近日，臺(tái)積電對(duì)外宣布，將在2019年第二季度進(jìn)行5nm制程風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，預(yù)計(jì)2020年量產(chǎn)。與此同時(shí)，中微半導(dǎo)體也向“上觀新聞”透露了一個(gè)重磅消息，其自主研發(fā)的5nm等離子體刻蝕機(jī)經(jīng)臺(tái)積電驗(yàn)證，性能優(yōu)良，將用于全球首條5nm制程生產(chǎn)線。

值得一提的是，中微半導(dǎo)體也是唯一進(jìn)入臺(tái)積電7nm制程蝕刻設(shè)備的大陸本土設(shè)備商。據(jù)悉，中微半導(dǎo)體與臺(tái)積電在28nm制程時(shí)便已開始合作，并一直延續(xù)到10nm和7nm制程。

而中微半導(dǎo)體如此亮眼成績的背后，離不開尹志堯和他團(tuán)隊(duì)的多年努力。

他放棄國外百萬年薪工作，只為一顆“中國芯”

研究顯示，2015－2020年中國半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)投資額將達(dá)到650億美元，其中芯片制造設(shè)備投資額就將達(dá)到500億美元。但是中國芯片制造設(shè)備的95％都是依賴于進(jìn)口，也就是說需要花480億到國外購買設(shè)備。這也使得中國芯片制造設(shè)備的國產(chǎn)化成為了一件非常迫切的事情。

在美國硅谷從事半導(dǎo)體行業(yè)20多年的尹志堯，其在世界最大的半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)——美國應(yīng)用材料公司擔(dān)任總公司副總裁，曾被譽(yù)為“硅谷最有成就的華人之一”，參與了美國幾代等離子體刻蝕機(jī)的研發(fā)，擁有60多項(xiàng)技術(shù)專利。

2004年，當(dāng)時(shí)已經(jīng)60歲的尹志堯放棄了美國的百萬年薪，帶領(lǐng)三十多人的團(tuán)隊(duì)，沖破美國政府的層層審查（所有人都承諾不把美國的技術(shù)帶回中國，包括所有工藝配方、設(shè)計(jì)圖紙，一切從零開始），回國創(chuàng)辦了中微半導(dǎo)體，他要在芯片制造設(shè)備領(lǐng)域與國際巨頭直接競(jìng)爭(zhēng)，取得一席之地。

成功打破國外壟斷

等離子體刻蝕機(jī)是芯片制造環(huán)節(jié)的一種關(guān)鍵設(shè)備，其是在芯片上進(jìn)行微觀雕刻，刻出又細(xì)又深的接觸孔或者線條，每個(gè)線條和深孔的加工精度是頭發(fā)絲直徑的幾千分之一到上萬分之一。這對(duì)刻蝕機(jī)的控制精度要求非常高。

據(jù)介紹，一個(gè)16nm的微觀邏輯器件有60多層微觀結(jié)構(gòu)，要經(jīng)過1000多個(gè)工藝步驟，要攻克上萬個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)才能加工出來。只看等離子體刻蝕這個(gè)關(guān)鍵步驟，它的加工尺度為普通人頭發(fā)絲的五千分之一，加工的精度和重復(fù)性要達(dá)到五萬分之一。足見難度之高。

長期以來，蝕刻機(jī)的核心技術(shù)一直被國外廠商所壟斷。2004年尹志堯回國創(chuàng)辦中微半導(dǎo)體之初就將目光鎖定在了刻蝕機(jī)領(lǐng)域。

中微半導(dǎo)體在剛剛涉足IC芯片介質(zhì)刻蝕設(shè)備時(shí)，就推出了65nm等離子介質(zhì)刻蝕機(jī)產(chǎn)品，隨著技術(shù)的進(jìn)步一直做到45nm、32nm、28nm、16nm、10nm，現(xiàn)在7nm的刻蝕機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)在客戶的生產(chǎn)線上運(yùn)行了，5nm刻蝕機(jī)也即將被臺(tái)積電采用。

“在米粒上刻字的微雕技藝上，一般能刻200個(gè)字已經(jīng)是極限，而我們的等離子刻蝕機(jī)在芯片上的加工工藝，相當(dāng)于可以在米粒上刻10億個(gè)字的水平?！敝形雽?dǎo)體CEO尹志堯曾這樣形容到。

經(jīng)過多年的努力，中微半導(dǎo)體用實(shí)力打破了這一領(lǐng)域技術(shù)封鎖，成功讓中國正式躋身刻蝕機(jī)國際第一梯隊(duì)。

