工业和信息化部主管 中国电子报社主办
收藏本站 投稿

制造

半导体业界专家莫大康:提升半导体设备业从改变认识着手

•由于全球半导体设备业的服务思维提早转变为最大限度地满足客户的市场需求,如今它的地位己越来越重要。

•中国半导体设备业由于技术水平不高,可能离全球化的目标尚有距离,但是从认识方面上必须有实质性的飞跃。

一代器件,一代工艺与一代设备,半导体设备与材料在产业发展中所起的作用越来越明显。全球每年在半导体业的投资约500亿~600亿美元,其中有70%%用来购买设备。而如今的设备价格更加昂贵,动辄几百万美元一台,浸泡液式光刻机每台高达5000万美元。为什么半导体业如此依赖设备业?

设备一定要满足工艺需求

上世纪80年代时,每家设备制造商仅提供设备的硬件装置给客户。当时设备的出厂指标仅限于设备自身,如刻蚀机中,有付蚀速率、刻蚀均匀性、刻蚀线宽的允许误差及在特定工艺条件下每小时产出硅片的数量等。尽管这些指标能反映设备的能力,但客户在拿到设备之后,尚需根据自己所需要的工艺要求,再次进行二次工艺开发。众所周知,这样的工作非常费时,而且有一个致命问题,设备与工艺双方的责任不易分清。因为工艺的实现不光与工艺条件有关,有时也会受设备结构等影响。在那个年代,从购买设备之后到真正能投入生产中使用,经常会拖延很长时间,为此业界颇有微词。

为此,半导体设备制造商进行了反思,能否让出厂的设备到客户处就能直接使用,而让客户省去所谓工艺的二次开发?然而要实现这样的目标,在当时的阻力是很大的,因为几乎要把原先该由芯片制造厂完成的工作全部揽至设备厂来完成。一个首当其冲的大问题就是,客户要求的工艺多种多样,而设备制造商的工艺能力十分有限,怎能由设备制造商来引领半导体技术进步呢?

从目前来看,半导体设备业一定要走在半导体产业的前列,因为客户集中在高端的12英寸需求,其它的如8英寸等都会购买二手设备。客户中的大部分除了扩充28nm产能之外,主要是用以实现16~14nm量产,以及10nm甚至7nm、5nm的研发。因此设备业必须对产业发展有超前的思维,要能想到未来半导体业如何走下去,或者至少能够了解客户将如何往下走,从而实现客户的需求。

所以,半导体设备业的思路大转变,成为第一个敢吃螃蟹的人。可以想象,设备制造商为此付出了多少辛苦,投入了多少人力与财力。如美国应用材料公司,它有专属的8英寸及12英寸的引导线(目前8英寸引导线己经退役),以帮助客户实现所需的工艺要求。更关键的是该公司还拥有大量的工艺研发人员,他们的工作必须与客户相互沟通,在各个方面走在前列,才有可能引导客户投资购买新的设备。今天的设备厂在一定程度上必须具备全球顶级芯片制造厂的能力,只是分工的侧重点不同而己。

如今在半导体业界中己经形成这样的观念,只要肯花钱买设备,把工艺制程要求提出来,设备厂商就能满足客户的需求。由此也可部分地解释为什么半导体设备会如此昂贵。

今天的半导体设备业在整个产业链中占据举足轻重的地位,因为半导体业的进步紧紧依赖于设备业的进步。

构建全球化服务支持体系

构建全球化服务支持体系,本身很好理解,但是只有能付诸实践的公司,才能成为设备业中的强者。半导体设备业必须全球化才能持续生存下来,因为芯片制造商如印钞机那样,需要设备不间断地工作。通常设备用MTBF指标,即平均无故障时间来衡量。尤其在半导体设备选购时,有全球化服务支持体系的厂商一定被列为首选。

什么是全球化服务支持体系?设备商的服务中心必须紧靠着所需服务的芯片制造厂,该中心配备有软、硬件维修服务工程师以及庞大的备品备件仓库。一句话,要以最快的速度、最高的效率服务于客户,来保证客户设备的不间断运行。

