因為中美貿易戰和華為事件，“***”這個原本只在IC工藝制造圈子里才知道的專業設備變得人盡皆知，成為卡脖子卡得最痛的那一環，至今先進制程所需的EUV極紫外線***依然面臨美國的管制和禁運。

不同于在***設備上巨大的差距，我國在同樣重要的刻蝕機上卻趕上了世界一流水平。上海中微半導體設備公司（以下簡稱中微）開發的5nm刻蝕機已經用于臺積電的產線上，3nm樣機也已完成預研和試產。

這或許是迄今為止所有國產IC制造設備中唯一一個達到世界最高水平的。在我國IC工藝和設備整體處于弱勢的現實下，這不能不說是一項令人矚目又振奮人心的成就，而背后的功臣即是本文故事的主角——中微創始人/董事長尹志堯。

刻蝕：1粒米上刻1億個字

在講述尹志堯的故事之前，先認識下刻蝕工藝到底是在干什么，然后才能真正理解尹志堯和中微的價值。

在IC前端制造工藝中，薄膜沉積、光刻、刻蝕是最重要的三道工藝，也是密不可分的三道工藝，依次的順序是：先在硅晶圓上沉積一層薄膜，接著用***將掩膜版上的圖形轉移到薄膜上，然后用刻蝕機將不需要的部分去除，最終在晶圓上形成所需要的圖案。

如上圖所示，刻蝕工藝可以在硅表面形成3D結構。刻蝕之所以重要是因為當晶體管尺寸縮小到20nm量級時，為了克服柵極對源極和漏極之間溝道電流控制力急劇下降的缺陷，晶體管的結構從平面型轉向了3D立體型，即Fin-FET鰭式晶體管。到5nm尺寸，又轉向了結構更為復雜的環繞柵極晶體管GAA。

晶體管結構越復雜，所需要的刻蝕次數就越多，對刻蝕工藝要求就越高。據統計，28nm 制程的刻蝕需要40道，到了14nm需要65道、7nm需要140道。進入5nm之后，更是需要高達160多道刻蝕工序。另外，在NAND Flash存儲芯片由2D NAND轉向3D NAND，刻蝕工藝在整個生產過程的占比從20%-25%上升到40%-50%。

因此，刻蝕工藝在IC前端制造中的重要性可見一斑。而中微的刻蝕機在國內64層和128層3D NAND存儲芯片產線的市占率約在 34—35%。

從技術方案上看，刻蝕可分為濕法刻蝕和干法刻蝕兩大類。芯片工藝制程在微米尺度時，還能使用濕法刻蝕，將硅片浸沒在溶液里，由溶液把需要去除的部分腐蝕掉。這種方式最大的缺陷就是會導致溝槽邊緣被腐蝕成圓弧形，溝槽的準直度沒法保障，如下圖右所示。

芯片工藝制程進入納米尺寸后，濕法刻蝕逐漸被淘汰，工藝升級為干法刻蝕，即用電場加速等離子體，高能等離子體轟擊晶圓表面，如同剃刀一般將晶圓上不需要的部分轟擊掉，形成規整的溝槽圖案。這種刻蝕設備也被稱作等離子體刻蝕機。

工藝制程進展到幾個nm的量級，對等離子刻蝕機的要求是在極窄的寬度下，刻出極深的溝槽。中微最新一代等離子刻蝕機刻出溝槽的深度和寬度比達到60:1，其精度要求相當于在1粒米的面積上清晰的刻出1億個漢字，其難度可想而知。明白了刻蝕是在干什么，就已經知道尹志堯能帶領中微開發出如此復雜的設備，必然是一位大牛。

留學美國，成為刻蝕設備之王

尹志堯1944年出生于北京，18歲考入中科大化學物理系，24歲被分配至蘭州煉油廠，34歲考入北大化學系讀碩士學位。1980年，已經36歲的尹志堯在美國親戚的幫助下，來到加州大學洛杉嘰分校攻讀博士學位，花了三年半時間拿到物理化學博士學位，畢業后來到Intel的技術發展部門做電漿蝕刻研究工作。

1986年，Intel請尹志堯幫助泛林公司（Lam Research）測試介質刻蝕機。經過反復試驗，尹志堯認為Lam的刻蝕技術不成熟，寫了很多反饋意見給Lam。Lam看了尹志堯發過來的意見，認為很有價值，于是把他拉到了Lam做刻蝕機。尹志堯用了5年時間大大提升了Lam刻蝕機的技術水平，把美國另一家半導體設備巨頭應用材料公司（Applied Materials）打到第二的位置。

