人物 中国芯片刻蚀机第一人:77岁尹志尧12句话说透芯片制造

芯东西4月26日报道,上周二,新一期杨澜访谈录节目《逐风者》专访我国半导体设备产业的重要领军人物之一——尹志尧 。尹志尧现年77岁,在技术及产品的开发中获得过400多项各国专利,被评价为“硅谷最有成就的华人之一” 。至今,全世界超过一半的刻蚀设备都有他参与领导和开发的身影 。
从硅谷归国的他,人生经历颇有一些传奇色彩 。
尹志尧1944年出生于北京,18岁考入中科大化学物理系,24岁被分配至兰州炼油厂,36岁获北大化学系硕士学位,后赴美国加州洛杉矶分校攻读物理化学博士 。
2004年,他选择放弃美国百万年薪,带领着15人小团队,空手回祖国创办中微公司,专注于研发芯片制造不可或缺的刻蚀设备 。
作为几代等离子体刻蚀技术及设备的主要发明人和工业化应用的推动者之一,尹志尧曾帮助泛林半导体、应用材料成为等离子体刻蚀设备的领先公司 。但当中微做出自己的首个刻蚀机产品时,却被尹志尧的美国老东家告上法庭 。
因为怀疑中微拿了其商业机密,美国应用材料、科林半导体接连起诉中微专利侵权,面对国际设备巨头屡屡发难,中微却从容应对,不仅在每一场专利官司中从未败阵,而且进入了美国出口控制设备的白名单 。
经过十几年发展,如今,中微公司已是全球半导体刻蚀设备5大供应商之一,截至2020年年底已申请1755项专利 。其12英寸高端刻蚀设备已用于迄今最先进的5nm生产线上;其3nm刻蚀机Alpha原型机的设计、制造、测试及初步的工艺开发和评估也已完成 。
人物 中国芯片刻蚀机第一人:77岁尹志尧12句话说透芯片制造
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▲中微半导体设备(上海)股份有限公司董事长兼总经理尹志尧
在最新的访谈中,尹志尧不仅生动地介绍了光刻机、刻蚀机等设备如何像盖高楼、剪窗花一样应用于芯片制造,而且分享了他对芯片制造产业发展的深入见解 。
他提到投资一条5nm动辄花费100亿美元,其中约70%~80%用于采购各种设备,而研发高端芯片制造设备需要投入大量时间和资金 。例如全球光刻机老大过去20年花费约1500亿人民币,中微自身过去16年也花费了约20亿人民币 。
此外,据其观察,在芯片制造领域,大陆与国际先进水平间的差距在三代左右,约为5~10年 。由于华人对美国集成电路发展做出巨大贡献,他相信中国集成电路将来必然能达到世界最先进水平,但从近期来讲,必须认真对待人才培养、不对称竞争、资本过热等问题 。
同时,尹志尧认为,包括美国在内,没有任何一个国家仅凭一国之力就能做出芯片,他相信科技创新的生产力会逐渐促进各国之间的合作 。而想发展国际市场的公司,都应确保不涉及专利侵权、尊重各国出口规则,避免给国家添麻烦 。
我们对此次访谈的干货做了精编,内容如下:
一、近60年,人类微观加工能力已提升1万亿倍
从手机、电脑、家用电器到出门开车,人们的生活越来越离不开芯片 。如果在家里排查一番,多则能找出大概数百个芯片 。
据尹志尧分享,近60年来,随着数码时代、智能时代的发展,人类将微观器件面积缩小到原来的1万亿分之一,即微观加工能力已提升1万亿倍 。
“相当于200万栋五层的大楼,里面全是电子管,现在缩到一个指甲盖上去了,这是一个非常奇妙的革命 。”尹志尧说 。
而通过光刻机、薄膜机、等离子体刻蚀机的芯片制造设备的组合拳,尹志尧说:“(在一个米粒上)用手工刻,我见过最多的是不到300个字,我们现在可以在米粒上刻1亿个字 。”
二、芯片制造如同剪窗花,10000/1头发丝上能盖出五六十层的晶体管微观大楼
芯片制造流程包括切割晶圆、涂膜、光刻、刻蚀、掺杂、测试等等 。其中,光刻技术、刻蚀技术、薄膜沉积为主要生产技术 。
光刻技术是一种将图纸上的芯片电路设计通过类似照片冲印的技术印制到硅片上的技术,而刻蚀技术主要用于在芯片上进行微观雕刻 。
每个线条和深孔的加工精度,如同在人的头发丝直径的几千万分之一甚至上万分之一的面积上,进行有50~60层大楼的“微观世界”的建设 。
尹志尧将建设其中的每一层,比作剪窗花 。剪窗花需要一张红纸,然后用笔来描图,再用剪刀将不需要的部分剪掉,就做出来这一层的结构了 。
光刻机、薄膜机、等离子体刻蚀机正是做类似的事情 。薄膜机铺一层材料,就如剪窗花要有一张红纸,然后光刻机在上面画各种花纹,等离子体刻蚀机将不要的东西刻掉 。三步缺一不可 。

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