本期被访嘉宾来自求是缘半导体联盟会员企业:新美光(苏州)半导体科技有限公司创始人夏秋良。 夏秋良先后服务于不同的外资半导体头部公司,担任技术开发工作多年。2013年创立了苏州新美光纳米科技有限公司(现更名为新美光(苏州)半导体科技有限公司,简称“新美光”)。2020年5月夏总带领团队实现单晶硅部件上游材料的自主可控,采用MCZ技术成功生长出中国第一根直径450mm、长度超过一米的高品质超大尺寸半导体级单晶硅棒,目前已批量出口海外。2020年12月展开关键卡脖子零部件碳化硅部件的研发,从设备自制到材料生长,引进海外产业化专家团队,产品性能达到国内先进水平。夏秋良历经外资成熟平台公司的培养和自主创业的淬炼,对产业的发展有深刻的理解,对人才梯队的搭建培养和跨文化团队管理融合有丰富的实战经验,欢迎您与我们一起来听夏秋良的精彩分享。求是缘:您能否为我们介绍一下:在Fab前道工艺中,哪些设备会使用到单晶硅部件?工艺设备的使用场景对硅部件有哪些严苛的要求?夏秋良:在半导体芯片的制作中,普遍采用硅片作为衬底材料,这是因为硅片具备高纯度、电气特性易于调控以及良好的加工性能等特点。与传统的陶瓷部件相比,高纯度的单晶硅部件展现出更高的纯度、可控的金属离子含量以及适合大规模生产的特性。常见的高纯度单晶硅部件包括硅环、硅电极、接地环等,大约有四到五种类型。
接下来,我们将详细探讨硅部件在等离子刻蚀工艺中的应用:在芯片生产流程中,作为前端工艺设备的Fab,尤其是12英寸的等离子刻蚀设备(CCP),其运行依赖于大量电子级、超高纯度的单晶硅零部件。这是为了确保在刻蚀过程中不会引入金属杂质等,从而避免污染问题的发生。
从Fab的投资构成比例来分析,对于一座28纳米工艺的Fab,其总投资中约有80%用于设备购置。在这部分设备投资中,光刻设备的投资占比约为30%,而干法刻蚀设备的投资占比约为20%。在DRAM生产过程中,干法刻蚀设备的投资比例大约为22%,而在FLASH生产中,这一比例则上升至大约44%。在存储晶圆的Fab中,刻蚀工序需要完成超过一两百层的深孔刻蚀任务,这一要求是常规刻蚀机所无法满足的,因此需要采用具有更高射频电源功率的深孔CCP等离子刻蚀机,进而蚀刻速率增加,对零部件的消耗更大,因此存储Fab对硅部件的需求量随之增加。所以,前端工艺的Fab客户基于对高纯度、金属离子杂质控制以及电气特性可调节性的需求选择使用硅部件,主要的应用场景包括:逻辑及存储晶圆厂的等离子刻蚀CCP工序,以及部分功率及模拟芯片Fab和刻蚀设备的原始设备制造商(OEM客户)。求是缘:作为Fab前道工艺设备的配套部件系统,半导体设备电气系统及互联接部件具体包括哪些产品类型?作为配套的系统部件,它们的难点壁垒分别体现在哪些方面?夏秋良:作为半导体设备的配套,电气系统和互联接部件直接连接着复杂的、价值昂贵的半导体前道设备,任何故障或失误都可能导致主设备机台的损坏。因此,工艺设备制造商对电气系统和互联接部件的品质要求极为严格,对其故障容忍度极低。半导体设备制造商在选择相应供应商时极为慎重,供应商必须凭借长期稳定的高品质产品、及时专业的服务响应来赢得客户信赖。 1.公司研发团队实力强大,产品质量控制体系坚固。已成长为半导体前道设备相关领域的隐形冠军、断档龙头,并在行业内建立了良好的声誉。
2.生产运营管理能力稳健。电气系统和互联接部件作为高度定制化产品,拥有数千种型号。它们的特点是多品种、小批量、高要求。如果生产运营管理水平不足,将难以确保不同批次产品的稳定性和一致性。
3.公司团队在半导体前道设备电气系统和互联接部件领域有着多年的深耕,并与多家顶尖半导体设备客户建立了长期稳定的合作关系。拥有优质的设备制造商客户资源,这为与设备制造商的深入沟通提供了更多机会。
我们围绕主要设备制造商的使用场景和需求,为半导体前道复杂设备提供了电气系统一体化解决方案。
