
在半导体行业中,如果一家公司想占据领先地位,则技术,材料和设备这三个关键因素必不可少,如果只有技术而没有材料和设备的支持,那么这只是纸上谈兵,反之亦然,毫无疑问,着眼于著名的芯片巨头,他们在这三个方面都有发言权,因此他们可以占领大部分市场,半导体原材料没什么可说的,由于芯片主要基于单晶硅,即载体,因此全球所有材料制造商都在围绕基于硅的芯片开展业务,尽管我们的国内材料领域不是优势,但我们也取得了一些明显的突破,例如,国内高端光刻胶的诞生一举打破了外国的垄断,对于设备而言,这甚至更为重要,因为如果没有相关设备的支持,就无法制造芯片,对于更核心的半导体设备,大多数人必须第一次想到光刻机。
作为芯片制造过程中的关键机器,光刻机对于所有半导体公司都是相同的,有一个关键意义,举一个简单的例子,我们之所以无法征服中国的7nm芯片流程,是因为到目前为止我们还没有EUV光刻机,即使我们想以高价从国外进口,其他人也看不到会卖,另外,世界上只有ASML可以产生EUV光刻机,并且数量非常稀少,并且将由米国控制,因此,今天光刻机的短缺仍然是国内芯片面临的主要问题,尽管华为和中科院以及其他技术公司或机构已开始全面部署,但仍需要一定的时间,突破,但是,撇开光刻机而言,中国的核心设备已达到世界领先地位,这是国之重器。
该设备的名称为刻蚀机,可能不如光刻机知名,但它也起着关键作用,并为芯片的制造提供了最基本的支持,刻蚀机主要用于处理硅晶片,使硅晶片产生一系列化学反应,以便它们可以携带各种复杂的集成电路,除了光刻机,芯片是产业链中另一个不可或缺的设备,相关数据表明,光刻机和刻蚀机一起占芯片制造总成本的四分之一,其重要性可想而知,尽管刻蚀机的精度比光刻机的精度低一级,但普通公司很难做到这一点,目前,只有少数制造商可以在全球范围内生产高端刻蚀机,其中包括我们国内的中国微电子学半导体,由其独立开发的刻蚀机已在高端市场中立足并进入了5nm流程,价格为每单位2000万个单位,这是台积电5nm生产线,必要的设备。
中微半导体一直坚持低调发展的原则,因此大多数人从未听说过它,但是其技术实力在中国是首屈一指的,公开资料显示,中国微半导体成立于2004年,已有十余年的历史,但是,在尹志耀的领导下,中国微电子取得了一些成就,5nm刻蚀机是最好的例子,中国微电子不仅拥有研发能力,而且还完成了批量生产和向客户供货,从而获得了更大的发展空间,据了解,在中国微电子公司半导体突破5nm刻蚀机之后,世界上最大的芯片铸造厂台积电立即走上了寻求合作的大门,现在中国微电子5nm刻蚀机已开始成为台积电5nm的生产线提供设备支持,这意味着家用半导体设备正在不断改进,而台积电的认可足以证明ChinaMicro半导体的实力,现在刻蚀机取得了重大进展,国产光刻机会远远落后吗?相信在许多国内公司的努力下,这两个国之重器将在未来达到新的高度。
半导体制造设备和材料是半导体行业最上游的环节。目前来看,集成电路设备制造是中国芯片产业链中最薄弱的环节。经过20多年的追赶,中国与世界在芯片制造领域仍有较大差距。虽然中国在该领域整体落后,但刻蚀机方面已在国际取得一席之地。
全球半导体设备市场的后起之秀
随着近些年 社会 对集成电路的重视和大批海外高端人才的回归,我国的集成电路在这几年出现了飞速的发展。在IC设计(华为海思)、IC制造(中芯国际)、IC封测(长电 科技 )、蚀刻设备(中微半导体)上出现了一批批优秀的企业。
1、半导体设备
我们的主角中微半导体所在的领域就是半导体设备细分行业,这个行业主要有两种半导体设备,一是光刻机,一个是刻蚀机。中微是以刻蚀机为主要设备的供应商,去年12月公司自主研制的5nm等离子体刻蚀机正式通过台积电验证,将用于全球首条5nm制程生产线。
芯片,这个从前被戏称为:除了水和空气,其他都是进口的行业。最近中美贸易战的焦点就是在芯片领域,美国政府对华为的封锁就是下令美国供应商没有经过国会批准不准买给华为芯片。这也是我们非常气愤的地方,为什么中微半导体有了最先进的设备还是会受人制肘呢?