或许这样的认识和理解并不难,而真正困难的是,设备抵达客户侧时,这样的中心便能同时开始运行。如果缺乏全球化的视野和足够的经济实力,这样的服务中心是很难建成的。但是为了满足客户的需求,保障芯片生产线的正常运行,它又必须走在前面。

样机到产品是一次飞跃

从样机到产品,是一次飞跃。可是在中国似乎更多的听到某样机通过鉴定,之后就不再见下文,所需产品仍是进口。导致这样的困局是由多方面原因造成的,包括有:一是样机通过鉴定意味着项目取得阶段性成功,可能获得一定的奖励;二是对于样机到产品的认识不足,所需配套资金严重不够;三是缺乏成为全球一流设备商的意识与决心。

尽管我们都承认样机与产品是两回事,但是对于样机需要经过多次的改型,部分企业缺乏足够的配套资金及实力,更多的是缺乏成为一流设备商的决心与意识,认为中国设备商能满足中低端客户就可以,对于设备缺乏精益求精、做到极致的意识。这也反映了市场竞争还不够充分,拥有这样落后经营思维的企业还能存活下来。

以上仅是罗列中国半导体设备业在经营思维方面可能需要调整的三个问题,供业界互勉。为了中国半导体设备业能真正走向全球化,必须加快构建适合于半导体设备产业发展的生态环境。

构建适宜的生态环境

中国半导体设备业尚属启步阶段,在许多认识方面有待提高,如设备要满足客户的工艺要求、构建全球化服务支持体系以及加快从样品到设备的进程等。

客观地看中国半导体设备业,由于技术水平不高,可能离全球化的目标尚有距离,但是从认识方面上必须有实质性的飞跃。其实除了美国与日本能基本掌控全球半导体设备业之外,韩国与我国台湾地区也要提高本土化率,但是它们的结果也有目共睹,并没有显著的进步。这也充分反映了半导体设备业基础的复杂与体系的庞大,不是一朝一夕就能有大的提高。

与过去比较,近年来中国半导体设备业己有一定的进步,至少在光伏设备方面己经有很大的改善,中国的半导体设备业已能基本满足晶硅光伏产品的工艺制造需要。

对国内外半导体设备业的生态环境进行比较可以看出以下几点。首先,国产设备成本难降。按理性思维推算,同样的设备,国内企业的制造成本肯定要比国际巨头低许多。众所周知,应用材料是国际大公司,家大业大,各类开支均很大,最终都要分摊到每台设备的成本中去。然而国内企业在真正运作起来后,却发现设备的成本难降。原因是假设制造同样的一台设备,由于90%%的部件几乎都是标准件,各家公司都是从市场下订单采购。但是应用材料的一个订单量可达1000个,而国内企业可能仅有10~20个,这就导致价格的差异达数倍以上。更令人恼火的是,进口零配件在中国需要交纳高达30%%以上的关税及增值税(据说最近有新文件,此项可免税)。这样两项叠加,国内的设备成本己上升许多。

其次,大环境的效率不一样。通常半导体设备的设计,在确认基本原理之后,其关键部分是等离子体源及电极的设计,其余的气体导入系统、真空系统、硅片传输系统等几乎都是标准件,从全球范围內选择性价比最好的产品即可。然而各家公司总有部分部件需要自行设计,以防专利技术的洩漏。除此之外,为了满足特殊性能的要求,对于部分的标准件要做一些特殊的设计与处理,一般这样的配件不会对外销售。

这一切过程在美国时都非常方便,打几通电话、发凢个邮件就可以完成。即便双方需要约谈,甚至重订规格,也是一天内能解决的事。然而在国内,这样的过程会十分耗时,因为要考虑国际旅行,导致整个设计周期拖长。另外,有的零配件,如美国MKS生产的耐付蚀真空管等,出口中国需要办理出口许可证,也会影响生产周期。更为困难的是设备的系统软件,如果要自行编辑,会占用很多的人力与财力,尤其当出货量尚不清楚的前提下,有时很难下决心。所以,生态环境的不同会直接影响到工作效率。

