[原创] 蔡南雄：关于打造集成电路设备共享生产平台的建议

[原创] 蔡南雄：关于打造集成电路设备共享生产平台的建议

集成电路是各种自动化或智能化产品最核心的器件，要成为强国,必须要能自由不受管控地得到所要的各种集成电路已经众所周知毋庸赘述。

中国集成电路产业商业化起步比世界先进同业晚了将近三十年，关键技术和产品的交流和取得又都一直受到先进地区的严格管控，因此影响产业技术层次和生产规模的发展。为改变这一状况，必须建立整个产业链所有环节独立自主的能力，全方位迎头赶上,并驾齐驱。由于产业链的环节多而且复杂，本文先只讨论如何完成上述课题中集成块的生产设备环节。

中国发展集成电路生产设备产业的优势和短板

1、庞大的国内市场需求规模：制造商业化必须有足够的市场支撑。我国是世界上最大的资讯产品生产国，也是最大的集成块进口国，去年进口了大约二千亿美元的集成块，未来还要增加。减少巨额外汇流失，迫切需要有独立自主生产大量集成块的能力，这为国内设备企业提供了庞大的市场保证；

2、长期积累的生产设备技术基础：国内很早就进行建立能独立自主的集成电路产业，成立了很多生产设备的研发和生产单位。这些单位的产品合起来，覆盖生产集成块所有主要功能和各种大小尺寸, 也积累了多年的技术经验，是未来发展的基础；

3、完整的周边配套支撑功能：发展设备业离不开精密的机械加工和材料、各种零组件、测试和软件开发等的支撑。中国有发达的制造业和资訊业,有能力提供必要的支持。

1. 国内生产设备商业化起步晚规模小：设备是集成块生产企业经营效益的根本，因此集成块生产企业对采购生产设备的决定非常慎重。国内生产设备商业化起步比世界先进同业晚了二、三十年，因此规模小很多，缺乏商誉和过往记录，不容易得到集成块生产企业的青睐，因此销售量少，很难有积累商誉的商业化的量产机会，造成恶性循环，从业者也因此缺乏信心；

2.先进同业的竞争：一旦国内设备公司有产品受到客户青睐，业界久有商誉的同业就以各种优惠条件影响客户采购的决定，最终选择放弃使用国内的产品；

3.先进地区的管制：我国厂商对关键零组件和技术的交流和取得受到先进地区的严格管控，影响产业技术层次和生产规模的发展，进步难以和外界同步。

这些短板使国内生产设备企业商业化进步缓慢，从业者有志难伸。现在很幸运的是，目前世界上发生的两件看似不相干的事情，如果能好好掌握利用，可以给中国集成电路产业后发先至的好机会。

首先，全球生产集成块的生产设备最近一年多来严重缺货,包括中小尺寸。这种大小尺寸一视同仁缺货的事实，证明集成电路产业不应存在所谓大尺寸排挤小尺寸，先进生产技术排挤成熟生产技术的误解,事实是不论尺寸大小都同样有需求。这给我国从小尺寸到大尺寸厚积多年的集成电路生产设备技术研发、生产的经验和成果，有重新集结整编再发挥的机会。

其次，我国致力于在全球开发中地区基础建设的一带一路倡议的顺利实现，将在目前全球约三十亿集成电路使用人口的市场上，再逐渐增加约四十亿的新市场。这再加上产品升级和新应用创造的新需求，是未来国内集成电路生产设备产业厚积多年后薄发的保证。

本文把握这两个机会，提出集成电路设备共享生产平台倡议，发挥有利条件克服短板，打造一个新的、具有中国特色的集成电路生产设备产业。

本倡议是把国内设备生产企业，及全下游的集成块生产企业的研究、开发、和生产都安排在同一集成块量产工厂中一起进行，共享资源和关键数据，以促进两者更快速成长。

1.筹集资金，组织一批国内精通晶圆生产管理人才，选择一套比较通用的集成块生产工艺为样板,建一座有经济规模商业化的晶圆代工厂；

2．工厂保留相当的空间,供设备企业未来开发新设备时弹性使用；

3.厂内布置的设备、材料、生产工艺以国产的为原则，国产还没有的才以海外成熟的设备择优补足，组成一条完整的晶圆代工生产线；

4.国产设备旁边必须择优伴以外购来相同功能的成熟设备，未来并肩平行执行相同的量产任务，以互相参照，并且保证量产的顺利进行。

1．集成电路设备共享生产平台的经营方式 ：

在集成块生产流片时，国内设备企业的新设备和外购的成熟设备并肩平行拆批(split)执行相同的量产任务，分别收集和积累各种重要参数的量产记录，比较后彼此截长补短，做必要的细部优化以提高设备的性能,以改进集成块的量产效益为导向；