主要是我国的短板在于光刻机,与国外先进技术有非常大的差距。为什么刻蚀机技术那么好,不能弥补这个短板吗?这就是光刻机和蚀刻机的不同,有一部分人把蚀刻机与光刻机搞混。其实两者的区别非常的大,光刻机是芯片制造的灵魂,而蚀刻机是芯片制造的肉体。
光刻机把电路图投影到覆盖有光刻胶的硅片上面,刻蚀机再把刚才画了电路图的硅片上的多余电路图腐蚀掉。光刻机把图案印上去,然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案(或者没有图案)的部分,留下剩余的部分就是集成电路。所以说这是两个过程要用到的设备,而且这两个过程是连续的。
我国光刻机的最高水平是上海微电子的90nm制程,世界顶尖的光刻机是ASML的7nm EUV光刻机,ASM已经开始研制5nm制程的光刻机。相对来说,我国在光刻机制造领域与国际先进水平有很大的差距,高端光刻机全部依赖进口。只能说我国的刻蚀机技术领先,中微半导体的介质刻蚀机、硅通孔刻蚀机位于全球前三。但是在整个产业链的产能和技术上,与一些大型的企业差距非常的大,所以在中美贸易战中显得很吃亏。
那我们说完了中微半导体这个单独的行业领域,现在放眼整个行业,来看看半导体设备到底在这个行业中扮演者什么角色?
2、半导体产业
半导体的发展是越来越集成化,越来越小。从早期的电子管到现在的7nm器件,一个小小的芯片上需要有几百个步骤和工艺,显示出高端技术的优越性。也正是这样的行业特点,导致整个行业非常依赖技术的创新。而半导体设备是制作芯片的基石,没有这一块芯片不可能出现。
可以看到虽然产值低,但是缺这个还真的没办法发展下游。这也是贸易战在芯片领域为什么大打出手的原因,没有先进的技术,很难发展非常广大的信息系统。可以说这一行创造的价值并不高,但是不能缺少,是高端技术的积累。
大国重器:7nm芯片刻蚀机龙头
在技术含量极高的高端半导体产业中,能与美欧日韩等国际巨头同台较量的中国企业凤毛麟角,而中微半导体是其中一家。中微半导体是一家以中国为基地、面向全球的高端半导体微观加工设备公司,主要从事半导体设备的研发、生产和销售。而要了解中微这家公司,先不得不介绍一下公司创始人尹志尧。
尹志尧是一个颇具传奇色彩的硅谷技术大拿。
1980年赴美国加州大学洛杉矶分校攻读物理化学博士,毕业后进入英特尔中心研究开发部工作,担任工艺程师;1986年加盟泛林半导体,开发了包括Rainbow介质刻蚀机在内的一系列成功的等离子刻蚀机,使得陷入困境的泛林一举击败应用材料,跃升为全球最大的等离子刻蚀设备制造商,占领了全球40%以上的刻蚀设备市场。
以此同时,泛林与日本东京电子合作,东京电子从泛林这里学会了制造介质等离子体刻蚀机,复制其Rainbow设备在日本销售,后来崛起为介质刻蚀的领先公司。
1991年,泛林遭老对手美国应用材料挖角,尹志尧先后历任应用材料等离子体刻蚀设备产品总部首席技术官、总公司副总裁及等离子体刻蚀事业群总经理、亚洲总部首席技术官。
为了避免知识产权风险,尹志尧从头再来,用不同于泛林时期开发的技术,研发出性能更好的金属刻蚀、硅刻蚀和介质刻蚀设备,应用材料再次击败泛林,重返行业龙头地位,到2000年,应用材料占据了40%以上的国际刻蚀设备市场份额。
目前全球半导体刻蚀设备领域三大巨头——应用材料、泛林、东京电子,都与尹志尧的贡献密切相关。
2004年8月,已年届六旬的尹志尧带领15名硅谷资深华裔技术工程师和管理人员回国,创立了中微半导体,并在短短数年之间崛起为全球半导体设备领域的重要玩家。
