半导体

人才技术待升级 可靠性待提升 IC设备业面对新挑战

作者:顾鸿儒来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2018-11-13 09:11我要评论

最近60年来,从计算机电子管到现在的7纳米器件,人类微观加工的面积缩小了 一万亿分之一。半导体芯片前段微观加工设备的创新和进步是实现万亿倍缩小的关键环节。这是中微半导体董事长兼首席执行官尹志尧在2018中国半导体材料和零部件创新发展大会上的一句感慨。随着集成电路元件从“毫米级工艺”“微米级工艺”向“纳米级工艺”升级,微观加工的精确度、均匀性、稳定性和可靠程度成为了提高微观器件产品生产成功率的关键。

半导体设备业发展仍需扶持和帮助

在众多半导体制造设备之中,发挥最为关键作用的设备有两种,第一种是光刻机,第二种是等离子刻蚀机。光刻机是生产大规模集成电路的核心设备,主要用于对涂有光刻胶的衬底进行曝光,制造光学镜头和反光碗的要求极其苛刻。因此,光刻机的售价高于大型客机。在这方面,可以说荷兰的ASML一家独大。等离子体刻蚀也是当今超大规模集成电路制造过程中的关键步骤。等离子刻蚀机通过表面的物理化学反应将需去除的部分材料形成可挥发性的反应生成物,再将其抽离反应腔。刻蚀机要刻蚀各种不同的材料、不同的形状,对不同的材料要有不同的选择性,有上千种不同的刻蚀工艺。而且在刻蚀过程中,刻蚀精准性、均匀度、稳定性、选择比、输出量和刻蚀成本等多项指标均需满足条件,才能达到指定的生产效率。目前国际上微观加工的三大工艺设备公司:应用材料公司,Lam Research和东京电子公司都是从刻蚀设备起家的。

我国等离子刻蚀机也有几个公司在开发。其中,中微半导体设备公司的进展是个亮点。目前,中微开发的电容性等离子刻蚀机和电感性等离子体刻蚀机在性能和性价比上都进入国际三强。尹志尧介绍,在国内,中微半导体的高端设备产品已在逐步取代国外设备,市场占有率在步步提高。中微刻蚀机已进入国际最先进的7nm生产线,并核准了5nm器件的刻蚀应用,介质刻蚀市场占有率位列第三。美国VLSI Research曾公布过一份全球半导体设备“客户满意度”评比,中微被评为第三位,仅次于荷兰ASML和一家国外公司。

中微的进步确实在一定程度上,显示了我国设备向前迈进的步伐。但是,尹志尧强调,我国集成电路产业仍然需要扶持和帮助。“必须有政府的大力推动,在低成本资金、研发资助以及相关政策的支持下,企业才能面对发展中的主要矛盾,实现高速发展。”尹志尧说。

多方面不对称竞争掣肘产业

什么是我国集成电路产业发展的主要矛盾?尹志尧认为,对于我国集成电路制造和装备产业来说,最主要的发展矛盾是“不对称竞争”。这个“不对称竞争”反映在多个方面。一是,公司规模的不对称。尹志尧表示,国内设备厂商如春笋般生长,整个市场局面类似于“春秋战国时期”,各个公司的规模不对等,甚至有着10~30倍的巨大差异。二是,市场占有率不对称。三是,国内外市场不对称。四是,准入门槛不对称。五是,人才资源不对称。六是,研发经费不对称。尹志尧表示,我国集成电路制造和设备公司的研发经费,不到国外领先的同类公司的10%,甚至5%。而且技术又差了三代,如果不增加研发费用,赶超几乎是不可能的。国际大公司以比我国小公司10到30倍的研发经费,保持他们的竞争优势。研发经费的严重短缺,使得我国的公司面临着“神仙都难以赶上去”的挑战。除此之外,专利占有率不对称、税收不对称、创业发展环境不对称都将加剧我国集成电路发展矛盾。