最后,缺乏股票期权的激励机制。顶级人才聚集在美国等地,一方面是工作环境优越,另一方面是收入高。从工资角度差异不会太大,然而如果加上股票期权的收入,差异就可达数倍以上。在中国,即便是上市公司,由于股价的非市场化因素,上升都很慢。更关键的是,中国现行的法律在企业的股票期权方面设置了许多限制,所以中国员工很难从股票期权中获得更高的收益。

以上诸点表明,中国半导体设备业与先进水平之间的差距,不仅表现为技术水平不高、缺乏高端领军人物及研发投入不足等,可能更大的差距体现在生态链的构建方面。因此这一系列的问题,不能指望它在短时期內就立即解决,需要做长远的规划与努力。只有尽快构建适宜的半导体设备业发展的生态环境,才能充分发挥我们的长处与优势。

因此从总体上看,由于工业基础薄弱、教育体系改革滞后、人员素质有待提高等因素,中囯半导体设备业的发展模式目前暂时仍应以引进、消化、吸收为主导。不过无论引进技术的选择,还是消化吸收的过程,都需要跃上一个新的台阶。

责任编辑:张汝娟


声明

1、本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2、本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3、作者投稿可能会经我们编辑修改或补充;4、如本站的文章或图片存在版权,请拨打电话010-88558835进行联系,我们将第一时间处理。

相关链接

视频

专题

聚焦2021年全国两会

3月5日,第十三届全国人民代表大会第四次会议在北京人民大会堂开幕。党和国家领导人习近平、李克强、汪洋、王沪宁、赵乐际、韩正、王岐山等出席,栗战书主持大会。初春的北京,处处生机盎然。第十三届全国人民代表大会第四次会议5日上午在人民大会堂开幕。近3000名全国人大代表肩负人民重托出席大会,认真履行宪法和法律赋予的神圣职责。

2021年全国工业和信息化工作会议

12月28-29日,全国工业和信息化工作会议在京召开。会议以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,认真落实习近平总书记重要指示批示精神和中央经济工作会议部署,总结2020年工业和信息化工作,分析形势,部署2021年重点工作。工业和信息化部党组书记、部长肖亚庆作工作报告。

2020年中国家电市场报告

3月22日,中国电子信息产业发展研究院发布了《2020年中国家电市场报告》(以下简称《报告》)。《报告》显示,2020年,我国家电市场零售额规模达到8333亿元,在疫情冲击之下显示出较强的韧性;电商渠道对家电零售的贡献率首次超过50%,网络零售对家电消费的促进作用进一步提升;高端产品、生活家电大幅增长,有效促进了消费升级和产业转型。

世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

会议

2020世界显示产业大会

11月20日,由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的2020世界显示产业大会在合肥市举行。在开幕式上,工业和信息化部部长肖亚庆、韩国驻华大使张夏成发表视频致辞。安徽省委副书记、省长李国英,工业和信息化部副部长王志军出席开幕式并致辞。

2020世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

11月2日,由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府共同主办的2020世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会在广州市召开。广东省委书记李希出席开幕式,省长马兴瑞出席并致辞。国家广播电视总局局长聂辰席、工业和信息化部副部长王志军、中央广播电视总台副台长蒋希伟出席开幕式并致辞。

2020世界VR产业大会云峰会

10月19日—20日,由工业和信息化部、江西省人民政府主办的2020世界VR产业大会云峰会在南昌举行。在10月19日的开幕式上,中共中央政治局委员、国务院副总理刘鹤发来书面致辞。江西省委常委、南昌市委书记吴晓军,工业和信息化部副部长王志军,江西省委书记、省人大常委会主任刘奇先后致辞。开幕式由江西省委副书记、省长易炼红主持。

世界显示产业大会

本周排行