成功供貨臺積電!泓滸半導體談晶圓傳輸賽道的國產替代趨勢

談選擇:工程師創業,聚焦國產化半導體設備賽道
談市場:撬動壟斷,在百億級設備市場中找尋定位
談優勢:會修也會造,深耕半導體核心零部件研發

談選擇:工程師創業,
聚焦國產化半導體設備賽道
幻實(主播):歡迎大家關注芯片揭秘,今天我和老朋友、來自泓滸半導體的林堅總裁共同和大家做交流。先請林總給大家打個招呼,介紹一下自己。
林堅(嘉賓):大家好,我是來自泓滸半導體的林堅。很高興能夠和(艾新德魯夫)曹院長做客芯片揭秘,我會把我的一些創業經驗和這幾年我們在半導體方面發展的故事分享給大家,謝謝!
幻實(主播):林總很謙虛,我知道您最開始是在中芯國際工作,后來出來創業,在半導體這一行摸爬滾打很多年。為什么決定成立泓滸半導體這樣的公司?你們聚焦在什么領域?
林堅(嘉賓):泓滸是一家致力于國產化半導體傳輸設備及核心零部件研發、制造及半導體耗材的企業。原來我在中芯國際工作時,設備受到了國外很多限制,有一些比較強勢的供應商不簽合同,不僅在業務上施加不少壓力,而且可能連最基本的技術探討都不愿意。那時我們非常急,因為一條24小時運作的產線,一個重要lot(節點)被擋住,壓力會非常大,設備修不起來,那這個機臺我就沒顧好,進而績效就不好。所以我就在想如果那時能有一些國產的供應商或者國產工程師支持我解決問題,對我來說會是非常大的幫助。
幻實(主播):這里我有一個疑問,像中芯國際這種國內頭部的晶圓代工廠,作為甲方,為什么乙方還敢用如此傲慢的態度來對它?這一點圈外人幾乎很難相信,您能否展開說一下他們為什么會如此強勢?
林堅(嘉賓):中芯國際在國內是很厲害,但KLA/KT (專業美資半導體(芯片)設備供貨商,全稱KLA-Tencor )這種世界500強的大公司,中芯國際在它們的營銷策略里面也只能被作為常規的客戶去對待。一旦中芯國際的售后收費模式有問題時,他們就會鎖住服務。
而KT這種公司本身就是靠服務來營收的,所以它會把技術卡得很死。這是理所當然的,公司都會把核心的技術留在自己手上,沒有什么可以質疑的。另外,他們要面對的客戶很多,也許從私交關系來說想給我們做,但從公司的政策來講,沒錢就沒法調動總部的資源,沒法派工程師過去,這都是現實的問題,大公司的流程就是這樣。只能說我們技不如人,還沒有培養好人才掌握這些技術。
工程師維護的都是主機臺的腔體,定期做保養。傳輸在半導體廠里實際上是非常小的模塊,只不過宕機是個大麻煩,好在基本上五、六年都不會down一次。
幻實(主播):也就是說傳輸設備一旦穩定下來就能用很長時間?
林堅(嘉賓):對,基本上五、六年不會宕機,但出了問題就很麻煩。因為我們以前不知道Robot(機器人)是怎么傳的,一旦出了問題,就更不知道怎么去解決了。
工程師工作實景 (泓滸半導體供圖)
幻實(主播):大家都沒這個經驗。
林堅(嘉賓):即使我們現在教會了工程師,但五、六年才會用到一次,工程師那時也生疏了。因此我從中芯國際出來后在這個細分賽道上潛心鉆研,每天都去研究、去拆它,到后來碰到什么問題,只要線下跟我一講,我大概就能知道病根,可以快速解決,不繞圈子,不走彎路,基本上三個小時就能搞定。換做沒有經驗的,可能要不停更換零件才能定位問題,那時就已經花了三五天的時間。對客戶來說是產能的損失,效率十分低下。
我為什么出來創業?其實是希望能夠借助我在半導體行業里積累的經驗和沉淀,再調撥一些資源,幫助fab廠的工程師來解決平時基本遇不到、但一遇到就很難的問題,讓自己能夠聚焦在某一個賽道把它做得很精,這是我當時選擇創業最基本的初心。
幻實(主播):讓客戶所有的設備都能良性運轉,初心特別好,但我也覺得肯定不容易。發展到現在感覺這條路上有沒有非常坎坷的地方?
