本期话题：
00:30 迎难而上！助力打破核心零部件技术垄断
05:34 披荆斩棘！做国产自主研发路上的“孤勇者”
11:51 让自主研发引领国产替代浪潮
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迎难而上！助力打破核心零部件技术垄断
幻实（主播）:
这里是芯片揭秘，我是主播幻实，本期我们邀请到了一位半导体工艺领域的资深专家，他不仅是一位海归，同时在薄膜技术领域也有资深经验，身上背负了30多项国内外专利，他就是原磊纳米的总经理郑锦，请郑总和大家打个招呼。
郑锦（嘉宾）:
大家好，我是原磊纳米的总经理郑锦。
芯片揭秘主播 幻实（右）对话
原磊纳米总经理 郑锦（左）
幻实（主播）:
郑总在薄膜工艺上应该从事了有二三十年的时间了，之前也都是在国际上非常知名的大公司担任重要的管理岗位或技术岗位，为什么后来选择回国创业呢？
郑锦（嘉宾）:
大概在2009年的时候，第一款纯中国的设备在在先进制程的fab里跑工艺、跑制程，因为这么多年来，我们一直在给国外的公司打工，所以当时我们的激动无法用语言来表达。2001年底，我加入了应用材料公司，在那个时候，fab里的设备基本上都来自于西方国家，甚至韩国、台湾的都偏少。所以当看到中国的设备在国际崭露头角，我在感动的同时，也在想为什么我们自己不可以制造这种设备呢？一个fab最开始的时候，设备端的采购是重头，很多fab制造、芯片制造的前10年，由于设备折旧，所以基本上是在为芯片设备的供应商打工。
幻实（主播）:
所以前10年晶圆制造厂都赚不到钱，但设备厂就先把设备款收走了。
郑锦（嘉宾）:
没错，近年来中美关系恶化以后，西方垄断的一些设备厂商的很多设备都已经开始断供，可能设备放进去了，但不帮我们安装，因此依旧无法使用。
幻实（主播）:
我们买了一套设备，里面少发两个零部件，最后还是装不上。
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郑锦（嘉宾）:
是的，还有在软件控制方面，比如我们想让气体流大一点，浓度增加一点，也无法实现自主控制。
幻实（主播）:
也就是说虽然我们付了全款，但还是无法自由使用这台设备，其实这就是技术对我们的限制。
郑锦（嘉宾）:
因为那个时候的我们，所有的设备和材料，甚至人员都从国外引进，因此，中国在芯片制造领域仍然无法实现自主可控。到了2014年，我们得到消息，中国计划进行半导体领域的深入长期投入，并且成立了国家大基金，每年都会投入1,000亿人民币。我们都知道这个行业是一个技术门槛比较高，资金、人才都比较密集的行业，所以，到国外学习发展半导体行业都是由国家领头。
幻实（主播）:
这样的研发太烧钱了。
郑锦（嘉宾）:
没错，另外，西方国家半导体的发展初期都是围绕国家的国防部展开的。国防部的项目或者是联盟的项目交给研究所后，在芯片研发的过程中就会诞生很多供应链，包括设备，这样就慢慢地把产业带动起来了。
幻实（主播）:
由此可见，半导体领域一直都是一个和国家安全军事建设密不可分的行业。
2022-2025前后道设备增长态势及预测
（数据来源：SEMI，国金证券研究所）
郑锦（嘉宾）:
是的，因为导弹的反应速度、国防里天眼的布防、卫星等都需要用到芯片，有的芯片甚至几百万美金都买不到一片。所以我认为我们国家的芯片发展，从2014年的国家战略开始布局是非常明智的一步棋。
虽然我们错过了2008年的次贷危机，但塞翁失马，焉知非福？也是从那会开始，我萌生了回国做事的念头，毕竟在国外的公司工作了十几年，积累的经验可以帮助国内团队打好基础。先消化吸收，然后再“穿针引线”，这一路的感受还不错，我们的早期技术和更早一批像尹志尧先生一样的产业报国的前辈相比，各方面的条件已经好很多了，他们那个时候可以说没有一点产业基础。
幻实（主播）:
所以随着时代的变更，我们的产业基础变得更好了，大家对半导体的认知也比当年要好很多。
郑锦（嘉宾）:
是的，再加上国家的实力，我们抱着和命运赌一把的决心，经历一年时间，在2019年底就把原型机打造出来了，从设备开发角度来看，整个过程还是比较顺利。可设备生产出来之后，我们没钱买测量设备，于是就送到复旦大学进行测试，好在结果非常好，这也给了我们很大的信心。
