中国“小巨人”进入全球产业链(“小巨人”的进击之路③)(2)
可是,晶圆行业投资门槛太高——10亿元起步,哪有这么多钱?他只好先从难度更低的“刻蚀用单晶硅”做起。刻蚀用单晶硅,是芯片制造的关键设备——刻蚀机装配的重要基础材料,相比之下投资门槛较低。国内厂商鲜有涉足,利润也较为可观,与晶圆生产还有诸多共通之处。瞄准这个细分产品,潘连胜带着团队踏上了“补课”之路。
在记者与诸多从业者的谈话中,“补课”是一个高频词,反复出现在半导体产业链各个环节。
光刻是芯片制造的核心工序,这个环节就是把集成电路的“花样”绣在硅片上。“光刻环节需要100多种电子级高纯度工业气体相互配合,每一种气体都不可或缺,它们是半导体工业的‘血液’,国内有些企业花了数十年的时间不断尝试,还没有攻克最初的容器清洗这一关。”凯美特气董事长祝恩福说,“难度在于其对纯度要求极高。”
高到啥程度?要求杂质含量浓度至少达到百万分之一级。什么概念?祝恩福打了个比方,这相当于在一个100米长、25米宽、2米深的游泳池中,不能有超过一枚硬币大小的杂质。而杂质含量浓度每降低一个数量级,都将带来工艺复杂程度的显著提升。
2018年,这家从工业废气中提纯食品级二氧化碳的企业,已是多家国际食品饮料公司的重要供应商。同年,公司作出决定,勇攀电子特种气体这座新高峰,斥资2.3亿元在湖南岳阳建厂。
练内功,埋头做好一件事
光刻环节要用到100多种气体,从哪里入手呢?“我们选了最难的一个课题——激光混配气。”祝恩福说。
为啥它最难?纯度只是一方面,更难的在于如何避免多种气体共存时发生意外的化学反应,这对于操作精细程度的要求更高。“需要反复试验,不断调整参数,从中积累经验。”祝恩福说。
先后攻克容器清洗、气体提纯、气体混配等关键课题,凯美特气在历经两年艰苦技术攻关后,一系列产品于2020年陆续问市。技术团队马不停蹄将样品资料送往国际大厂,采取平行并发方式启动多个认证程序,抓紧时间尽早争取入场券。
“我们在两年的时间里,走完了国际气体巨头们10年走过的路。”祝恩福语气中难掩自豪。
秘诀何在?就在于强有力的研发团队。这个团队,是祝恩福花了5年时间,在国际产业高端论坛、行业展会中不断奔波、搜寻、游说,费尽周折才组建的。“当时有人劝我在国外投资建厂,有优惠政策也有成熟团队,不用这么费劲,但我坚持认为中国企业需要更多参与到半导体产业链中,也许眼下起不到太大作用,但未来重要性会凸显。”如今,祝恩福的判断正成为现实。
一个充满干劲的研发团队,同样是潘连胜的法宝。
神工股份最初的技术团队是十几个人,尽管都有从业经验,但也面临一些现实困难。机器设备首先考验了这个团队。老厂房年深日久,设备操控精度差,技术参数达不到要求。如果说国外同行用的是“超跑”,他们拥有的设备就是“老爷车”。
“我们着手优化设备,多次试验,更换、添加传感器,改造关键零部件,让这些设备变得听话、顺手。”潘连胜说。
单晶硅制备,还要控制好尺寸。在晶圆刻蚀工序中,用单晶硅制造的硅电极伴随晶圆同步消耗,需要其尺寸大于晶圆。例如,要加工12英寸的晶圆,对应的刻蚀用单晶硅材料尺寸一般至少要14英寸。而出于降低成本的考虑,当芯片制程从28纳米向7纳米甚至5纳米前进时,先进制程所采用的主流晶圆尺寸却从8英寸向12英寸甚至更大尺寸增长,这也意味着刻蚀用单晶硅尺寸必须随之增长。