其實應用材料一直都想挖尹志堯，但是苦于沒有機會。直到Lam公司內部出現管理問題，這才硬把尹大佬給挖了過來。之后尹志堯在應用材料工作了13年，又把應用材料帶回到全球刻蝕機第一的位置。

有一個很有意思的小插曲，當尹志堯在Lam的時候，一家做電子產品生意的日企來跟Lam談刻蝕機的代理銷售合作。他們本來不會刻蝕技術，在Lam和尹志堯的幫助下，他們逐漸學會了怎么做刻蝕機。后來他們發展成了全球第六大刻蝕機企業，這家日企叫東京電子。

在全球刻蝕機領域，尹志堯已經是無可爭辯的王者，先后領導三個巨頭企業的刻蝕機研發工作。回國前做到應用材料公司副總裁，負責等離子體刻蝕機部門。另外，他還在硅谷發起成立了硅谷中國工程師協會，并擔任了協會前兩任主席。

歸國創業，填補空白

中國半導體事業在一點點進步，更在期待著半導體精英人才回國。在刻蝕機領域舉足輕重的尹志堯最終回國也許是注定的，但還需要一個契機。

有一次，尹志堯代表應用材料公司參加在上海舉辦的一個半導體設備展，遇到了當時上海經貿委副主任、后來中芯國際董事長江上舟。江上舟仔細觀看了應用材料的刻蝕機設備后對尹志堯說：“看來刻蝕機比原子彈還要復雜，外國人用它來卡住我們的脖子，我們自己能不能把它造出來？”

尹志堯當時已年逾六旬，有些猶豫。江上舟接著說“我是個癌癥病人，只剩下半條命，哪怕豁出這半條命，也要為國家造出***、刻蝕機來。我們一起干吧。”最終，尹志堯被江上舟的熱誠打動，和另外14位刻蝕機方面的干將一起回國，創辦了上海中微。

長期擔任美國企業高管，尹志堯對美國知識產權管制的嚴格有深刻的認識。回國前給所有工程師定下規矩，回去不帶USB硬盤，不帶PC電腦，不帶任何圖紙。由于國際上前幾代刻蝕機尹志堯幾乎都參與過，對國外刻蝕機太熟悉了，要設計國產刻蝕機相當于完全打破自己以前的設計，做出全新差異化的設備。

經過對3000多件相關專利仔細分析之后，尹志堯團隊找到了突破口。等離子體刻蝕需要解決等離子源的問題，尹志堯團隊提出了一個新的概念，把甚高頻和低頻的交流射頻電流混在一起，全都加在電容耦合高能等離子體刻蝕機（CCP）的電容下電極，產生甚高頻去耦合的反應離子，作為刻蝕工具。這種結構是尹志堯團隊首創，過了三四年以后，國外公司也開始跟進這個方向。

尹志堯和團隊花了3年時間，終于成功研發出能用于65nm至45nm的刻蝕機，開始導入foundry廠產線開始試用。

應對訴訟，迫使美國取消出口管制

中微正要開始產品的全面商業化銷售之際，不料，美國開始了最擅長的商業進攻武器——法律訴訟。2007年10月，尹志堯的老東家應用材料將中微告上了美國法庭，宣稱中微涉嫌盜用商業秘密、違反合同和不公平競爭。

應用材料認為，尹志堯在辭去公司副總裁前一直管理等離子刻蝕團隊，而中微副總裁陳愛華之前擔任應用材料公司低壓化學沉積產品部經理，熟悉相關專利。他們參閱過“大量敏感信息和商業機密”,“蓄意違反對應用材料的多項義務,向中微轉移和轉化了應用材料的發明和商業秘密”。

熟悉的配方、熟悉的味道。在中微之前，國內沒有企業可以供應中高端刻蝕機，所需設備全部依賴進口。一旦中微的刻蝕機通過產線驗證，勢必影響應用材料等外國公司的銷售，而這正是應用材料等國際巨頭不愿看到的。?