中微半導(dǎo)體首席專家、副總裁倪圖強(qiáng)博士表示，刻蝕機(jī)曾是一些發(fā)達(dá)國家的出口管制產(chǎn)品，但近年來，這種高端裝備在出口管制名單上消失了。這說明如果我們突破了“卡脖子”技術(shù)，出口限制就會(huì)不復(fù)存在。如今，中微與泛林、應(yīng)用材料、東京電子、日立4家美日企業(yè)一起，組成了國際第一梯隊(duì)，為7nm芯片生產(chǎn)線供應(yīng)刻蝕機(jī)。

（芯智訊注：美國商務(wù)部在2015年宣布，由于在中國已有一個(gè)非美國的設(shè)備公司做出了和美國設(shè)備公司有相同質(zhì)量和相當(dāng)數(shù)量的等離子體刻蝕機(jī)，所以取消了對(duì)中國的刻蝕機(jī)的出口管制。）

他還表示，明年臺(tái)積電將率先進(jìn)入5nm制程，已通過驗(yàn)證的國產(chǎn)5nm刻蝕機(jī)，預(yù)計(jì)會(huì)獲得比7nm生產(chǎn)線更大的市場(chǎng)份額。

值得一提的是，2016年，中微半導(dǎo)體獲得國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金（大基金）4．8 億元的投資，成功成為中國芯片制造領(lǐng)域的國家隊(duì)。而這也凸顯了國家對(duì)于中微半導(dǎo)體在中國半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域的貢獻(xiàn)和地位的認(rèn)可。

面對(duì)國外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手挑釁，屢戰(zhàn)屢勝

或許正是由于中微半導(dǎo)體在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域的突飛猛進(jìn)，也引來了國外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手挑起的知識(shí)產(chǎn)權(quán)訴訟。

首先發(fā)難的是尹志堯的老東家——美國應(yīng)用材料公司，2007年之時(shí)，美國應(yīng)用材料公司就起訴中微半導(dǎo)體侵權(quán)，但卻始終舉證無力（尹志堯及其團(tuán)隊(duì)成員在離開美國時(shí)并未帶走任何工藝配方、設(shè)計(jì)圖紙，后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)也避開了對(duì)方的專利），中微半導(dǎo)體則抓住機(jī)會(huì)適時(shí)反訴對(duì)方不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)，應(yīng)用材料公司顯然對(duì)這一情況準(zhǔn)備不足，最終不得不撤訴求和。

2009年，另一巨頭美國科林研發(fā)又在臺(tái)灣起訴中微侵犯其發(fā)明專利，中微半導(dǎo)體則積極應(yīng)對(duì)，提供其專利無效的證據(jù)，在法院的兩次審判中科林的相關(guān)專利均被判決無效，第三次臺(tái)灣“智慧財(cái)產(chǎn)局”甚至審定撤銷了科林的其中一項(xiàng)專利權(quán)，緊接著科林又對(duì)“智慧財(cái)產(chǎn)局”的審定提出行政訴訟，再次遭到駁回。

2016年，中微半導(dǎo)體在接受媒體采訪時(shí)，也詳細(xì)介紹了其應(yīng)對(duì)美國行業(yè)巨頭5年侵犯商業(yè)秘密和專利權(quán)纏訴，終獲“一撤訴四連勝”的成功經(jīng)歷。

當(dāng)時(shí)，中微半導(dǎo)體公司資深知識(shí)產(chǎn)權(quán)總監(jiān)姜銀鑫就表示，“中微在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面相當(dāng)謹(jǐn)慎，于公司建立初期便成立了專門的知識(shí)產(chǎn)權(quán)團(tuán)隊(duì)，未雨綢繆，針對(duì)潛在的知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛可能性做了大量的分析排查。在部分海歸研發(fā)團(tuán)隊(duì)核心成員回國加入之前，中微便已經(jīng)讓他們簽訂了不從原單位帶來技術(shù)機(jī)密的承諾書”。

2017年11月初，美國MOCVD（金屬有機(jī)化合物氣相沉積設(shè)備）設(shè)備廠Veeco宣布，美國紐約東區(qū)地方法院同意了其針對(duì)SGL Carbon，LLC（SGL）的一項(xiàng)初步禁令請(qǐng)求，禁止SGL出售采用Veeco專利技術(shù)的MOCVD使用的晶圓承載器（即石墨盤），包括專為中國MOCVD設(shè)備商中微半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的石墨盤。Veeco此舉針對(duì)的正是中微半導(dǎo)體。

對(duì)此，中微半導(dǎo)體一方面積極發(fā)展第二和第三渠道的供應(yīng)商；另一方面則在中國對(duì)Veeco提起專利侵權(quán)訴訟。