林堅(嘉賓):其實還好。以前在中芯國際這種半導體廠里面,大家都是24小時在線沒日沒夜的做,隨叫隨到。那時我們住在中芯花園,基本上十幾分鐘就能到公司。因為一條產線太貴了,哪怕停半小時,帶來的損失都是用幾十萬、幾百萬來計算的,所以不能有時間上的浪費。這就磨練了我們工程師吃苦耐勞的品質。
創業這件事對我來講本身是有挑戰的,很多事情都要自己去思考、去解決。這個過程會碰到資金的問題、初始人員招募的問題,所以早期我就自己拿著螺絲刀到fab廠里面去修機器,半夜十二點進去,有時干到凌晨三、四點都是常態。
現在我們已經有了一個非常好的團隊可以勝任這些事情,能快速解決問題。資金方面最困難的時候,我和我們董事長把房子抵押了,我把蘇州的房子抵押貸款了200萬,他把昆山的別墅抵押貸款了300萬,再加上200萬的信用額度貸款,湊夠了700萬。
幻實(主播):當時慌不慌?家里支持嗎?
林堅(嘉賓):慌,但家里是支持的,實際上創業這件事就是要靠家里支持,否則不會走遠。原本維修其實不需要投入很大的資金,但是一旦做設備了,就要自己研發,只要研發就要做樣機,還得和客戶去測試demo產品,這也意味著早期可能是拿不到錢的。可很多核心部件都得現款現貨,資金的用量就會比較大,所以早期真的很辛苦。好在后面我們自己慢慢地做出來,受到一些資本的青睞,給到了我們資金上的支持,讓我們在這個賽道上快速地占領市場。

談市場:撬動壟斷,
在百億級設備市場中找尋定位
幻實(主播):現在傳送的市場大概有多大?常規的傳送以及咱們現在定位的這種真空傳送,它的市場空間容量怎么樣?
林堅(嘉賓):傳送是一個通用性的東西,我們也做過測算,這是一個百億級的市場。目前12吋的所有主設備都需要傳送的模塊,我們稱之為EFEM模塊(主設備前置模塊)。12吋的盒子大,不會像原先8吋的能用人工放上去。12吋的技術節點也高,微環境要控制的非常好,都是在FOUP(晶圓傳送盒)里面去做承載的,所以必須要有這樣一個傳送的模塊。目前這個模塊基本上還集中在日本和美國這些大的設備商手中。
此外,傳送還應用在晶圓的傳片機中。本身fab里12吋在擴建產能,現在大家都在各自建廠,美國的技術封鎖以后,每個國家都意識到了芯片這個行業必須要回歸到自己來做。所以這一塊擴產的腳步非常快,特別是中國大陸的建廠,需求就應運而生了。我們測算了一下這部分的市場,大概在四五百億的規模。以目前來看,國產設備可能只占10%-15%的份額,國家要求在2035年要實現70%的國產化,所以這里的空間實際上是巨大的。我們也慶幸所在的賽道未來有這么大的市場來展現給我們。原來的市場都在國外,我們是沒有機會的,現在這一波讓我們有了機會,那就要盡快地搶占這個市場。
幻實(主播):現在泓滸半導體有幾款在售的自研產品?
