21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者孫燕 無錫報(bào)道
在中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)版圖中，無錫是頗為亮眼的一極。
2024年，無錫集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)上產(chǎn)值超2500億元，規(guī)模居全國第二。其中，芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)值達(dá)418億元，居全國第四；晶圓制造產(chǎn)值達(dá)593.45億元，居全國第三；封裝測試產(chǎn)值達(dá)652.51億元，居全國第一。
在“核心三業(yè)”之外，半導(dǎo)體設(shè)備和零部件領(lǐng)域不僅是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，也是長期被國外卡脖子的關(guān)鍵領(lǐng)域。
而全球半導(dǎo)體設(shè)備市場高度集中，前5大半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商地位穩(wěn)定，分別是美國的應(yīng)用材料（AMAT）、荷蘭的阿斯麥（ASML）、美國的泛林半導(dǎo)體（Lam Research）、日本的東京電子（TEL）和美國的科磊（KLA）。直至2024年，全球前10大半導(dǎo)體設(shè)備商中才出現(xiàn)了中國企業(yè)的身影。
近年來，無錫聚焦28nm及以下先進(jìn)制程設(shè)備、第三代半導(dǎo)體及光電芯片制造專用設(shè)備等關(guān)鍵方向精準(zhǔn)發(fā)力，“十四五”期間半導(dǎo)體設(shè)備與核心零部件產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長220%。目前，無錫擁有設(shè)備、零部件重點(diǎn)企業(yè)近100家，除前道光刻機(jī)領(lǐng)域外均有布局。
面向我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈安全自主可控這一更高目標(biāo)，無錫帶來了怎樣的“無錫方案”？
半導(dǎo)體設(shè)備主要分為晶圓制造設(shè)備和半導(dǎo)體封裝測試設(shè)備兩大類。其中，薄膜沉積設(shè)備與刻蝕設(shè)備、光刻設(shè)備并稱為晶圓制造的三大主設(shè)備。
在薄膜沉積設(shè)備領(lǐng)域，無錫走出了一批國產(chǎn)化主力。無錫首家上市的集成電路裝備企業(yè)——微導(dǎo)納米（688147.SH），便是其中的代表。
薄膜制備工藝按照其成膜方法，可分為物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）和原子層沉積（ALD）三大類。而微導(dǎo)納米成立的2015年，國內(nèi)已有PVD設(shè)備企業(yè)、CVD設(shè)備企業(yè)，但沒有ALD設(shè)備企業(yè)，國內(nèi)ALD市場被荷蘭先晶半導(dǎo)體（ASM）、東京電子（TEL）等國外廠商占據(jù)。
面對巨頭壟斷，具有多年半導(dǎo)體領(lǐng)域ALD技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的微導(dǎo)納米創(chuàng)始技術(shù)團(tuán)隊(duì)，選擇從ALD中最難的高介電常數(shù)（High-k）柵氧薄膜工藝做起——一旦最難的工藝問題得到解決，后續(xù)的工藝開發(fā)會更加容易。
微導(dǎo)納米無疑是幸運(yùn)的。此前一直非常穩(wěn)定的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，自2018年開始松動：2018年，美國出臺了針對中國的半導(dǎo)體產(chǎn)品出口限制，催生了國內(nèi)半導(dǎo)體廠商的國產(chǎn)化需求。在此之前，國內(nèi)Fab廠主要采用海外設(shè)備，哪怕國產(chǎn)設(shè)備再先進(jìn)，也不敢冒險(xiǎn)試錯(cuò)。
2021年，微導(dǎo)納米首臺半導(dǎo)體領(lǐng)域設(shè)備實(shí)現(xiàn)銷售。得益于此前的差異化技術(shù)選擇，該臺設(shè)備為國產(chǎn)首臺成功應(yīng)用于28nm節(jié)點(diǎn)集成電路制造前道生產(chǎn)線的量產(chǎn)型High-k原子層沉積設(shè)備。
2022年成立于無錫的研微（江蘇）半導(dǎo)體科技有限公司（以下簡稱“研微”），同樣以ALD設(shè)備破局，在薄膜沉積設(shè)備市場站穩(wěn)腳跟。