求是缘:您如何看待当下复杂的全球产业环境对零部件市场发展的影响?对于中国零部件厂商而言,面临的机遇和风险分别是什么?夏秋良:直言不讳地说,近年来产业环境的变动和地缘政治问题对整个半导体行业的影响深远,尤其是对设备制造商和Fab用户的供应链稳定性造成了严重打击。供应链中断对于我们的下游设备客户和Fab用户来说,无疑是一种煎熬。然而,对于零部件制造商而言,这却意味着一个更加广阔且明确的市场机遇。我们获得了更多的产品导入和验证机会,同时也为我们的产品迭代和提升提供了宝贵的机遇。对于零部件制造商来说,虽然我们迎来了产业导入的黄金窗口期,但是挑战也是无处不在的。我们需要集中精力开发先进工艺,推动工艺稳定性,确保产品从研发到量产的平稳过渡,并成功克服良率提升的难关,在这一连串的过程中,我们已经投入了大量的资金和研发资源。我相信许多正处于创业阶段的半导体零部件行业同仁都有类似的感受:零部件赛道国产替代如火如荼,市场机会并不少;但行业也正在进入深水区,甚至无人区,继续前进面临巨大的挑战。设备零部件的企业既要顺利验证导入产品,又要稳定工艺提高量产良率,还要与客户一起研发迭代,可以说机遇与挑战并存。求是缘:新美光团队目前所在的刻蚀用单晶硅部件和半导体设备电气系统和互联接部件市场的市场规模和竞争格局如何?夏秋良:刻蚀用单晶硅部件与半导体设备电气系统和互联接部件构成我们公司的两大核心业务产品线。由于这两类产品差异显著,我们来分别探讨它们各自的市场规模和竞争状况。首先,刻蚀用单晶硅部件(含碳化硅部件)全球市场规模约200至300亿元人民币。目前刻蚀用硅部件国产化率很低,且集中在中低端,而在高端硅部件领域我们主要依赖国外友商的供应。硅部件行业的竞争态势可以用“卷”来形容,然而,在高端硅部件这一细分市场中,竞争并不激烈,原因在于技术难度极高。深孔刻蚀工艺对硅部件材料和加工的要求极为严苛,不仅要求其在性能和品质上没有短板,还要求其具有更强的耐受性和更长的使用寿命。目前,新美光是国内首批在高端深孔刻蚀用硅部件领域从材料和微纳加工都通过验证并批量供应的国产厂商。我们的硅部件所使用的单晶硅材料采用了超导磁场MCZ技术进行生产,具有高良率和较长使用寿命的优势,能够有效帮助客户降低成本。
其次,半导体前道设备电气系统和互联接部件的国内市场需求总额约有50亿元。在这个细分市场中,公司的市场份额和品牌声誉已名列前茅。我们将继续提升产品的附加值和技术含量,以维持在该细分市场中的产品竞争力。求是缘:新美光团队从最早的单晶硅部件创业,后来又进入电气系统和互联接部件领域,为何会有这样的产品及市场布局考量?未来还会有怎样的新产品、新市场布局规划?夏秋良:半导体零部件领域呈现出高度分散的特点,涉及的产品种类繁多,覆盖的材料种类杂乱,整体市场结构极为碎片化。新美光团队在创业初期为了掌握核心竞争力,我们下定决心必须掌握大尺寸单晶硅棒长晶这一关键工艺。因此,我们投入了大量资金和研发资源,并对进口设备进行改造,突破了核心长晶工艺——超导磁场MCZ法的壁垒,最终实现了从单晶硅棒(原料研发生产)到硅部件(设计加工生产)的全流程自主可控。至于布局电气系统和互联接部件领域,尽管该产品形态与硅部件在表面上看似相去甚远,但它们都是服务于Fab前端主流工艺设备的配套产品,目标客户群部分重叠。而且,电气系统和互联接部件与硅部件一样,都需要满足客户对品质稳定性和批次一致性的严苛要求。
展望未来,我们计划继续围绕半导体设备深入挖掘更多零部件的潜在机会,期望能够拓展更多产品类别,将新美光打造成为一家综合性的平台型零部件企业。求是缘:新美光团队所处的两大赛道:硅部件、电气系统和互联接部件,已有多家不同规模的海内外竞争对手环伺四周。作为创业团队,您认为能支撑新美光团队的脱颖而出的竞争力基础和特色优势是什么?夏秋良:在行业内部,各友商都有各自不同的竞争力底色,新美光基于自身团队的基因文化探索出一条独具新美光特色的发展之路,我们的竞争力基础和优势提炼如下:首先,我们的竞争力战略布局稳固。在确定投身硅部件领域之后,我们克服重重困难,从硅棒材料加工入手,解决了原材料的问题。我们不仅拥有国内独一无二的材料优势,还积累了超过十年的微纳工艺加工能力。因此,当竞争对手在低端市场进行价格竞争时,我们逐步占据了中高端硅部件市场的位置。新美光的技术优势之一,长晶工艺的MCZ(超导磁场法)的关键技术在于,我们对炉内热场和晶体生长控制的磁场设计有着深入的研究。