林堅(嘉賓):2019年我們在合肥新匯成推出了第一款Sorter(晶圓傳片機)。很巧,前不久在新匯成的過會答謝晚宴上,我說新匯成對整個國產設備的扶持力度非常大,愿意嘗試使用國產設備,所以給了我們這個機會。從2019年到現在已經重復購買了7臺,持續的購買是對我們極大的認可。像大氣傳送的Sorter還有EFEM目前已經是一個成熟的產品了。
服務方面我們也很成熟,后續泓滸會出品更多的機型,覆蓋面會更廣。今年我們重點做了VTM(主設備真空傳送模塊)的開發,從傳送賽道來講,真空傳送也是一個非常大的市場。所有的設備都要大氣傳送,但是例如蝕刻、Thinfilm(薄膜工藝)等都是真空傳送,是在真空的腔體里來做制程的。所以還要額外再做一個真空的傳送模塊,目前這個模塊都還是美國的BROOKS公司在壟斷。

VTM與SMIF 設備產品圖 (圖源:泓滸半導體提供)
幻實(主播):技術含量應該很高。
林堅(嘉賓):是的,它的技術含量是比較高的,要在真空環境中讓晶圓在沒有外力的情況下自摩擦,操作時手臂不能抖,還要考慮控制好微環境。
幻實(主播):微環境是wafer(晶圓)在里面飄著的感覺嗎?
林堅(嘉賓):對,不能有其他外力。
幻實(主播):也不能污染?
林堅(嘉賓):是的,第一是要絕對的真空,不能有別的東西進去,因為所謂的真空壓力沒有它低;第二,本來就是要真空的,再通一路氣肯定是不允許的,因此全靠自摩擦。但凡Robot(機器人)有一點抖動,基本上就會發生劃片,一劃片傳進去就不準了,wafer(晶圓)可能就碎掉了,這會非常嚴重。所以在真空傳送里面要挑戰的東西比較多。
還有一些問題是真空和大氣的硬件互鎖沒做好,不小心誤點就能把門打開,這樣的話大氣會灌進去把晶圓震碎。這些都是非常難的,需要很有經驗的人預先知道會發生這種事故,以便知道在哪些地方要做特別多的硬件互鎖。這些是經驗的積累,而不是功能的實現。功能實現不難,開個門就行,大家都知道。但要在未知錯誤發生前先預想到造成機臺和晶圓損傷的可能性,沒有一定經驗的人在這一塊上是有欠缺的,不是所有人都能快速去做成。很多坑國外要踩10年,你必然也要踩10年;但如果你做過,知道人家踩過哪些坑,也許你就能規避,可能只踩一年的坑就行了。
幻實(主播):所以理解用戶需求也是一個積累的過程。
林堅(嘉賓):泓滸的團隊就是從中芯國際出來的,來自于客戶,我們以前就是甲方,所以很清楚一個設備要做成什么樣子。例如它的安全性和尺寸大小,特別是速度要快,要穩定,要免保養,拆起來要方便和簡單,互鎖要做好。以前出了bug我讓設備商和供應商去解,現在我們自己就知道一臺設備應該在哪些地方著重去做,只有這樣做出來的設備才是甲方真正需要的設備。
如果只是模仿一臺設備,看人家是怎么傳的,僅僅實現傳送功能,很多核心根本弄不清楚,這個時候必然會有一些問題產生。泓滸的傳輸是比較有經驗的、互鎖做得好的。其實半導體這一行有時候并沒有太多的試錯機會,除非某一個賽道沒人做,逼著讓你來做,你才會不停地研究和嘗試。但凡有人做過的、有經驗的,其他人再想切入這個賽道,一旦發生一個案子,對方就會覺得你們考慮的東西還不夠,就會再去找考慮得更周全的其他企業來做。
