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北大校友中微半导体董事长尹志尧:呼吁更好的全球合作环境

2020-08-12

 

尹志尧

中微半导体董事长

北京大学化学系1978级硕士

尹志尧,中国科学技术大学化学物理系本科,北京大学化学系硕士,加利福尼亚大学洛杉矶分校物理化学博士。80年代开始,尹志尧在硅谷Intel公司、LAM研究所、应用材料公司等电浆蚀刻供职16年,曾发起硅谷中国工程师协会并担任主席。2004年1月,尹志尧和陈爱华、杜志游等十五名来自硅谷的半导体设备制造专家成立了中微半导体设备公司(AMEC),并担任公司董事长兼总裁。

芯片在中国火了。作为芯片产业基础的半导体设备产业在国内也迎来了黄金时代。作为首批登陆科创板的企业,中微半导体设备(上海)股份有限公司(以下简称中微)近期市值屡创新高。

近日,中微董事长兼CEO、17位创始人之一尹志尧博士公开表示:“我们感受到投资者的热情和对公司未来成长的期待,所以感觉压力山大,也因此一定要不断努力,不辜负投资者和国家的期望。”

尹志尧向福布斯中国表示:“传统企业的估值一般用市盈率、市净率或市销率三个指标,但对于高新技术企业而言这三个指标都不太适用。高科技公司的投资者,不是靠分红、而是靠公司强大的竞争力和高速的发展所支撑的股价的上涨来获取回报的。硅谷的经验显示,对于高科技公司而言,更大的投入再研发、使得公司高速发展,在股市上表现得更好,投资者通过减持来得到投资回报,已经成为常态。这也是中微高增长却不分红背后的利益分配逻辑。

“不同于芯片设计行业的轻资产特点,不同于面向C端用户以量取胜的芯片产品,半导体设备本来是一个投入巨大,要有长期耐心的产业。开发一个高端的半导体设备,往往要五年到七年的时间,要十亿元到二十亿元的开发成本。”尹志尧说。

为什么这样一个行业近来频频成为中美科技争执的焦点?半导体设备到底处于产业界什么地位?

“现在做一条月产5万片晶圆的生产线,需要多少投资呢?”尹志尧设问后继续说,“如果做5纳米的生产线就差不多需要100亿美元的投资。100亿的投资中大概70%的资金就是用于购置半导体设备。这样一条先进生产线中,大概需要十大类约3000多台设备。一个晶圆在3000台设备间要加工几百次到上千次,才能把芯片加工出来。所以,如果没有这3000多台设备,芯片根本就制造不出来。在十大类关键设备中,最重要的是光刻机、等离子体刻蚀机和薄膜设备。随着集成电路器件技术的发展和光刻机的波长限制,等离子体刻蚀机成为最大宗的设备,和薄膜设备一起担负将器件进一步缩小的重任。”

这样一个老百姓陌生的芯片制造生产场景,凝结了尹志尧大半生的心血。他1962年在中国科技大学期间开始就致力于化学反应动力学和反应器技术。从最初在国内石油化工行业研发反应器和催化剂,到之后在硅谷研发半导体等离子体刻蚀设备产品,尹志尧在反应器领域已工作了58年。继1984年获得美国加州大学洛杉矶分校物理化学博士后前往美国硅谷工作。在硅谷20年,尹志尧在英特尔、泛林科技和应用材料等全球领先的半导体企业先后任职。经过20年的持续努力,从英特尔中心研发部的工程师,到泛林的新产品开发主管,到担任应用材料公司总公司副总裁、等离子体刻蚀事业群总经理,尹志尧主导和参与开发的等离子体刻蚀设备,几乎占到了全世界的一半。尹志尧成为国际上几代等离子体刻蚀技术及设备的主要发明人和推动者之一。

2004年,尹志尧和16位同仁一起,从美国回到中国,在上海浦东创建了中微。从创立16年以来,中微的等离子体刻蚀设备已应用于国际先进的 14 纳米、7 纳米和 5 纳米生产线。

“5纳米是什么概念呢?那是相当于人的头发丝直径差不多一万三千分之一那么小的尺度。我们的设备就是在这样的尺度上进行雕刻。”

除了等离子体刻蚀设备,中微开发的大型 MOCVD 设备逐步替代进口设备。在国内蓝光氮化镓LED市场,中微占有率达80%以上,成为全球MOCVD设备领域的两强之一。十几年来,尹志尧带领中微团队开发出的刻蚀机和化学薄膜设备,在性能和性价比上都进入了国际前三强。

半导体设备行业的竞争非常激烈,高企的进入门槛使得整个产业最初只有不过几十家稍有竞争力的公司,而激烈的竞争导致目前全球仅剩为数不多的几家半导体设备制造企业。寡头垄断让后来者望而却步。根据SEMI数据,2017年中国大陆半导体设备销售额82.3亿美元,同比增长27%,约占全球的15%,预计2020年占比将超过20%,约170亿美元,但其中一半都是外国芯片大公司在中国投资的生产线所购买的设备,国内投资的本土生产线购买的设备也只占国际总市场的10%左右。貌似巨大的市场中,其实每一大类设备市场中都早已呈现寡头竞争格局,前两名厂商占据一半以上的市场份额。