有設(shè)備廠商人士告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，在海外設(shè)備難以進(jìn)入中國市場的這幾年，國產(chǎn)化設(shè)備廠商都在抓緊研發(fā)工藝、設(shè)備，欲把國產(chǎn)設(shè)備放進(jìn)Fab廠商驗(yàn)證——一旦驗(yàn)證通過，供應(yīng)鏈會再次回到穩(wěn)定狀態(tài)，后進(jìn)入的廠商很難分到蛋糕。
“我們雖然入局較晚，但還有一些機(jī)會?！毖形⒀邪l(fā)副總許正昱指出，很多企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“0-1”，但在量產(chǎn)階段遇到了不少技術(shù)難題。而研微的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)具備量產(chǎn)機(jī)臺的經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)備設(shè)計(jì)階段便以量產(chǎn)為基調(diào)，從0-1，再從1-100，攻克目前高端制程中薄膜沉積設(shè)備的部分技術(shù)難題。
目前，研微自主研發(fā)的等離子體增強(qiáng)原子層沉積（PEALD）設(shè)備實(shí)現(xiàn)了在邏輯芯片、存儲芯片、先進(jìn)封裝三大賽道全覆蓋，并完成了Thermal ALD、PEALD等薄膜多類型設(shè)備交付。許正昱告訴記者，以ALD高端技術(shù)入局，在市場上積累資本、信譽(yù)后，研微還將布局更多工藝的薄膜沉積設(shè)備進(jìn)入市場。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有這樣一條規(guī)律：一代技術(shù)、一代工藝、一代設(shè)備。而半導(dǎo)體設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度高，絕大部分關(guān)鍵核心技術(shù)需要以零部件為載體實(shí)現(xiàn)。
但目前，我國半導(dǎo)體零部件國產(chǎn)化率僅10%-20%。其中，真空類、儀器儀表和光學(xué)領(lǐng)域的國產(chǎn)化率均不足5%。
2011年從北京遷至無錫的無錫海古德新技術(shù)有限公司（以下簡稱“海古德”），是ESC靜電卡盤領(lǐng)域的國產(chǎn)化佼佼者。
靜電卡盤是等離子刻蝕、濕法刻蝕、PVD、CVD、ALD等多個(gè)半導(dǎo)體前道核心設(shè)備中的核心零部件，目前也是應(yīng)用最廣泛的晶圓夾持工具。其通過靜電吸引力將晶圓牢牢地吸附在表面上，確保在進(jìn)行薄膜沉積、蝕刻、光刻等高精度工藝時(shí)晶圓能夠保持穩(wěn)定平整。
盡管這是半導(dǎo)體制造工藝設(shè)備中價(jià)值量占比相對較高的核心零部件，但該市場由美國的應(yīng)用材料（AMAT）、泛林半導(dǎo)體（Lam Research）以及日本制造商高度壟斷。
面對市場空白，海古德自2016年便開始研發(fā)ESC靜電卡盤，直至2021年國內(nèi)急需“硬卡替”產(chǎn)品，海古德加快全面研發(fā)多款 ESC 靜電卡盤。
“我們是正向研發(fā)。”海古德董事長孫偉介紹道，基于客戶的設(shè)備腔體、工藝流程和使用場景，海古德與客戶共同進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)。
除了定制化，孫偉指出，國產(chǎn)ESC靜電卡盤的優(yōu)勢還在于成本。以海古德為例，其從配方、工藝到熱震蕩燒結(jié)技術(shù)都是自主研發(fā)的，相較進(jìn)口設(shè)備成本較低，也便于維修。
2024年，海古德在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)ESC靜電卡盤量產(chǎn)，并在2025年進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)，目前12寸靜電卡盤已大量交付。
“2011年，隨著無錫政府的高效、務(wù)實(shí)和資本對海古德的加持，我們來無錫考察完廠房、硬件設(shè)備，很快就搬來了無錫?！睂O偉回憶道。
在海古德之外，無錫也圍繞“卡脖子”環(huán)節(jié)和技術(shù)壁壘高、附加值高的關(guān)鍵部件，針對晶圓運(yùn)輸平臺、FIB聚焦離子束顯微鏡零部件、離子注入機(jī)零部件等核心零部件，引育孵化出了星微科技、納斯凱、大族富創(chuàng)得、誠承電子、地心科技等核心零部件制造企業(yè)。
在無錫半導(dǎo)體設(shè)備和零部件產(chǎn)業(yè)生態(tài)中，特色園區(qū)、公共服務(wù)平臺也發(fā)揮了牽引作用。