進入這一行并不容易,以前我們這個行業是非常封閉的,一直追求的是所謂Install base(這里指已占有的市場),非常保守。假設今天你想把面前這個瓶子移到另一個位置,覺得似乎很簡單,應該沒問題,但馬上就會被老板質疑:什么是應該?你有沒有擺過去試試看?風道會不會變?風壓會不會調整?微粒會不會有一些位移?這些東西都是很關鍵的。在不知道的情況下,要用DOE(Design of Experiment)的實驗,用嚴格的數據證明到底影不影響,而不能說將材料換一換就應該沒問題,因為這直接關系到良率,必須非常嚴謹。
現在我們公司新進員工的第一課,我就會告訴他們要用敬畏之心來面對現在從事的半導體行業,不懂就是不懂,不要裝懂,也不要知其然不知其所以然,這也容易犯錯。為什么呢?有時候我們是不知道會發生一些變化的,很容易忽略掉而按照原來的方法做,這可能也是真正犯錯造成很大影響的一個源頭了。因此我會要求新員工一定要有敬畏心來做半導體事業,容不了一點點疏忽。
幻實(主播):對人才的要求也是蠻高的,不是說撿到籃子里的都是菜,需要你們親自來帶教,把它傳承下去。
林堅(嘉賓):對,現在半導體人才缺口很大,很希望有多年半導體工作經歷的創業者和他們的平臺能夠慢慢去承擔培訓的工作。例如我們會搭起來一些傳輸的模塊去跟客戶做互動,因為一臺幾百萬的真機器是要一直跑貨的,不可能停下來10個小時讓人學,那樣成本太高了。但搭好的測試平臺閑置著不會損失什么,派過來的工程師我們可以教,最多付我們一點教學的費用。這個費用不算貴,相比一臺停下來的量產設備,假設一個小時能賺10萬塊,停十個小時100萬就沒有了,但付我們一兩萬,我們就能全程教學。這種培訓并不在現場,否則萬一撞壞了損失更大。現在一般這種互動我們跟客戶都是很愿意做的。

專訪現場,林總介紹人才培訓方法
幻實(主播):真的很稀缺,有這樣的一個開放的心態跟客戶去做,替客戶去想,我覺得之前還沒怎么聽到過。所以關注我們節目的朋友如果你們遇到這類需要培訓的任務,也不妨試試和泓滸這邊做一個交流。
林堅(嘉賓):我們一定會全身心的去做這件事情,因為我們覺得傳送本身就像芯片揭秘一樣——芯片這個行業確實讓很多人覺得難以介入,但是揭秘多了,你就能發現也不外乎是那些東西,大家要把稱之為護城河的高科技行業里的東西慢慢撥開,這樣能夠讓更多的人真正去了解行業需求,讓更多的人參與進來。
當下國家確實在這個行業中碰到了困難,需要做過的、沒做過的都跨入到這一行里來做點研究,甚至有一些資本的投入來加速賽道的成熟。從這個角度來說泓滸責無旁貸,我們愿意在這一塊去分享,我一直認為技術是越討論越強大的,而越保守技術越不能很快成長。
兩個高手彼此過招,你愿意把招數使出來,那么大家就都可以成長,下次就能知道怎么去避免這些錯誤,知道不同的解法,最終兩個人都同時成長。這種成長對中國半導體來說就是整體的成長,從而慢慢追平或超越國際水平。但現在大家還都是藏著掖著,水平不夠。重復投資和建設有什么意思?都在各自領域里好好去做,做透賽道,賽道起來了,在里面的公司才可以一起進步。很多技術靠防是防不住的,只能憑借自身往前發展,讓人家去追隨,這樣才算厲害。如果一直想藏著自己的技術,早晚人家也能學會,也會被替代,因為這不是核心競爭力,只不過你比人家做的早一點而已。

談優勢:會修也會造,
深耕半導體核心零部件研發
幻實(主播):半導體里有“頭部通吃”這個說法,設備這個領域里也是“頭部通吃”嗎?你們是從哪一年開始準備的?現在進展怎么樣?