然而，到了2020年，疫情爆发，整个设备包括客户端我们都进不去，设备也被分成了客户的一些打样样片送进去，我们没办法去做。后来好在考虑到我们国家缺这款设备，学校给我们开了绿灯。与此同时，2020年中美关系进一步恶化，也让我们更加知道国家在哪个领域处于弱势。
幻实（主播）:
应该也让大家知道了到底哪里应该去投资。
郑锦（嘉宾）:
是的，这样一来，也就出现了一个好的转机，全社会开始关注我们，包括中微半导体、北方华创、华为等企业都带着技术团队来和我们联系交流。我们只做两款先进制成镀膜设备，分别应用于两个环节，都在前端，一个是ALD镀膜，另一个是选择性硅锗外延(SiGe)。
披荆斩棘！做国产自主研发路上的“孤勇者”
幻实（主播）:
据我所知，很多公司也都在做薄膜设备，所以这个赛道相对而言感觉还是有点“卷”，那面对这样的局面，原磊有什么独特打法吗？您怎么看现在很多国企、央企都开始涉猎薄膜设备领域的现状呢？
郑锦（嘉宾）:
确实越来越多的人开始关注半导体行业，目前而言，镀膜和刻蚀设备除了光刻机以外，其他都没有被卡脖子。2016年，北方华创就开始国家02专项的ALD设备开发项目，到2018年设备面世。而在今天的先进制程里，我们还是看不到北方华创的影子，可想而知它的难度有多大，所以这么多同行被吸引进来，这对原磊而言是好事，因为有了可以一起往前走的伙伴。
全球三大类薄膜沉积设备厂商占比
（数据来源：SEMI，东北证券）
一个私营的小企业不可能做黄埔军校，为同行培养人才，但我们比他们早几年创建公司，因此可以传递给他们一些知识，同时我们碰到一些技术难点，他们势必也将碰到，我们走在前面把一些“地基”夯实实，后来的企业在走的时候也能更加稳当。中国半导体的未来将会是高屋建瓴，我们这代人也是在前一代人的打造的地基上搭好台柱子。
目前来看，做低端设备的人太多，高端设备却做不出来，甚至我们通过上市公司、大型国有芯片生长企业还是看不到它的影子，那就证明没有“推”进去，所以，有些问题还是需要沉下心来，慢慢去攻克。
幻实（主播）:
这里我想问问您，为什么在回国创业的时候不先选择简单的机台入手，反而一上来就做这么有难度的产品，有没有担心过这个选择不适合刚起步的公司呢？
原磊ALD设备产品线布局（图源：原磊纳米官网）
郑锦（嘉宾）:
我本来一直在应材任职，Picosun也算是做ALD的鼻祖，所以，当爬过“珠穆朗玛峰”之后，再去爬别的小山就没什么挑战性了，而且做的也是自己比较熟悉的东西，还恰逢这么一个大好的环境。
从2020年开始，我觉得机会来了，我们有技术、有社会关注度、有资金支持，所以，只要大家一起坚持走下来，十年磨一剑，我们一定能超越一些大的国际品牌厂商，在单个产品上绝对没问题，因为我们本来就有经验，甚至了解他们的缺陷，再加上我们自己的想法和创新，就比如我们自己研发制造的门阀，我个人认为就已经超越世界上最大的厂商了。
原磊纳米定制型产品——门阀（图源：原磊纳米官网）
幻实（主播）:
你们的精密部件也是有独立团队去做的吗？
郑锦（嘉宾）:
是的，我们有独立的团队去做独立的设计。
幻实（主播）:
这样的小部件可能国内做不好，所以，归根结底还是因为我们没有好的供应商。
郑锦（嘉宾）:
我们在被卡脖子的同时，国外的供应商每年都在涨价，交货期也无法保障。其实，我们自己完全可以做，而且我们有行业标准，现在只是没有力气做，后面我们出现内卷的情况后，还是想着做一个自我保护，所以我们围绕这个设备打造了一个小生态，量不大，但是自己够用，并且我们已经在国内外申请专利保护了。
幻实（主播）:
能不能给我们解释一下High-k 、Low-k意味着怎样的一个技术难度？
郑锦（嘉宾）:
我们的ALD从光电化合物开始做起，如今，我们已经有一台设备瞄准的方向就是High-k材料以及Low-k材料，应用于金属栅极以及一些3d的memory，因为结岩层氧化硅的k值比较高，可以结岩，比它k值还高的是三倍左右的氧化铝，更高的是氧化钪、氧化锆。这种材料相对于重金属，它的语言前驱体的proposal控制，以及在腔体里如何保证它一直有活性，一直保持流动都是难点。
