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躋身國際IC設備制造第一梯隊,中微半導體是如何做到的?

2019-03-04

2018年3月中旬,上海證券交易所聯(lián)合工信部、中國鐵路總公司、中科院國科控股,開始加大力度,共同支持中國商用飛機、京滬高鐵、中國衛(wèi)通等一批 “大國工程”企業(yè)的發(fā)展,旨在幫助他們有效利用資本市場發(fā)展壯大。

中微半導體設備(上海)股份有限公司(以下簡稱“中微半導體”)就在這批企業(yè)名單之中。

半導體制造設備和材料是半導體行業(yè)最上游的環(huán)節(jié)。中國科學院微電子研究所所長葉天春認為,“與其他行業(yè)不同的是,半導體生產設備和材料是集成電路產業(yè)發(fā)展的決定性因素。這一領域的技術和資金門檻很高,這在很長一段時間內都是可以看到的,也可以用來控制他國集成電路發(fā)展的速度。”

目前來看,集成電路設備制造是中國芯片產業(yè)鏈中最薄弱的環(huán)節(jié)。經過20多年的追趕,中國與世界在芯片制造領域仍有較大差距。雖然中國在該領域整體落后,但刻蝕機方面已在國際取得一席之地。

中微半導體是國內首家加工亞微米及納米級大規(guī)模集成線路關鍵設備的公司,成立于2004年5月,注冊資本4.81億元人民幣;公司法人代表、董事長兼首席執(zhí)行官為尹志堯。中微半導體主要深耕的就是集成電路刻蝕機領域,在全球集成電路刻蝕機市場排名前列,也被外界視為最可能在科創(chuàng)板上市的獨角獸之一。

經過數十年的打磨,在全球可量產的最先進晶圓制造7納米生產線上,中微半導體是被驗證合格、實現銷售的全球五大刻蝕設備供應商之一,與泛林、應用材料、東京電子、日立4家美、日企業(yè)一起為7納米芯片生產線供應刻蝕機,并進入到5nm工藝設備研發(fā)階段。

2019年1月8日,中微半導體與海通證券、長江證券簽署輔導協(xié)議并進行上市輔導備案。

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中微半導體IPO輔導備案公示  圖片來源:中國證監(jiān)會上海監(jiān)管局


從多場官司神奇脫身

2004年,當時已經60歲的尹志堯離開在硅谷從事了二十多年的半導體行業(yè),帶領團隊回國,從零開始創(chuàng)業(yè)。他與杜志游、倪圖強、麥仕義等40多位半導體設備專家,成立了國內首家加工亞微米及納米級大規(guī)模集成電路(關鍵性)設備的公司——中微半導體,投入到集成電路刻蝕機的研發(fā)當中。

據公開信息,尹志堯曾在美國硅谷工作過20年,長期致力于半導體芯片制造微加工設備的開發(fā)及產品管理,是幾代等離子體刻蝕技術及設備的主要發(fā)明人和工業(yè)化應用的推動者。

作為芯片生產制造的重要設備,等離子刻蝕機用來按光刻機刻出的電路結構,在硅片上進行微觀雕刻,刻出溝槽或接觸孔的設備。其對加工精度的要求非常高,加工精度是頭發(fā)絲直徑的幾千分之一到上萬分之一。

在尹志堯的帶領下,中微半導體很快開發(fā)出第一臺國產的生產半導體芯片的設備——等離子體刻蝕機?!霸诿琢I峡套值奈⒌窦妓嚿?,一般能刻200個字已經是極限,而我們的等離子刻蝕機在芯片上的加工工藝,相當于可以在米粒上刻10億個字的水平?!币緢蛟@樣說。

在當時,世界上最先進的芯片生產線是90納米制程,但中微半導體從創(chuàng)立之初,就開展精度更高的納米刻蝕機研發(fā)。它先推出了65nm等離子介質刻蝕機產品,隨著技術的進步發(fā)展,陸續(xù)將產品制程從45nm逐漸降到32nm、28nm、16nm等。

中微半導體的反應臺交付量不斷突破;單反應臺等離子體刻蝕設備已交付領先的存儲器制造商;雙反應臺介質刻蝕除膠一體機研制成功等成果接連涌現。

就在中微半導體勢頭正猛時,卻迎來了與三個不同國際大廠的訴訟官司。

2007 年,在中微半導體的刻蝕機即將進入國際最先進的晶圓代工生產線時,國家知名半導體和顯示制造設備公司——美國應用材料公司認為,中微半導體對其核心技術和材料有竊密之嫌,因此在美國聯(lián)邦法院對其提起訴訟。