林堅(嘉賓):設備基本上也是“頭部通吃”,比如國家現在投資的這幾個賽道,一旦有人第一個做出來了,第二名、第三名再去做就有點困難,因為資源都集中在頭部,你需要先把頭部一家一家地沖擊和攻克掉。做傳輸也是一樣,在國家比較缺國產設備的契機之下,我們去抓住這個機會,基于原本對國外設備核心點的了解來做一些集成、維護和解決方案,為賽道賦能,同時也可以在這個過程中享受半導體快速成長的紅利。
我們從2011年就出來創業,一直在半導體行業做。原來從事貿易賺點錢,后來做工程、去修東西,這條路走得還是比較踏實。目前已經連續三年營收達到三倍的增長,去年是4,800萬,今年年底我們做到1.5個億,這個成績在任何行業都是很難的,只有在半導體里才能實現。
去年有一個很大的突破,我們在去年8月成功交付給臺灣兩臺Sorter(晶圓傳送機)產品,貨已經到了臺積電。能進入到臺積電供應鏈的國產設備商是少有的,在傳輸賽道泓滸肯定是第一家,從這一點來講泓滸的產品是被市場充分認可的,也有機會在后續能夠做更多的突破。
幻實(主播):算不算你實現自己的一個人生小目標了?得到了一個行業內頭部客戶的認可。
林堅(嘉賓):對泓滸而言算是一個節點,對我們有非常大的鼓勵,所以也很感謝團隊。原來臺積電的項目實際上是研發一個定制款,我們從定制開始溝通,到最后給了我們30天的時間,然后我和團隊沒日沒夜的48小時輪軸轉,最后用了28天生產出來。當時是在機場等著我們的,所以延誤一分鐘都不行。最終提前兩天給到了臺積電,他們也非常認同我們在這件事情上的配合度跟專業度。我覺得國內其實不乏這種能夠做出一些好的產品、好的服務的公司,我相信泓滸只是國產設備商里面一個典型。很多公司也有這樣的能力和魄力去做這件事情,我們是可以拼了命去做國產化設備的。

泓滸半導體的國產化設備
幻實(主播):泓滸的優勢集中在哪兒?下一步的規劃是什么?
林堅(嘉賓):我們的優勢在于可以讓半導體廠里努力造晶圓的人把他們的精力聚焦到一些重點的process(制程)腔體上,而這些細分的、平時不怎么能接觸到的難題,我們來幫他解決,不再需要看別人的臉色,也不用再擔心找不到探討問題的人。
一般來說,只要在傳輸設備上有宕機問題找到我們,我們都可以及時地來做一些分析探討,基本80%到90%的問題能快速鎖定并解決。況且,國產廠商一定會比海外大公司的報價低很多,所以這方面對大家來說都是雙贏的局面。對客戶來講,產能很快就能釋放出來,此外成本又很低,相比KT或者其他大公司的售價,我們肯定要低很多,所以對我們來說這也是個非常好的事業。總體來看,我們維修這些設備的量還是很可觀的,一個fab可能down的不多,但是全國甚至未來可能要走向全球的晶圓廠,這個體量就很可觀了。
不僅如此,維修技術目前來看是毛利不錯的一個項目,對泓滸目前做的傳輸細分賽道還是很有幫助的。原本我們單純為了存活下來,學點技術,做點生意賺一點錢,現在慢慢從維修切入到設備的整個集成。例如目前我們就面向fab廠推出了Sorter(晶圓傳片機),面向主設備商推出了EFEM(主設備前置模塊)。未來泓滸的產品和服務會貫穿整個傳輸賽道里,從設備的集成到核心部件的生產、研發、銷售及后續的售后,不僅是我們自己產品的售后,這個產品我們已經很穩定,還會做更多國外設備傳送機器人的售后,給客戶提供服務。
今年我們完成融資后,會把一些融資的錢投入到核心的零部件研發中。我們希望資本跟進來以后能支持后續在核心部件研發上面持續地往下深挖。事實上雖然Sorter我們是國產化,但核心部件Robot還是用日本的。接下來我們要做核心部件的國產化,今年下半年已經有SMIF 8吋的產品,有了自己的OCR(晶圓讀碼機)和Pre-aligner(中心定位校準器),Robot(機器人)都會國產化。