尹志尧表示,集成电路产业的发展就像一个鼎,这个鼎需要三大支柱,分别是资金、人才以及政策。

资金包括股本金投入、长期低息贷款和政府的研发资助;人才包括吸引国外人才、培养国内人才、识别和支持领军人才;政策包括投融资政策、所得税政策、进出口政策、劳动法政策、员工期权激励政策、本土化政策和上市政策等。我国集成电路产业的发展形势是大好的,但围绕着“主要矛盾”,产业的发展还存在“七大问题”。

“七大问题”有待破解

尹志尧表示,“七大问题”的首要问题,是目前我国集成电路产业“资金一头大,人才和政策升级跟不上”。随着我国对集成电路的发展越发重视,相关投入资金也逐渐加大,但是,发展高科技产业的政策还尚未完善,人才和技术不到位,一些项目已经产生了推迟的现象,制约了产业的发展。

第二大问题,尹志尧表示,投资芯片生产线一头大,设备、材料的资本投入较少。本来设计、制造和设备材料产业的投资,应以20∶60∶20的比例为好。但现在的90%的资金都投入了芯片生产线,设备和材料的投资不到5%。尹志尧认为,目前整个生态对于设备和材料领域不够重视。想要推动产业发展,芯片生产确实是“大头”,但是芯片生产线上70%~80%的资金都是用于购买设备和材料。据了解,我国产业所使用的材料和设备进口产品占有率依旧很高。“钱都流到了国外,75%以上的技术和设备并没有掌握在自己手里。这样的发展模式,就像在沙滩上建筑的大楼,是没有根基的。”尹志尧说。

第三大问题,在投入的资金结构上,股本金一头大,缺乏低息贷款以及研发资助。尹志尧表示,全世界最大的芯片晶圆厂,并没有很多股本金投入,每年都会有30亿~40亿美元的贷款,利息只有1.5%。这种低成本投资推动了这个企业发展为“全世界第一的晶圆厂”。因此,尹志尧认为,低息贷款模式是我国集成电路发展可以借鉴的方法之一。另外,企业光靠自己单打独斗,靠赚来的、有限的资金支撑研发,即使50%的收入投入研发,也是远远不够的。政府通过专项资助支持企业研发经费,在企业规模小的阶段是至关重要的。

第四大问题,要正确认识研发样机和生产线上使用的设备的根本区别,开发和向客户提供可靠、稳定、好用、高效和廉价的设备。很多公司开发实验室样机,但终究没造出可靠、好用的生产设备。其实,开发出研发样机,只是完成了设备产品开发的10%。尹志尧表示,几百个材料供应厂商,成千上万的零部件,做到按时供应、无缺陷、低成本、有效的售后服务,同样具有极大的挑战性。

第五大问题,要着重开发“卡脖子”的关键部件。尹志尧表示,一些“卡脖子”的关键部件国产化还未得到充分的重视和积极的开发。“这是我国集成电路发展不得不去面对的问题,必须有尽快的突破。”尹志尧说。

第六大问题,真正重视知识产权保护问题。尹志尧表示,中微半导体在知识产权上,建立了一套严格的管理制度:每个参加公司的员工必须签署严格的保密协议,不从原公司带来任何技术资料和信息;对于对手的三千多个专利进行了详尽的分析,清楚地了解到什么是不可逾越的,什么是无效的;自主开发的技术和设备必须有独到的创新,申请了上千个专利来保护自己的知识产权;对于对手可能发动的知识产权诉讼,必须做好充分的准备。

第七大问题,中微从建立公司伊始,就采取了全员持股的期权激励制度。每一级管理层和员工的期权级差是20%,是一个极其扁平的结构。尹志尧认为,员工期权激励和全员持股是高科技企业发展的生命线。“中国有句古话,有钱的出钱,有力的出力。投资商以投入资本,获得公司股权;员工和管理层以劳动和创新获得公司期权。期权会彻底改变员工的雇佣观念,提升员工的主人翁感,激励员工更好地为企业工作。期权的阶梯式行权和行了权的股权阶梯式出售,又有锁定作用,使员工能长期、稳定地为公司工作。”尹志尧说。

国际上很多成功的高科技企业都采用全员持股期权激励制度,这证明了该办法的实践性,它足可以将公司管理层、企业员工的利益和企业的长期发展绑定,最大程度地激发积极性和主人翁精神。


责任编辑:顾鸿儒

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