中微从2004年创立时,首先着手开发甚高频去耦合的CCP刻蚀设备Primo D-RIE,到目前为止己成功开发了双反应台Primo D-RIE,双反应台Primo AD-RIE和单反应台的Primo AD-RIE三代刻蚀机产品,涵盖65nm、45nm、32nm、28nm、22nm、14nm、7nm到5nm关键尺寸的众多刻蚀应用。
从2012年开始中微开始开发ICP刻蚀设备,到目前为止己成功开发出单反应台的Primo nanova刻蚀设备,同时着手开发双反应台ICP刻蚀设备。公司的ICP刻蚀设备主要是涵盖14nm、7nm到5nm关键尺寸的刻蚀应用。
这里面看起来是几个似乎不起眼的数据,但里面蕴含了满满的技术含量。而中微到底是否掌握了5nm刻蚀技术,一时间众说纷纭。如今,中微半导体与泛林、应用材料、东京电子、日立4家美日企业一起,组成了国际第一梯队,为全球最先进芯片生产线供应刻蚀机。
来源:人民政协网
编者按:中国共产党领导中国人民走过了百年辉煌路程。面对西方国家的半导体技术封锁与市场垄断,怀抱实干兴邦、产业报国理想的正威集团,在董事局主席王文银的带领下,以改革开放最前沿的深圳为据点,积极响应党和国家号召,在“十四五”开局起步、全面建设 社会 主义现代化国家新征程启航之际,以永无止境的创新和勇攀 科技 高峰的魄力,铸造“中国芯”,誓为中国半导体事业闯出一条康庄大道。
6月29日,四川海特高新技术股份有限公司(以下简称“海特高新”)发布公告称,深圳正威金融控股有限公司(以下简称“正威金控”)已完成向海特高新旗下控股子公司成都海威华芯 科技 有限公司(以下简称“海威华芯”)增资12.88余亿元,其中6.19亿元计入注册资本。本次增资扩股完成后,正威金控持有海威华芯34.01%股权,成为海威华芯第一大股东,海特高新是其第二大股东,中国电子 科技 集团公司第二十九研究所是其第三大股东。
据了解,海威华芯是国内半导体行业中的佼佼者,公司拥有完整的技术团队、先进的GaAs集成电路制造技术和生产设备,其打造的“六英吋GaAs集成电路Foundry线”是国家支持的重点产业项目。如今海威华芯已建成国内第一条6英寸氮化镓半导体晶圆生产线,成功申请核心专利255项,获得授权171项,其中发明专利76项,具备氮化镓600片/月的晶圆制造能力,是国内六英吋砷化镓集成电路(GaAs MMIC)纯晶圆代工(Foundry)最专业的服务制造商之一。
正威金控是正威控股集团旗下控股子公司,是正威集团产业战略布局的资本运作平台,服务于正威集团实体产业,整合正威集团资源。正威集团是一家以新一代电子信息和新材料完整产业链为主导的高 科技 产业集团,2020年实现营业额逾7000亿元,目前位列世界500强企业排名第91名、中国民营企业500强第3名、中国制造业民营企业500强第2名。
正威集团多年深耕半导体产业,拥有全球一流的专家技术团队,近年已在硅基半导体、半导体封装材料、5G新材料和智能终端等多领域产业布局。此次正威增资扩股海威华芯,将整合正威电子信息产业集群、高端新材料产业供应链、专业智能制造能力等,以强大的资金、技术、人才、品牌等全方位优势,助力与海威华芯实现产业协同,聚焦第三代半导体关键核心技术和重大应用突破,在军品和民品领域为国家 科技 创新贡献力量。
目前,正威集团在A股市场已控股了一家上市公司九鼎新材。在正威集团战略投资海威华芯的背景下,九鼎新材董事会亦在公开披露的定期报告中明确表示:“公司将积极获取主要股东在产业布局上的大力支持,梳理优化老资产,并购整合新资产,研发实现新突破,在微波、电子信息新材料和功能材料为核心的相关多元化发展战略上实现有效突破”。对海威华芯的战略投资,势必成为正威集团全面发力第三代半导体产业的重要引擎。
第三代半导体发展风口已至
