耿锦启 开启国产IC装备的梦想

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  耿锦启 在集成电路设备领域工作30余年,历任北京建中机器厂(国营700厂)技术员、车间主任、副厂长,现任北京科控微电子系统工程有限责任公司董事、总经理,北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司董事、总经理。从“七五”至“九五”期间,曾主要参与多项国家集成电路设备重点攻关任务。2003年4月至今,承担了国家“十五”863集成电路制造装备重大专项“100nm高密度等离子刻蚀机”的研制任务。
  
  2006年9月,北方微电子公司自主研发的100纳米高密度等离子刻蚀机在北京通过了科技部与北京市组织的项目验收。同时,北方微电子与知名的大型集成电路代工厂签订了刻蚀机的批量采购合同,这是我国国产主流集成电路制造核心设备第一次实现销售。2006年到2007年间,北方微电子共有三台设备交付大生产线使用,设备运行稳定,2008年底前已收回第一笔回报。此前,从国外进口一台刻蚀机大约需要350万美元,而北方微电子公司自主研发的刻蚀机将这个价格降低到240万至250万美元之间。
  耿锦启见证了公司的整个创立、成长过程,他将IC装备制造业的特点总结为三点,“投资大、周期长、回报慢”,这样的产业靠民间投资相当困难。此前,尽管国内IC产业的需求极大,约占全球市场的30%~40%,但在大型IC生产线上,国产装备一直是空白。直到“十五”计划出台,国内IC装备产业有了一个发展的机会。“十五”期间,科技部选择了光刻机、刻蚀机、离子注入机三个最关键的工艺设备作为集成电路装备的突破重点,而北方微电子就是为了承接“十五”项目专门成立的。
  北方微电子公司成立于2001年10月,它在体制上不同于传统的国企,其上级为北京电子控股有限公司,股东还包括北京七星华电科技集团、清华大学、北京大学、中科院微电子所和中科院光电所等。耿锦启介绍说,改制成立新公司,既提高了资金利用率(以往的攻关项目经费进了企业的账户,由于体制原因,并非所有的经费都能用在攻关项目中),也可以更充分地利用科研院所的优势资源。
  对于“十五”期间,科技部提出的体制机制创新,高科技产业化的研发新思路,耿锦启做出了以下解读,“过去的攻关是以大专院校为主,由于院所和企业的联系并不紧密,其攻关成果未必能应用到实际生产中。而‘十五’刻蚀机项目是以企业为主,采取业主公司负责制的形式来组织实施的。在与大专院校的联合中,由企业提需求,大专院校根据需求搞研发。”
  对大部分企业来说,传统的攻关方式是以买样机、解剖、仿制为主。北方微电子的做法是将美国、加拿大、日本的人才引进来,首批引进的十几位专业人员涉及开发管理、工艺、软件、结构、射频等领域。设计工作通过国内和国外的交互共同完成。耿锦启总结说,虽然样机确实发挥到教学模型的作用,但单纯仿制样机,不仅会限制研发思路,也会引发一系列知识产权纠纷。而“引进人才与购买样机相比的优势有三,其一新人才开发的产品,不只是对样机的简单模仿,还有很多创新理念。这减轻了知识产权的麻烦。其二,由于集成电路产业在国外发展较早,所以国外人才掌握了产品研发的管理经验,也储备了一些技术,有利于设备研发过程中的改进与升级。其三,将国内外团队结合起来,各个领域的工作都由国内外人才合作完成,在合作的过程中,让中国本土人才充分学习了解国外团队的管理、思路和技术方向。以结构设计为例,每个结构图的审图讨论过程,也是本土人才的培养过程。”
  


  2004年下半年,通过十几个月的努力,刻蚀机攻关的第一步——原理机开发成功,第二代α机进入日程,α机的任务是摸索工艺。其后的第三代β机放在生产线上,由用户验证。到了第四代γ机才正式出售。耿锦启认为以往阻碍国内新技术产业化的症结在于,“过去我们只做设备,不做应用,具体应用问题需要用户来解决。这显然不适用于高尖端的设备,对于后者来说工艺技术都集成在设备上。”北方微电子的刻蚀机经过了中芯国际大生产线的验证,“虽然以往的验收都是由专家完成的,但实际上只有企业比专家更了解全套工艺。”这在“十五”新思路中被总结为“专家出题,企业做题,用户验收。”
  2007年,北方微电子的NMC508A高密度等离子刻蚀机首次出现在上海举办的“SEMICON China 2007”(中国国际半导体设备和材料展览会),SEMICON展会是集成电路行业的大型国际展会,每年分别在美国、中国、日本、欧洲等地各举办一次。耿锦启回忆说,2005年,有关领导去美国旧金山观摩展会,面对几千家欧、美、日等国外参展商,曾感叹什么时候展区中才会出现中国设备。
  由于国内的集成电路制造装备业起步较晚,其基础工业的配套能力明显不足。“2006年项目验收合格后,市领导问我们有什么困难,我们的困难其实是关键材料和部件的配套问题。例如,国内目前还不能生产高纯铝,从国外购进,也处处受限。2006年国庆期间,市科委安排了高纯铝、陶瓷、石英的攻关项目的调研与论证,后来还专门立项给予支持。”
  尽管从材料研发到批量生产需要较长周期,但耿锦启认为相关材料研发的起步对集成电路产业来说无疑起到了推动作用。 “集成电路制造装备与成套工艺”被列入国务院批准的16个重大专项之一。“‘十五’的‘投石问路’成功了,让政府从集成电路制造装备上看到了中国高端制造业的希望。‘十一五’的国家投资和北京市地方投资都明显高于‘十五’。在这样的政策利好支持下,国内很快会形成一个集成电路产业发展的大气候。”
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