采用MCZ法生产的硅棒具有更低的含氧量,更少的空穴,更高的良率。在碳化硅部件领域,我们的做法亦是如此,我们从源头上游开始,突破了原材料开发。在碳化硅部件开发之初,甚至连合适的碳化硅部件生长炉都难以购得,我们从自研碳化硅生长炉开始,逐步实现了碳化硅部件的技术突破。其次,我们的电气系统和互联接部件业务布局稳健。公司团队拥有数十年的行业积累,不仅建立了坚实的定制开发及生产加工能力,赢得了国内外顶尖半导体前道工艺设备制造商的信赖。 求是缘:作为一家高科技领域的创业型公司,我们看到新美光的团队背景非常多元化:既有国内传统的科研院所科学家团队,也有来自海外不同国家的专家团队。我们想请您分享一下:您在跨文化团队管理、融合这方面的宝贵经验和心得体会。夏秋良:在我创业之前,我曾在一家美资半导体公司任职,因此我习惯了跨文化的工作环境,长期在这样的环境中工作,也让我对国际化交流有了更深的理解。无论是之前在外资企业工作,还是现在自己创业,我认为有些原则是普遍适用的。首先,充分沟通。我们鼓励团队成员积极表达自己的想法,只有坦诚的交流,才能实现有效沟通。其次,彼此尊重。团队中每个成员都有其独特的专业技能,我们应该给予他们足够的空间来发挥。最后,相互包容。在一个跨国家、跨地区的中型公司中,不同的工种和背景必然带来思维和工作习惯上的差异。我出身技术背景,能够与技术团队有效沟通,理解他们的想法和工作方式。同时,创业的经历也让我心态更加开放,能够与不同部门的同事保持同步。对于许多中国公司来说,未来很可能考虑国际扩张。但管理跨文化的海外团队是一个挑战,我仍在探索如何做好这一点。我一直坚持尊重、包容和信任的原则,尝试“当地人管理当地人”的模式,以最大限度地团结当地团队。求是缘:作为求是缘半导体联盟会员单位,您如何看待会员单位与联盟之间的关系?您认为联盟应该在哪些方面继续提升优化,更好地服务产业会员?夏秋良:我是在2024年11月联盟在苏州举办的年会上才刚刚加入求是缘半导体联盟,对联盟的了解还不够深入。但在年会期间,我有机会与多位来自晶圆厂和设备企业的会员进行了交流,已经初步体会到了联盟在半导体行业内深厚的资源和良好的互动效果。求是缘半导体联盟作为一个非盈利性质的联盟,我对那些长期在联盟中无私奉献的志愿者深感敬意。然而,从商业运营的角度考虑,联盟是否也应该思考如何适度增加收入,以便更加高效地维持运营?同时,我还建议求是缘半导体联盟可以与其他大型半导体产业平台建立合作关系,这样可以促进不同组织之间的资源对接和会员互动。“危”和“机”总是同生并存,克服了危即是机。难得是如何从眼前的危机、困难中捕捉和创造机遇,真正实现危中寻机、化危为机。正如被访嘉宾所言,半导体产业的“断链”,于我们产业人而言,既是风险,也是机遇。断链于产业而言是危局,总会有痛苦煎熬相伴;但同时也蕴藏新机遇,反而加速推动我国半导体产业能力水平优化升级。这场产业“断链-再重建”的变局过程,也是“危→机”相互转换的过程。我们的产业人既要立足当前捕捉机遇、创造机遇,获得样品验证和产品迭代的宝贵机会;又要放眼长远、尊重人才、尊重知识产权,以持续的研发投入和技术创新来构筑能力护城河,最终还是以市场化的手段在半导体产业周期沉浮中实现优胜劣汰。唯有时刻保持危机意识,认清半导体产业周期属性、尊重产业发展规律,我们才有望在危机中育新机,于变局中开新局。我们的半导体产业发展水平才有望从量变转化为质变,再跃升至更高、更健康的水准线。感谢联盟苏州联络处志愿者:朱凤鸣、投融资部志愿者常乐参与本次采访交流。
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求是缘半导体联盟是一个跨学科的全球化非营利性组织,以促进半导体产业合作和知识共享为愿景。联盟成立于2015年11月,主要由浙江大学校友发起,同时有其他高校校友参与,总部位于上海。联盟致力于为半导体和相关行业单位提供技术、资金、人才、运营管理、创新创业等方面的交流合作和咨询服务平台,从而助力全球、特别是中国的半导体及相关产业发展。
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