据了解,芯片是国家的“工业粮食”,是信息产业的核心,是所有整机设备的“心脏”。我国作为目前全球最大的半导体消费市场,国产芯片供给率却不到10%。而随着美国为首的西方国家进一步对中国半导体等高端 科技 领域的技术封锁,中国半导体行业本土化的大发展势在必行。相较于第一、二代半导体,被誉微电子产业“新发动机”的第三代半导体,已成为全球半导体技术和产业新竞争焦点,有望成为我国与当今技术领先国家减少差距、实现换道超车的新路径。
为发展中国半导体产业,国家近来先后印发了《重点新材料首批次应用示范指导目录》《能源技术创新“十三五”规划》等支持性政策文件,将SiC、GaN和AlN等第三代半导体材料纳入重点新材料目录,推动支持SiC等第三代半导体材料的制造及应用技术的突破。《国民经济和 社会 发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》也将“碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展”写入了“ 科技 前沿领域攻关”部分。在国家政策扶持以及新兴产业的推动下,目前国内第三代半导体产业链已经初步形成,第三代半导体行业的发展风口悄然而至。
政策支持有力推动了中国各地半导体产业快速发展,其中深圳尤为显著。今年3月, 科技 部正式批复支持广东省和江苏省建设国家第三代半导体技术创新中心,将第三代半导体技术“国字号”重器落地深圳和苏州,统筹全国优势力量为第三代半导体产业提供源头技术供给,推动我国第三代半导体产业创新能力整体跃升。作为国家建设 科技 和产业创新高地,深圳已然形成发展国家第三代半导体的沃土。据深圳市国民经济和 社会 发展十四五规划和二〇三五年远景目标纲要显示,到2025年以半导体产业为首的战略性新兴产业增加值将超过1.5万亿元,占整个GDP近40%。对于扎根深圳的正威集团来说,进一步增强了其发展半导体产业的信心和决心,也创造了更好、更快、更优的新发展机遇。
发挥企业推动创新创造生力军作用
作为全国政协委员,正威集团董事局主席王文银今年提交了关于“建立粤港澳大湾区集成电路产业大学”和“推动第三代半导体产业落地,打开成长空间”等提案,引发 社会 广泛关注。
据了解,正威集团早于2008年便开始进军半导体领域,成为国内早期一批 探索 半导体产业发展的企业之一,通过成功收购韩国三星五厂全部半导体设备,建立了正威半导体制造1.0版本。如今,经过十余年发展,正威半导体制造已达到3.0版本。未来,正威集团拟投资百亿元,持续在中国核心城市布局第三代半导体产业,并逐步打造集半导体材料、装备、工业软件、制造技术、封装技术、测试技术、系统集成技术、产品应用软件等全产业链于一体的发展模式,助推中国半导体事业换道超车。王文银表示,做好半导体事业要具备真正的工匠精神,需要凝聚各方的智慧与力量。作为新时代的企业家,应担负起创新、责任、担当,要有心系国家发展和民族复兴的大情怀和大格局。
“当前国家第三代半导体产业发展面临着产品开发与市场终端应用需求不匹配、产业链短时间暴发带来的人才与资金压力、全国各地项目无序发展等问题。”王文银认为,“国家应从顶层设计入手,合理配置半导体领域资源,扶持和发展一批优秀企业,聚焦成熟产品,攻关关键技术,实现从跟跑到领跑。”
当前,伴随着第三代半导体行业的触角向大数据、物联网、人工智能、5G、航空航天、城际高铁交通、新能源 汽车 等关键领域延伸,以正威集团为代表的一批专注半导体制造和研发的企业正在迅速崛起,相信中国半导体事业发展的春天即将到来。(文/王婵)
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