美國公司不知道的是，中微在知識產權方面早就做好了十分充足的準備。自知清白的中微底氣十足，聘請了美國一流的律師沉著應戰。據說雙方律師徹查了600多萬份文件，確認中微完全沒有違反任何法律。最終在2010年1月，應用材料和中微聯合宣布，雙方所有訴訟達成了和解，解決了所有未決爭議。

尹志堯在2020年的一次演講中提到，中微創立十幾年來與美國3家設備公司打了4場專利官司，其中3次是被美國設備公司起訴，1次是中微起訴美國公司。最終中微贏了2場，和解2場，無一敗績。

憑借雄厚的技術，中微陸續開發出電容耦合高能等離子體刻蝕機（CCP）、電感耦合低能等離子體刻蝕機（ICP）、硅通孔刻蝕機（TSV）等三大刻蝕機產品，能夠刻蝕包括單晶硅、多晶硅、氧化物、氮化物、有機掩模、金屬互連線、通孔等幾乎所有場合需求。工藝制程也一代一代演進，5nm刻蝕機進入臺積電產線，3nm原型機完成設計、制造、測試。

中微的崛起導致美國長期對我國的刻蝕機出口管制失去意義。下圖是尹志堯一次演講中PPT的照片，其中引用2015年2月9日美國商業部工業安全局的一份聲明，其中說到：在中國已有一家非美國的公司，事實上已有能力供應足夠數量和同等質量的刻蝕機，所以繼續現在的國家安全出口管制已達不到其目的了。

基于這份聲明，美國正式取消了等離子體刻蝕機對中國的出口管制，標志著中國在刻蝕機設備上終于走到了世界一流水平。尹志堯和他帶領的中微厥功甚偉。

如今中微的業務不僅僅局限在刻蝕機，其開發的有機金屬化合物氣相沉積設備MOCVD可用于LED、MiniLED、MicroLED外延片產線。2018年四季度，中微的MOCVD設備在國際氮化鎵基MOCVD市場占有率達到70%以上，客戶包括三安光電、璨揚光電、華燦光電、乾照光電等LED芯片及功率器件制造商。

按照公司戰略，中微還將開發邏輯芯片的薄膜沉積和測量設備，除光刻以外，IC制造最關鍵的幾大工藝——薄膜沉積、刻蝕、測量，中微產品線都將覆蓋，能更好的服務于國內foundry廠。

協調人和錢：財散人聚

人們提到尹志堯往往都會說他在刻蝕機國產化上的貢獻，這當然是他身上最大的光環。但有關他的另外一些故事也許更能看出他更是一個有血有肉的、可愛的人。

在中微初創的2004年，尹志堯僅有江上舟從上海科創投給他爭取的5000萬和自籌的150萬美元，很快就燒完了。那時國內的集成電路投資環境與如今相去甚遠。多家大型國企、民企、投資公司研究了中微的項目后都不肯投資。一來他們不了解半導體設備行業，二來半導體關鍵設備研發投入巨大，整個市場已被美日少數幾家企業壟斷，他們不相信尹志堯能成功。

無奈之下，尹志堯只得前往美國硅谷融資，那里的許多風投機構看好這個華人創業團隊。在硅谷，中微完成了華登國際領投的3949萬美元A輪融資。中微創立10年花了大致15個億在研發上，這些錢只相當于尹志堯在美國公司所負責部門一年半的研發經費。實際上在2014年集成電路大基金成立以前，國家對半導體產業的投資是遠遠不夠的，用當時《財新周刊》一篇報道里的話來講，“每年的投入只夠修2公里地鐵”。

即使在經費一直緊張的創業期，尹志堯關于公司全員持股的想法一直沒有動搖。公司剛一開始，尹志堯就想好了，中微一定是一個全員持股的公司。尹志堯認為資本進入半導體公司肯定有價值，但公司價值不僅僅是資本創造的，特別是在科創企業，主要是靠由員工創新勞動創造的。

因此，中微的管理層和員工拿公司股票都不需要用錢買，只要有勞動創造，經過一定評價機制就可以拿到公司股票。尹志堯稱之為“中微特色的社會主義集體所有制”。到中微上市時，公司700多名在職員工都擁有公司股份，都分享到了公司上市后的喜悅。

面對目前半導體產業整體弱勢的不利局面，尹志堯卻對我國的集成電路前景信心十足。原因是他認為華人在美國集成電路的發展歷程中起了非常大的作用，也肯定能搞好自己國家的集成電路產業。1984年他剛進入Intel研究中心開發部工作，發現這個部門研究項目組組長、經理絕大部分都是華人，工藝集成部門幾位最主要的、能干的工程師人員多數也都是華人。

在半導體產業持續往東亞轉移的過程中，華人將會在全世界的IC產業里扮演更多重要角色，而尹志堯就是這股浪潮中一朵閃亮的浪花。

最后一個小故事

60歲的尹志堯剛回國，有一次坐出租車，跟司機聊得起勁，快離開時司機對他說：“你看起來只有38歲！”尹志堯一聽，爽朗地笑了，說：“太好了，以后我就是38歲的人。”

審核編輯：符乾江