無錫新港集成電路裝備零部件產(chǎn)業(yè)園（以下簡稱“新港產(chǎn)業(yè)園”），自2024年7月無錫國家集成電路設(shè)計(jì)基地有限公司接手運(yùn)營以來，目前集聚了吉佳藍(lán)、赫菲斯、晉成半導(dǎo)體等20余家半導(dǎo)體設(shè)備和零部件企業(yè)，一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)“滿園”運(yùn)營。
“集成電路產(chǎn)業(yè)是一個(gè)高度全球化分工的產(chǎn)業(yè)?！睙o錫國家集成電路設(shè)計(jì)基地有限公司黨委書記、董事長、總經(jīng)理丁強(qiáng)介紹道，新港產(chǎn)業(yè)園遵循半導(dǎo)體全球化分工的規(guī)律，積極從日本、韓國招引半導(dǎo)體裝備、零部件企業(yè)，如該公司接手運(yùn)營后落地的第一個(gè)項(xiàng)目——韓國Gigalane（吉佳藍(lán)）刻蝕設(shè)備開發(fā)項(xiàng)目。
在設(shè)備、零部件國產(chǎn)化道路上，新港產(chǎn)業(yè)園也側(cè)重創(chuàng)新孵化，在園區(qū)內(nèi)設(shè)立了無錫半導(dǎo)體裝備與關(guān)鍵零部件創(chuàng)新中心（以下簡稱“創(chuàng)新中心”）。創(chuàng)新中心在專注于關(guān)鍵設(shè)備、零部件技術(shù)創(chuàng)新孵化的同時(shí)，也積極開展與上市公司的合作以及外資項(xiàng)目在地合資生產(chǎn)。
“過去五年間，國產(chǎn)半導(dǎo)體裝備進(jìn)步迅猛，功能性工藝設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)了平替，但在光學(xué)設(shè)備、高端量檢測設(shè)備以及電子束設(shè)備方面差距較大，國產(chǎn)設(shè)備中核心模組、核心零部件的國產(chǎn)化率也仍然偏低?！眲?chuàng)新中心總經(jīng)理謝作建深感國產(chǎn)化之緊迫。
創(chuàng)新中心自今年4月正式啟用，運(yùn)營4個(gè)多月已經(jīng)落地了8個(gè)項(xiàng)目。其中，某零部件項(xiàng)目在落地后已取得千萬級別訂單。
這一速度背后，創(chuàng)新中心的核心團(tuán)隊(duì)擁有成功的半導(dǎo)體裝備量產(chǎn)以及國產(chǎn)化零部件量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一方面能夠在項(xiàng)目初篩階段針對卡脖子關(guān)鍵領(lǐng)域定向篩選，另一方面能夠在項(xiàng)目落地后嫁接產(chǎn)業(yè)資源，推動設(shè)備和零部件進(jìn)入國內(nèi)主流制造企業(yè)和設(shè)備廠商的核心供應(yīng)鏈。
產(chǎn)業(yè)需求驅(qū)動的創(chuàng)新思路，也體現(xiàn)在創(chuàng)新中心的股權(quán)架構(gòu)上：核心團(tuán)隊(duì)持股75%，無錫高新區(qū)持股15%，無錫產(chǎn)業(yè)研究院持股10%。
“創(chuàng)新中心區(qū)別于以前的高校研究所，著力打造新型研發(fā)機(jī)構(gòu)模式，就要由產(chǎn)業(yè)需求來驅(qū)動技術(shù)項(xiàng)目研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化?！敝x作建指出，核心團(tuán)隊(duì)占據(jù)創(chuàng)新中心股權(quán)大頭，既有更大的決策權(quán)，也要承擔(dān)更大的績效考核壓力。
“半導(dǎo)體零部件種類繁多、規(guī)模偏小，從單個(gè)零部件項(xiàng)目起步，公司很難做大，必須要做一個(gè)平臺化公司?！倍?qiáng)進(jìn)一步指出，創(chuàng)新中心在全國范圍內(nèi)都是新的嘗試，目前已有其他城市在效仿無錫設(shè)立創(chuàng)新中心。
記者了解到，下一階段，無錫還將布局維保中心、集散中心、創(chuàng)新中心等三大中心。這一創(chuàng)新布局，也將助力無錫形成從研發(fā)、生產(chǎn)到維護(hù)的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)，加速建設(shè)集成電路裝備及零部件集聚區(qū)。
本文鏈接：http://jphkf.cn/news-1-54468-0.html封測第一、制造第三、設(shè)計(jì)第四，無錫劍指半導(dǎo)體設(shè)備和零部件高地
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