同时，国内设备企业如果有潜在客户需要做客户端现场试用评估（beta-site verification）时，可以就在生产线上量产的状况下展示给客户评估,对于客户满意的机台必要时可以拆下销售,生产线再补充新机台；

2．集成电路设备共享生产平台对设备企业的意义：

这样的安排，国内设备企业一方面可以同时集体优化多台设备,得到大量有关自家设备量产的第一手资料，可以很快地积累过往记录和商誉，产品完善的进程将成倍加快；另一方面又可以让客户在量产现场评估目标设备,即减少在客户端评估单独机台的折腾,又得到更真实、丰富的资料，不但有助于客户采购的正面决定，彼此又都节省很多时间和费用。

3. 集成电路设备平台对晶圆代工经营者的意义 ：

对晶圆代工经营者而言，国内设备企业为了展示设备的优越性以争取商誉，必然更用心做好优化和维护工作。而且设备企业的现场应用工程师（field application engineer, FAE）正好可以代替代工厂设备工程师(equipment engineer, EE)大部分的工作，为代工厂节省相当部分的人工成本，FAE也可以亲身取得丰富完整的设备的量产数据，有助于现在产品的加速优化，和未来产品的研究开发。

4.倡议落实的挑战：

集成电路设备共享生产平台是分析现在全球集成电路产业的状况，和中国产业的特殊条件得到的结论为依据，构思出来的新生事物。像所有新生事物一样，落实的过程中一定有很多之前所未经验过的细节必须理顺，挑战必须克服，当然都有一定的困难甚至风险，不过这也正是迈向创新和进步过程中的乐趣！

中国是世界上唯一具有将近一千万平方公里可以挥洒的国土，大约十三亿人口的消费市场，更是政治上完整统一的国家。这样的条件和体量使中国的各项产业政策必然，也必须，和其他国家截然不同而具有中国特色。

世界集成电路产业以大约半世纪的时间，和大约三十亿使用人口的市场（其中中国大概占了一半），由零成长到目前超过三千亿美元的销售规模。中国因为历史的原因，中途才加入这产业商业化的行列，以至于贡献了约百分之六十的市场，只得到了不到百分之十（不含先进大企业在国内的部分）的销售份额。

如今中国引领的全球基础建设将再带动另外大约四十亿使用人口的新市场。这个新市场的规模完全可以让中国发展出另外一套独立自主的集成电路产业体系，分享更合乎体量的销售份额。

本文集成电路设备共享生产平台的倡议希望可以激发大家对建立这一套新体系的思考。

作者简介

蔡南雄博士曾经在美国矽谷Intel和Fairchild担任IC工艺开发工程师。从1983年起，蔡博士先后合伙创办了台湾茂矽电子公司、江苏无锡华晶上华半导体公司、台湾合晶材料有限公司、浙江宁波中纬集成电路以及长沙创芯集成电路有限公司，负责各项专业工作，以及担任总经理和董事长职务；也曾担任过香港华智半导体公司、台湾茂德电子公司、上海宏力半导体公司、及上海北车永电电子科技有限公司总经理。

蔡博士曾经直接参与五座IC生产工厂及一座矽片生产工厂的兴建。并且从事Memory、Logic、IGBT等产品和生产工艺的研究开发、工厂管理和产品销售等企业管理工作。在国际交流方面，蔡博士曾经亲自执行技术移转给台湾/日本/韩国合作伙伴，也曾经从德国/日本/美国合作伙伴接受技术移转。

蔡博士曾获得台湾新竹交通大学杰出校友及台湾十大杰出工程师的荣誉。蔡博士亦曾任职多间港台上市公司高层，包括台湾茂矽电子（台湾上市）、台湾茂德科技（台湾上市）、上海宏力半导体厂（香港上市）、宁波中纬、长沙创芯集成电路、台湾合晶材料有限公司（台湾上市）、北车永电。

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