中微半導(dǎo)體披露，其于2017年7月向福建高院正式起訴 Veeco上海，指控其TurboDisk EPIK 700型號(hào)的MOCVD設(shè)備侵犯了中微的基片托盤同步鎖定的中國專利，要求其停止侵權(quán)并主張上億元侵權(quán)損害賠償。在中微半導(dǎo)體起訴后，Veeco上海對(duì)該中微半導(dǎo)體專利向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利復(fù)審委（簡稱“專利復(fù)審委”）提起無效宣告請(qǐng)求。

同年11月24日，專利復(fù)審委于作出審查決定，否決了Veeco上海關(guān)于中微半導(dǎo)體專利無效的申請(qǐng)，確認(rèn)中微半導(dǎo)體起訴Veeco上海專利侵權(quán)的涉案專利為有效專利。

2017年12月8日，福建省高級(jí)人民法院同意了中微半導(dǎo)體針對(duì)Veeco上海的禁令申請(qǐng)，該禁令禁止Veeco上海進(jìn)口、制造、向任何第三方銷售或許諾銷售侵犯中微第CN 202492576號(hào)專利的任何化學(xué)氣相沉積裝置和用于該等裝置的基片托盤。該禁令立即生效執(zhí)行，不可上訴。

中微半導(dǎo)體對(duì)于Veeco上海的勝訴，成功打擊了Veeco妄圖通過專利戰(zhàn)打擊中微半導(dǎo)體的企圖。

“中微在過去11年輪番受到美國設(shè)備大公司的法律訴訟，但我們由于有堅(jiān)固的知識(shí)產(chǎn)權(quán)防線，完全遵守美國和各國知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律，一直處于不敗之地?！苯衲?月，尹志堯在接受“觀察者網(wǎng)”采訪時(shí)這樣說到。

堅(jiān)持自主創(chuàng)新，專利超800件

而在面對(duì)國外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的挑釁，屢屢獲勝的背后，則是中微半導(dǎo)體長期以來堅(jiān)持自主研發(fā)所獲得的過硬的自主技術(shù)專利。

據(jù)了解，目前中微的反應(yīng)臺(tái)交付量已突破582臺(tái)；單反應(yīng)臺(tái)等離子體刻蝕設(shè)備已交付韓國領(lǐng)先的存儲(chǔ)器制造商；雙反應(yīng)臺(tái)介質(zhì)刻蝕除膠一體機(jī)研制成功，這是業(yè)界首次將雙反應(yīng)臺(tái)介質(zhì)等離子體刻蝕和光刻膠除膠反應(yīng)腔整合在同一個(gè)平臺(tái)上。

同時(shí)，中微一些基礎(chǔ)的研發(fā)也不斷地跟進(jìn)尖端技術(shù)，以保證產(chǎn)品的研發(fā)能夠緊緊跟上甚至領(lǐng)先于國際上的技術(shù)發(fā)展水平。

中微半導(dǎo)體首席專家、副總裁也表示，刻蝕尺寸的大小還與芯片溫度有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，中微自主研發(fā)的部件使刻蝕過程的溫控精度保持在0．75攝氏度內(nèi)，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

氣體噴淋盤是刻蝕機(jī)的核心部件之一，中微半導(dǎo)體聯(lián)合國內(nèi)其他科技公司開發(fā)出了一套創(chuàng)新工藝，用這套工藝制造的金屬陶瓷，其晶粒十分精細(xì)、致密。與進(jìn)口噴淋盤相比，國產(chǎn)陶瓷鍍膜的噴淋盤使用壽命延長一倍，造價(jià)卻不到五分之一。

正是由于在刻蝕機(jī)及相關(guān)領(lǐng)域的不斷突破和創(chuàng)新，也使得中微半導(dǎo)體在刻蝕機(jī)市場(chǎng)份額快速增長。

資料顯示，截至2017年8月，中微已有500多個(gè)介質(zhì)刻蝕反應(yīng)臺(tái)，并在海內(nèi)外 27 條生產(chǎn)線上生產(chǎn)了約 4000 多萬片晶圓；同時(shí)，中微還開發(fā)了 12 英寸的電感型等離子體 ICP 刻蝕機(jī)；此外，中微還開發(fā)了 8 英寸和 12 英寸 TSV 硅通孔刻蝕設(shè)備，不僅占有約50％的國內(nèi)市場(chǎng)，而且已進(jìn)入臺(tái)灣、新加坡、日本和歐洲市場(chǎng)，尤其在 MEMS 領(lǐng)域擁有意法半導(dǎo)體（ST）、博世半導(dǎo)體（BOSCH） 等國際大客戶。