在中微的主要产品线刻蚀设备方面,国际巨头泛林科技、东京电子和应用材料均实现了硅刻蚀、介质刻蚀、金属刻蚀的全覆盖,他们占据了全球干法刻蚀机市场的90%以上份额。即便如此,中微还是在介质刻蚀领域实现了突围,将产品打入台积电、联电、中芯国际等芯片生产商的40多条生产线,并实现了量产。

而在资本眼中,半导体设备行业并不是一个香饽饽。与互联网行业相比,它本身自带的高投入、长期投入的特征让资本望而却步。”

“更重要的一点是什么呢?”对于整个产业的核心竞争力,尹志尧提出了自己的观点:“做半导体设备,一定要提前很多年去对未来布局,一般需要提前7年。像我们现在所说的7纳米、14纳米的技术,不是今天说要明天就能造出来的,至少要提前六七年去设计,还需要好几亿人民币的前期投入。只有保持较高强度的前瞻研发投入,才能生存和发展。”

长期以来,中微每年的研发投入不到4亿人民币,已经占年销售相当大的比例。美国泛林和中微都是从事等离子体刻蚀和化学薄膜设备的公司,但泛林的规模和研发投入是中微的20到30倍。

在市场已被极少数国际大设备公司垄断的情况下,在生产线准入门槛极高的前提下,即便国产化替代机会当前,半导体设备的国产替代市场也是瞬息万变。特别是半导体设备的开发和进入量产,更需要大量的研发经费和资金支撑。

比肩半导体设备产业巨头的竞争激烈,不断要求设备提高输出量,降低价格,对新晋公司盈利有更大的挑战。

这林林总总的产业现实,也是为什么中微在上市一年后,尹志尧提出不分红,而把盈利全部投入开发新产品的原因。

资本市场应该如何对半导体设备公司进行估值?

尹志尧表示,传统的市净率,市盈率和市销率的估值方法已不适用高速发展的科创企业了。投资是要看发展前景的。一个正在上升的公司和一个在下降的公司,虽然有相同的销售或盈利,但投资的价值会完全不一样。尹志尧说:“对于科创企业,可以市销率作为基准值,再辅以各类校正因子,来估计企业的竞争力和发展前景。比如所在产业是否为有战略重要性、国家大力支持的朝阳产业、企业在这一产业的国内和国际地位、前三年的营销发展速度、研发投入占销售的比例、后三年的财务预测等, 将这些因子与市销率基准值相乘,便能得到一个校正后的市销率,以达到较为合理的估值。

他还说:“15年来中微通过全员持股方式,将管理层和员工的长远利益和公司的发展绑定,有效提高了技术人员和管理团队的忠诚度和凝聚力。最理想的是员工以劳动和创新创造的剩余价值的一部分,可转换为股权和期权,而无需像外部投资者一样用钱来购买股票。这就是中国古话说的,有钱出钱,有力出力。这样才能使员工的积极性得到最大的发挥。”

SEMI预计2020年半导体设备市场将增长20.7%,达到719亿美元,创历史新高。特别是5G、IoT、AI和大数据等下游产业技术的突破和发展,都将极大可能拉动半导体的需求。半导体设备产业向上拐点已经到来了吗?

“其实中微主要做的等离子刻蚀机与薄膜机,它们就好像剪窗花当中用到的红纸,画笔和剪刀一样。薄膜设备是制造红纸的,光刻机是画出花纹的,刻蚀机是用剪刀把不需要的部分剪掉的,三者缺一不可。现在2D芯片制造遇到了物理极限,很难再将芯片做小了,所以就采取3D芯片的设计思路,把存储单元堆叠起来,在这样的一个制造过程中,要用多层的薄膜和极高深宽比的等离子体刻蚀,才能制造出多层结构的存储原件。在逻辑器件到20纳米以下,由于光刻机波长的限制,要加工出14纳米或更小的微观结构,需要化学薄膜和等离子体刻蚀的组合拳-二重模板、以致四重模板的方法,从一个20纳米的结构,翻版到两个10纳米的结构,再翻版到四个5纳米的结构。在这样的技术发展趋势下,中微的两类主打设备产品—等离子体刻蚀设备和化学薄膜设备的需求量大大提高了,产品的市场也在快速成长。”尹志尧表示。

但半导体设备行业的一个天然产业瓶颈是规模相对较小。集成电路前段的全球设备市场只有500亿美元。它在数码产业倒金字塔的底部尖端,像一个基座,支撑着金字塔上方的芯片制造、电子系统和最上层的各种应用,如软件、网络、电商、传媒、大数据、AI和VR等年产值万亿美元的数码产业。加上国内投资芯片的设备市场仅占国际设备市场的10%,更不足以支撑中国设备公司发展。

 

制造芯片不是一个国家能独立完成的

“半导体设备产品必须打到外线去。”尹志尧说。

所谓“外线”就是指海外市场。不但要实现海外的销售,而且需要国际化的、完整的材料和零部件产业链。目前多数关键的材料和零部件要国际一流公司供应。

尹志尧说:“我现在就期望国际关系能尽快缓和下来。制造芯片不是一个国家能独立完成的。设备、材料、零部件等等都不是一家公司、一个国家单凭一己之力就能搞好的。一定要有全球化的分工合作,闭门造车对产业发展都是不现实的,对谁都没好处。”