我們發現目前自己做Robot里面的核心部件,像減速器也好,軸承也好,不敢隨便替換成國內的供應商來做。目前修的時候會碰到很多一線和二線品牌的Robot,拆完才發現里面的減速器大部分是哈默納科(Harmonic),皮帶大部分是優霓塔(UNITTA) 的,為什么沒有選其他家的,可能就是因為他們家能做的最好。
從保守的角度來說,現在這些部件我還是用國外的。也就是說即使Robot國產了,核心部件還是國外的,所以下一步還是要繼續向下深挖。什么時候國內的減速機可以對標哈默納科(Harmonic),軸承可以對標日本IKO、THK公司這些國外的品牌,這個時候才真的是能夠做到國產化了。
幻實(主播):這是基礎工業整體的提升,是主機廠在提升。
林堅(嘉賓):所以我覺得這條路還是蠻漫長的。現在大家做出來的一些品牌,國產的設備里很多備件是國外的,就算能夠做出備件以后,備件里的核心配件也還是國外的。其實我嘗試過國內的一些軸承廠商的產品,用了半年或一年磨損就很厲害。后來去深度研究了國外的軸承,里面鋼的材料他們的退火工藝就做得非常好。同樣牌號的鋼,可能中國牌號要比日本的下一級牌號還不如,事實上無論是質量還是耐用性各方面都沒有他們下一個等級的好。現在很多時候我們在國內選材時,都要求購買比我們原來測出來的鋼更高一級的,這樣才能用。工業里面其實最終還是鎖在材料這一環上。
日本在這方面做了很多年的研究,所以他們對材料里很多核心技術最難解、看不到的東西,例如配方、退火工藝、在哪個溫度下鍛造都很清楚。這是很關鍵的,能保證最后出來的材料耐磨耐用。
作為我們泓滸來說,接下來在賽道里我們至少知道這些東西的點在哪里,無論是找合作伙伴還是自己用實力繼續往下深究,最終的核心都是要把這些材料給破解掉。
幻實(主播):對大家來說,中國要做國產化的東西真的是任重道遠。我覺得像泓滸這樣的公司越來越多之后,國產的底層材料商才會越來越有機會,否則他們永遠沒有市場,有你們在他們才有市場,才能活下去。
林堅(嘉賓):泓滸的成長,就是因為fab廠給了我們機會。其實很多材料商也在這個行業一直做研究,知道半導體的訴求在哪里。我們作為真正用這些材料的,如果在這一塊能提供一些對標的產品給他,告訴他們一些技術指標的要求,讓他們朝著這個方向去努力,我相信以中國人的勤勞和智慧,未來雖不能太自信,但也不必太悲觀。其實只要中國能真的把一些產品的性能指標提出來,方向提出來,我相信我們很快就能夠見到真正國產的減速器、國產的軸承,這些都能做得很好。
幻實(主播):期待這一天。謝謝林總跟我們分享了這么多,也歡迎您以后有更多的好消息以及產業的進展,再來我們這里做客。
林堅(嘉賓):謝謝芯片揭秘,也希望芯片的這層神秘的面紗通過這個節目真的把它一層一層的揭開,讓半導體和芯片不再神秘,我們一起努力。

現場合影 泓滸半導體執行總裁林堅先生(圖左)和幻實(圖右)
目前,半導體設備國產化率仍然處于較低水平,在環境和政策的推動下,國產替代進程也將加速。SEMI數據顯示,2021年國內12吋產能增加21萬片,2022-2024年12吋擴產產能將達到95萬片/月。照此增量預測,未來Sorter擁有數十億市場,EFEM和VTM更是各自擁有數百億級的市場。市場有了,還要有對應的優質材料去支撐和服務,這仍需要上下游企業的互相信任和通力合作。從零部件貿易慢慢衍生至國產化裝備及核心零部件的研發、生產與銷售,泓滸半導體這幾年一直在走一條穩扎穩打的路。我們相信,國產替代不僅靠情懷更靠實力,手握自主可控的核心技術永遠是顛撲不破的真理。
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