ALD本身是化学饱和吸附反应，怎么去吸附？怎么保证一致性？也就是说用什么方法让每一个cycle都能保证它是原子生长，还有就是LK材料的ALD原子生长技术难题，我们有纯金属材料，比如说金属钌（Ru）还有金属钴(Co)，在ALD基础上又延伸出MALD（分子原子层沉积）。在美国可能又称为叫FCVD。
幻实（主播）:
这个国内应该没有企业在做。
郑锦（嘉宾）:
是的，只有应材在做，这个机台目前已经被国外垄断，并且已经断供，所以在先进制成里，我们和国内其他公司在一起在做研发，三个月就把设备开发出来了。
幻实（主播）:
听起来我们都参与了一些非常神秘的高精尖项目。
郑锦（嘉宾）:
是的，买不到那我们就自己琢磨自己研究。
幻实（主播）:
专心把产品打磨好，我相信早晚有一天，我们会被行业的大客户发现，并且认可我们。
郑锦（嘉宾）:
是的，因为我们本身缺少政治资源，所以我觉得没有国家大项目，也不是什么坏事，我们可以专心做研发。今年已经是我们自主研发的第六年了，我们的目标是把产品研发出来，并得到客户认可，为行业和客户创造不同的价值，我觉得今年我们会迎来一个新的转折点。
虽然大家都知道先进制程没有政治资源或大的背景，很难推进到大的fab里，但不管如何，六年时间创造出来的价值我认为无法用价格来衡量。通常有资源肯定从上层开始，我们反其道而行之，从下层入手，让他们的科学家使用我们的产品，感受我们带来的一些价值，长此以往，我相信一定会有突破。
让自主研发引领国产替代浪潮
幻实（主播）:
历久弥新，有竞争力的团队永远都是大家所期待的，其实，您代表了一群非常特别的人，明明可以在大厂任高级金领，却决心回国从一点一滴开始搭建团队，用有限的资金走到今天。那借这个机会，您有没有什么想对外呼吁或号召的？
郑锦（嘉宾）:
我认为整个半导体全产业链都做的话，在别的国家这件事也许比较困难，但在工程师众多的中国，我觉得很有可能实现，因为在西方这是夕阳产业，而在中国是朝阳产业。
幻实（主播）:
我们人员的素质水平也都显示了我们具备这样的基础。
2013-2022年半导体设备国产化率折线统计
（数据来源：SEMI、电子专用设备协会）
郑锦（嘉宾）:
是的，我就是工程师出身，所以我认为除非人家把专利放弃了，否则还是不要去抄，纯粹的抄是在丢国家的脸面，我们面对国外同行的时候也会底气全无。科学没有边界，我们要在研究、理解的基础上能自主创新。
幻实（主播）:
没错，我们要有底气去真正做到源头创新，而不要老是“拿来主义”。
郑锦（嘉宾）:
没错，“拿来”的时代已经过了，我们这代人回国的目的就是要让我们国家的半导体产业领域有创新、有差异化。
幻实（主播）:
谢谢郑总的分享，尤其是最后一段话给我的感触非常深，如果越来越多像您这样的人回国，引领国内不同的细分赛道去发展，我相信半导体全产业链在中国实现国产化自主可控只是时间问题。
郑锦（嘉宾）:
这条路接下来的接力棒就要交到90后、00后，甚至未来的10后手中了，让他们在我们搭建的台柱子上再高屋建瓴，让半导体行业在中国继续创造奇迹与辉煌，我也非常期待那一天的到来。
薄膜沉积工艺是半导体制造中的关键工艺。据Maximize Market Research预计，全球半导体薄膜沉积设备2025年市场规模可达340亿美元。此外，对于薄膜沉积来说，其市场规模也将随着工艺制程的进步而增长，制程越先进，所需要的薄膜层数越来越多，这就意味着对沉积设备的需求量增长。
用数据来说话，从90nm到了3nm之后，薄膜沉积工艺就从原来的40道左右飙升至100道。尤其像存储芯片结构从2D Nand发展到3D Nand，结构变得复杂化后，对于薄膜沉积设备更是利好。预计到2025年，全球薄膜沉积设备市场有望接近300亿美元。
对于这样一个百亿美元级别的市场，薄膜沉积国内玩家和国外巨头的差距肉眼可见，据数据显示，目前国内薄膜沉积设备的国产化率仅有8%不到，主要依赖进口，仍然存在着较大的国产替代空间。相信在内外部因素共同推动下，国内半导体生态圈将逐步完善，薄膜沉积设备行业也将持续实现高成长。
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采访 | 幻实 编辑 心怡 | 审核 | 幻实
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