù)時(shí)，有的從日本引進(jìn)技術(shù)，而當(dāng)時(shí)自行研發(fā)工藝技術(shù)時(shí)，幾乎都采用美國(guó)及日本等設(shè)備，導(dǎo)致在中國(guó)的芯片生產(chǎn)線中進(jìn)口設(shè)備“先入為主”，讓國(guó)產(chǎn)設(shè)備幾乎連試錯(cuò)的機(jī)會(huì)都沒(méi)有。

除非中國(guó)的芯片制造商從器件的工藝研發(fā)階段，就直接采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，這樣的器件量產(chǎn)時(shí)就會(huì)采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。但是馬上又有另外一個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)階段國(guó)產(chǎn)設(shè)備的性能要達(dá)到基本要求，及在國(guó)內(nèi)芯片制造商中能有足夠的信任度。實(shí)際的情況，由于國(guó)產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)投入少，加上試錯(cuò)機(jī)會(huì)不多，它的實(shí)用性出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題是顯見(jiàn)的，而芯片制造商不太可能在已經(jīng)量產(chǎn)的生產(chǎn)線中，為了幫助國(guó)產(chǎn)設(shè)備去進(jìn)行耗時(shí)、費(fèi)錢(qián)的試錯(cuò)過(guò)程。從那個(gè)方面講是不科學(xué)的。因此這樣復(fù)雜的問(wèn)題久而久之，導(dǎo)致只要進(jìn)口設(shè)備尚有可能，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備的機(jī)會(huì)就不會(huì)多。這就是現(xiàn)階段國(guó)產(chǎn)設(shè)備所面臨的現(xiàn)狀。

半導(dǎo)體設(shè)備與工藝合一

在上世紀(jì)80年代時(shí)，購(gòu)買(mǎi)的半導(dǎo)體設(shè)備，如刻蝕機(jī)，它僅負(fù)責(zé)設(shè)備的硬件功能，如刻蝕速率，刻蝕均勻性等。而設(shè)備買(mǎi)來(lái)之后，必須由客戶自行研發(fā)制程工藝來(lái)滿足量產(chǎn)器件的需要。這樣的結(jié)果，問(wèn)題十分嚴(yán)重，因?yàn)槿缛魶](méi)有設(shè)備廠的共同配合，單靠客戶來(lái)研發(fā)制程工藝幾乎是不可能的，所以經(jīng)常會(huì)拖了器件量產(chǎn)的后腿。

隨著設(shè)備與工藝合一的呼聲日益增高，為了推動(dòng)半導(dǎo)體業(yè)進(jìn)步。設(shè)備業(yè)首先跨出非常艱難的第一步。它開(kāi)始研發(fā)工藝制程在設(shè)備上的實(shí)現(xiàn)，眾所周知，這是兩個(gè)學(xué)科，需要的人材不同，同時(shí)必須興建工藝試驗(yàn)線，然而要維持一條工藝試驗(yàn)線，從設(shè)備釆購(gòu)，到試驗(yàn)線的運(yùn)行維護(hù)等方面化費(fèi)很高，但是這條艱難之路最終讓設(shè)備制造商打通，如今出售的設(shè)備都是綁定某種工藝的實(shí)現(xiàn)，能在客戶生產(chǎn)線上立即投入使用，它給整條芯片生產(chǎn)線流片成功起到保證作用，由此半導(dǎo)體設(shè)備的價(jià)值也由每臺(tái)幾十萬(wàn)美元，已經(jīng)上升至幾百萬(wàn)美元，甚至更高，體現(xiàn)它的價(jià)值所在。這也是半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)跨界成功的體現(xiàn)。

需要試錯(cuò)的機(jī)會(huì)

半導(dǎo)體設(shè)備的研制過(guò)程一定從樣機(jī)，經(jīng)過(guò)多次的改型，才逐漸成為產(chǎn)品銷(xiāo)售。對(duì)于任何新的產(chǎn)品，試錯(cuò)過(guò)程是必須的，因?yàn)閯傞_(kāi)始的樣機(jī)必定故障較多，離開(kāi)通常設(shè)備的最低要求，MTBF平均無(wú)故障時(shí)間大于200小時(shí)尚有差距，而試錯(cuò)的過(guò)程就是要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次改型后，達(dá)到設(shè)備的出廠要求。

然而要提供試錯(cuò)機(jī)會(huì)問(wèn)題是比較復(fù)雜，涉及設(shè)備制造商與芯片制造商的各自利益。

從國(guó)內(nèi)設(shè)備制造商角度有兩個(gè)需求：一個(gè)是產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，設(shè)備制造商尚無(wú)能力自建工藝試驗(yàn)線，也缺乏半導(dǎo)體工藝能力與人才；另一個(gè)是對(duì)于設(shè)備國(guó)產(chǎn)化要支持及信任，要給予充分的機(jī)會(huì)。

然而從芯片制造商角度認(rèn)為一個(gè)是提供的樣機(jī)設(shè)備應(yīng)該首先達(dá)到接近可用狀態(tài)，及另一個(gè)是作設(shè)備調(diào)試需要占用大量的人力，財(cái)力及物力，這筆費(fèi)用很高，它不該由芯片制造商來(lái)承擔(dān)。