而在專利方面，中微半導(dǎo)體共申請(qǐng)了超過800件相關(guān)專利，其中絕大部分是發(fā)明專利，并且有一半以上已獲授權(quán)。

目前尹志堯的團(tuán)隊(duì)精英中，上百人都曾是美國和世界一流的芯片和設(shè)備企業(yè)的技術(shù)骨干，大都有著20到30多年半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)制造的經(jīng)驗(yàn)。而且這些工程師們必須有著物理、化學(xué)、機(jī)械、工程技術(shù)等50多種專業(yè)知識(shí)背景。

今年4月，中微半導(dǎo)體 CEO 尹志堯在公開合表示，目前中微半導(dǎo)體在全球各地已經(jīng)建置共計(jì) 582 臺(tái)刻蝕反應(yīng)臺(tái)，并預(yù)期今年將增長至 770 臺(tái)。目前中微半導(dǎo)體產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入第三代 10nm、7nm 工藝，并進(jìn)入晶圓廠驗(yàn)證生產(chǎn)階段，即將進(jìn)入下一世代 5nm、甚至 3．5 nm 工藝。

尹志堯表示，未來十年將持續(xù)開發(fā)新產(chǎn)品，擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，中微的目標(biāo)是：2020 年 20 億元、2050 年 50 億元，并進(jìn)入國際五強(qiáng)半導(dǎo)體設(shè)備公司。

5nm刻蝕機(jī)意味著什么？

不過，需要注意的是中微半導(dǎo)體5nm刻蝕機(jī)的研發(fā)成功和獲得臺(tái)積電采用，并不代表著中國大陸就可以自己生產(chǎn)5nm工藝芯片了。因?yàn)樾酒纳a(chǎn)工藝非常的復(fù)雜，刻蝕只是眾多關(guān)鍵環(huán)節(jié)當(dāng)中的一環(huán)。

但是，很多自媒體為了吸引眼球，卻往往故意夸大事實(shí)，以點(diǎn)概面，以5nm刻蝕機(jī)這一個(gè)環(huán)節(jié)上的突破，就大肆宣揚(yáng)“中國已打破國外壟斷，掌握5nm技術(shù)”、“中國已可以制造5nm芯片”。

在去年尹志堯在接受央視媒體采訪曾表示，“國際上最先進(jìn)的芯片生產(chǎn)公司像英特爾、臺(tái)積電、三星，它們的14nm已經(jīng)成熟生產(chǎn)了，10nm和7nm很快進(jìn)入生產(chǎn)，所以我們必須超前，5nm今年年底基本上就要定了，現(xiàn)在進(jìn)展特別快，幾乎一年兩年就一代，所以我們就趕得非常緊?！?/p>

顯然，尹志堯在視頻中所指的5nm是指的5nm的刻蝕機(jī)。但是，隨后這段采訪就被一大波媒體斷章取義，不顧事實(shí)的大肆吹噓。搞得尹志堯不得不在朋友圈發(fā)文辟謠：“中微不是制造芯片的，只是為芯片廠提供設(shè)備”?！叭绱藟櫬涞奈娘L(fēng)誤國誤民，給真正埋頭苦干的科學(xué)家和工程師添堵添亂添麻煩。”

尹志堯今年在接受采訪時(shí)再次強(qiáng)調(diào)：“宣傳要實(shí)事求是，不要夸大，更不要為吸引眼球，無中生有，無限上綱。說我們的刻蝕機(jī)可以加工5納米器件，也只是100多個(gè)刻蝕步驟中的幾步。”

確實(shí)，正如我們前面所說，刻蝕只是芯片制造眾多關(guān)鍵環(huán)節(jié)當(dāng)中的一環(huán)，在先進(jìn)制程的刻蝕設(shè)備領(lǐng)域取得突破雖然可喜，但是在其他如光刻機(jī)等領(lǐng)域，中國仍處于嚴(yán)重落后。目前國內(nèi)進(jìn)展最快的上海微電子也只是實(shí)現(xiàn)了 90nm 光刻機(jī)的國產(chǎn)化。

當(dāng)然，我們也不能妄自菲薄，除了中微半導(dǎo)體之外，不少國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商也在一些相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)制程設(shè)備上取得了突破。比如，在14nm 領(lǐng)域，硅／金屬刻蝕機(jī)（北方華創(chuàng)）、薄膜沉積設(shè)備（北方華創(chuàng)）、單片退火設(shè)備（北方華創(chuàng)）和清洗設(shè)備（上海盛美）已經(jīng)開發(fā)成功，正在客戶端進(jìn)行驗(yàn)證。

相信隨著國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及設(shè)備廠商的努力，以及中國半導(dǎo)體市場(chǎng)的需求快速增長的拉動(dòng)，中國芯將會(huì)越來越強(qiáng)大。