為自證清白,中微半導體聘請了美國一流的知識產權訴訟律師,耗費兩年半的時間,徹查了中微 600 多萬件文件和 30 多人的電腦和文件,都沒有找到關于應材的圖紙,技術數據和商業(yè)機密,最終這個訴訟以和解告終。

在中微和美國應材的官司還沒和解之前,另一個來自美國的競爭對手——泛林又向其發(fā)難。2009年,泛林在臺灣狀告中微的專利涉嫌侵權。該官司持續(xù)8個多月的時間,中微最后取得了一審的勝利,對方后來又上訴四次,均被法院駁回。而在此過程中,中微反而掌握確鑿的證據指出泛林竊取中微高度機密的技術文件,并在上海法院提起訴訟,最后取得訴訟的勝利。

2017 年 LED 設備廠商 Veeco 在美國紐約地方法院狀告MOCVD石墨托盤供應廠商,認為他們給中微半導體提供的石墨托盤侵犯 Veeco的 專利。對此,中微立即采取反制行動,向中國專利局與其他國家專利主管機構訴請 Veeco 的專利無效,進行反擊。但就在美國法院仍在審理 Veeco 專利是否有效、中微設計是否侵權時,美國方面就先宣布對石墨托盤出貨禁令,讓中微無法獲得供貨,直到中微訴請 Veeco 的專利無效得到批準,且在福建法院狀告 Veeco 托盤鎖定的設計侵權,最后福建高等法院也對 Veeco 進口中國的 MOCVD 設備實施出貨禁令。一連串的動作讓 Veeco 不得不妥協(xié),進而與中微進行和解談判,除了撤銷相關訴訟外,更進一步同意與中微共享石墨托盤專利。

躋身全球第一梯隊

工商資料顯示,中微半導體持股5%以上股東中,包括上海創(chuàng)投(20.02%)、巽鑫投資(19.39%)、南昌智微(6.37%)、置都投資(5.48%)、中微亞洲(5.15%)。另外,A股上市公司中原高速(600020)、四川雙馬(000935)、可立克(002782)等,間接參股了中微半導體。

中微半導體此前完成了四輪融資。2004年9月,它獲得天使輪投資,投資方為科投集、ADVANCED MICRO-FABRICATION EQUIPMENT INC;2016年12月,中微半導體完成A輪融資,投資方為自貿區(qū)基金、國家集成電路產業(yè)基金、中金公司、興橙投資、臨芯投資;2018年2月,它又獲得B輪投資,投資方為四川雙馬、興橙投資、臨芯投資;2018年7月,其C輪融資完成,投資方包括自貿區(qū)基金、浦東新產投、協(xié)鑫集團、國開創(chuàng)新資本等

美國、日本和荷蘭是世界半導體制造業(yè)的三大強國,分別占據全球市場份額的37%、20.6%和13.55%,只剩下不到30%的“蛋糕”可供其它企業(yè)瓜分。中微半導體正在爭搶這30%的蛋糕。

2018年12月,臺積電對外宣布,將在2019年第二季度進行5nm制程風險試產,預計2020年量產。與此同時,中微半導體也向媒體透露,其自主研發(fā)的5nm等離子體刻蝕機已通過臺積電驗證,將用于臺積電全球首條5nm制程生產線。中微半導體也是唯一進入臺積電7nm制程蝕刻設備的大陸本土設備商。

在此之前,作為芯片制造的關鍵裝備之一,中微半導體打入臺積電供應鏈始于28nm制程產品,并一直延續(xù)到10nm和7nm制程。

如今,中微半導體與泛林、應用材料、東京電子、日立4家美日企業(yè)一起,組成了國際第一梯隊,為全球最先進芯片生產線供應刻蝕機。目前,中微半導體的介質刻蝕設備、硅通孔刻蝕設備、 MOCVD 設備等均已成功進入海內外多家大客戶供應體系,包括臺積電、兆馳半導體、乾照光電、聚燦光電、德豪潤達、士蘭明芯等。截至 2017 年底,已有 620 多個中微半導體生產的刻蝕反應臺運行在海內外 39 條先進生產線上。

市場研究機構VLSIresearch 在2018年12月發(fā)布的2018年度客戶滿意度調查(簡稱“CSS”)年終大盤點中,中微半導體在全球薄膜沉積設備供應商排名中榮登榜首,在刻蝕和清洗設備供應商排名中位列第二,在臺灣晶圓制造設備供應商排名中也僅次于荷蘭半導體設備巨頭ASML。

中微半導體首席專家、副總裁倪圖強博士曾對媒體表示,刻蝕機曾是一些發(fā)達國家的出口管制產品,但近年來已在出口管制名單上消失,這說明如果中國突破了“卡脖子”技術,出口限制就會不復存在。


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