這樣的矛盾在國(guó)外可能是這樣解決的，通常那些大型設(shè)備制造商自建局部工藝試驗(yàn)線，它有兩個(gè)作用，一個(gè)是客戶可以拿它的中間制程硅片來(lái)實(shí)現(xiàn)下步工藝，驗(yàn)證設(shè)備的實(shí)用性，如要求實(shí)現(xiàn)介質(zhì)刻蝕的深寬比達(dá)到1：100等，另一個(gè)自行研發(fā)的設(shè)備作試錯(cuò)過(guò)程等。而國(guó)外客戶的設(shè)備下單過(guò)程，也經(jīng)常是以通過(guò)某類(lèi)工藝的實(shí)現(xiàn)來(lái)作決定。因而設(shè)備制造商自建局部工藝試驗(yàn)線是有其必要性。

如今時(shí)過(guò)境遷，國(guó)產(chǎn)設(shè)備已上升幾個(gè)臺(tái)階，至少已在光伏、LED等業(yè)中得到充分的證實(shí)，然而在集成電路設(shè)備國(guó)產(chǎn)化中尚顯不足，但已有質(zhì)的提高。

因此要解決提供試錯(cuò)機(jī)會(huì)等問(wèn)題可能應(yīng)該以國(guó)家資金為主支持下建一條工藝試驗(yàn)線，讓國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備，材料等首先通過(guò)該試驗(yàn)線的合格論證，然后再進(jìn)入有資質(zhì)的芯片生產(chǎn)線中通過(guò)量產(chǎn)化的考核，唯有如此才能進(jìn)入芯片生產(chǎn)線中的設(shè)備釆購(gòu)序列中。

顯然此條工藝試驗(yàn)線的運(yùn)行模式有待摸索，為什么這么長(zhǎng)時(shí)間推不動(dòng)的癥結(jié)要分解，但是必須從前進(jìn)中不斷地改善與提高。

國(guó)產(chǎn)化加速

現(xiàn)階段依賴進(jìn)口設(shè)備與材料為主的中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展仍在繼續(xù)，是合乎需要的，但是美國(guó)持續(xù)利用“實(shí)體清單”，“瓦圣納條約”等控制出口，讓中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展受制于它人，不能自主的教訓(xùn)印象深刻。

從中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展，只要進(jìn)口設(shè)備仍能持續(xù)，產(chǎn)業(yè)可能仍希望維持現(xiàn)狀為主，真正如任正非那樣有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)，有危機(jī)感的僅是少數(shù)。因?yàn)榫邆洹澳懽R(shí)”是首位，然而要有實(shí)力更為重要。另外，從每年中國(guó)進(jìn)口IC的金額節(jié)節(jié)上升，也反映中國(guó)離不開(kāi)全球化的支持。

因?yàn)閷?duì)于中國(guó)芯片制造商，它們已經(jīng)習(xí)慣于進(jìn)口設(shè)備模式，相對(duì)易于運(yùn)行。而對(duì)于部分設(shè)備制造商它們承認(rèn)差距，覺(jué)得現(xiàn)狀維持久些，有利于它們的追趕，相反真到國(guó)產(chǎn)化逼到眼前時(shí)，設(shè)備制造商的壓力會(huì)更大。

因而滿足于現(xiàn)狀，謹(jǐn)慎地對(duì)待設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化可能是現(xiàn)階段的主流思維，相信只有當(dāng)美方出口政策收緊，國(guó)內(nèi)芯片生產(chǎn)線感壓力，導(dǎo)致設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化不得不提到議事日程上來(lái)時(shí)，業(yè)界才會(huì)有緊迫感。這可能就是現(xiàn)狀與交織的心態(tài)。所以現(xiàn)階段是千載難逢的好時(shí)機(jī)，一定要緊緊的抓住。

面對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的“痛點(diǎn)”，沒(méi)有退路，也不能存有僥幸，只有勇敢地正面去迎戰(zhàn)。盡管困難很大，它涉及工業(yè)基礎(chǔ)等根本性問(wèn)題，但是要始于足下，有計(jì)劃的聚集國(guó)內(nèi)優(yōu)秀兵力去攻堅(jiān)克難。

因此首先不能喪失信心，要充分相信自身的能力，中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)處于特定環(huán)境下，有優(yōu)勢(shì)，也有不足。它的優(yōu)勢(shì)能在國(guó)家資金為主支持下，以及有巨大的中國(guó)市場(chǎng)，加上在危機(jī)時(shí)刻中國(guó)能有統(tǒng)一的意志，團(tuán)結(jié)一心。不足的方面，是西方始終不能理解，十分害怕中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的強(qiáng)大，會(huì)超過(guò)它們，所以千方百計(jì)要打壓中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的進(jìn)步，不讓我們參與到全球化之中。

要相信全球化與國(guó)產(chǎn)化是兩個(gè)不同路徑，在現(xiàn)階段對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展都很重要，我們的方針是盡可能用好全球化，同時(shí)也決不放棄國(guó)產(chǎn)化，“兩手”都要硬。雖然國(guó)產(chǎn)化的難度大，成本高，但是它是提高競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段之一，顯然要充滿信心，相信中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)一定能克服各種艱難險(xiǎn)阻，通過(guò)部分國(guó)產(chǎn)化的努力來(lái)撕開(kāi)西方禁運(yùn)的“缺口”， 中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)發(fā)展已到必須猛醒的時(shí)刻。

原文標(biāo)題：莫大康：半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)攻堅(jiān)的思考| 求是緣半導(dǎo)體聯(lián)盟

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