李炜:坚守国产硅片领域20年
半导体硅片是芯片制造的重要材料,是集成电路大厦的基础,也是我国半导体产业链与国际先进水平差距最大的环节之一。特别是12英寸大硅片领域,在2017年以前甚至完全处于空白的状态。这一格局在2017年底被悄然打破,国家02专项300mm(12英寸)大硅片项目的承担主体——上海新昇半导体科技有限公司(下文简称为“上海新昇”)率先实现12英寸大硅片量产,填补了这一空白。
2002年上海国际工业博览会上,李炜向时任中科院院长路甬祥院士介绍新傲科技开发的SOI产品
上海新昇成立于2014年,其主要创始人之一是中科院院士、时任中科院上海微系统与信息技术研究所(简称“中科院上海微系统所”)所长的王曦。与王曦一起参与创办上海新昇的还有现任沪硅产业执行副总裁、上海新昇董事长李炜。20年前,同样是由王曦和李炜等组成的创业团队建成了我国第一条SOI生产线,解决了我国SOI产品的有无问题。
值得一提的是,王曦和李炜都是清华大学校友,前者于1987年毕业自工程物理系,后者于1989年考入机械工程系。
师兄弟会师中科院上海微系统所
李炜报考清华大学时填报了三个志愿,分别是电机工程系、微电子系和机械工程系;结果他没有如愿考入前两个志愿,反而以名列前茅的成绩被招入机械工程系深造。但李炜与集成电路的缘分似乎早已注定,10年之后,他兜兜转转还是回到了微电子领域成了一名博士。
1997年,硕士毕业的李炜报考了中科院上海微系统所的博士,成为邹世昌的弟子。彼时,邹世昌院士事务繁忙,学生众多,难以做到手把手指导每一位学生。同出自邹世昌门下的王曦,便承担起了教导师弟的重任,成为李炜事实上的第二导师。不过,因为那时候王曦正在德国做访问学者,导致最初一年两人只能远程联系,直到1998年王曦受邀提前归国,两人才正式见面。此后,在国产硅片自主可控之梦的引导下,两位同门踏上了携手创业的艰难征程。
1998年8月,IBM宣布首次利用SOI(绝缘体上硅)材料研制出高速、低功耗、高可靠的微处理器;与传统体硅CMOS技术相比,SOI技术使芯片性能提升了35%。消息一出,全球轰动,美国《科学》(Science)杂志、中国央视新闻联播等媒体相继作了报道。
作为微电子敏感核心技术,西方国家在该项技术方面对我国实施封锁和禁运。但SOI其实并非新课题,我国材料科学界从1980年代起就在研究SOI材料,只是从未走出实验室。当IBM向全世界展现了SOI产业化的价值后,我国开始致力于将该技术推向市场。时任中科院上海微系统所所长的江绵恒博士将任务交给了王曦和李炜等6位博士。由6位青年博士组成的创业团队在2001年7月创立了上海新傲科技有限公司(简称“新傲科技”),开始了艰难的SOI材料产业化道路。
2002年新傲科技生产线落成,时任中科院副院长、微系统所所长江绵恒博士接见新傲创业团队合影留念
“我在新傲十几年的工作,就是想办法去找钱”
“这一步是在江绵恒所长鼓励下,我们战战兢兢踏出去的。新傲科技到今年20年了,当中甜酸苦辣咸全有,甜比较少,更多的是苦辣咸。”时隔20年,李炜这样描述创立上海新傲的历程。
新傲科技创立之初通过技术创新解决了我国航空领域急需SOI产品的有无问题,但科技创新不但要仰望星空,也要脚踏实地,从科学技术到产业成果,一头连接着科研,一头连接着市场,实现这样的角色转变并不容易。
一方面,SOI硅片在国内缺乏完整的生态和市场。众所周知,半导体材料发展高度依赖于下游制造环节,美国、日本等国半导体材料的崛起无不与其先进的制造产业相关。国内没有配套的生态,SOI硅片难有突破。
另一方面,SOI硅片产业化所需要投入的资金超出想象。对于硅片产业的“烧钱”属性,王曦和团队或许尚有预料,但其“烧钱”程度确实超出了预期。为帮新傲打破资金瓶颈,疏通融资渠道,李炜东奔西走,融资的脚步从中央到地方各级政府,从国有银行到民间各类资本。李炜调侃说:“我后面在新傲十几年的工作,如果用一个字来形容,就是钱,想办法去找钱。每天一睁眼欠银行100多万元,每天都是这样,所以天天走钢丝,游走在资金断裂的边缘。”
有一次,李炜26天要解决1.3亿元的还款问题,到最后一天下午2点还差100万元,下午4点就要关账了,后来他从一个客户处要回了这救命的100万元才堵上缺口。这种争分夺秒的资金仗,李炜足足打了十余年。
就是在这样的情况下,王曦和李炜等人用十余年时间把新傲科技打造成国内唯一、世界先进的SOI生产基地及供应商。据介绍,新傲科技先开发出高端SIMOX技术,突破市场需求更广阔的键合技术,后自主研发出SOI新技术Simbond,并于2007年荣获国家科技进步一等奖。2014年在王曦与李炜等的推动下,新傲科技与法国Soitec开展技术合作,引入Smart-cut技术,进一步推动SOI硅片的量产与海外市场的开拓。新傲科技得以跻身国际高端硅基材料市场,成为世界主要SOI供应商之一。
从SOI到大硅片,国家使命感召下的命题作文
如果说创立新傲科技这一步是时代召唤下的大胆尝试,那么王曦、李炜等人跨出的第二步,创立上海新昇,就是国家使命感召下的命题作文。
长期以来,由于我国芯片代工业与国际先进水平相比发展滞后,难以对上游硅片形成拉动效应。2014年以前,国内硅片厂商基本集中在3~6英寸的小尺寸硅片制造上,有能力提供8英寸硅片的国产厂商已是罕见,12英寸硅片更是完全空白。作为半导体芯片制造的基石,硅片的战略意义不言而喻,在别人的墙基上砌房子,再大再漂亮也可能经不起风雨,国家对此早有突破之心。因此2012年前后,科技部将12英寸大硅片列为“02专项”三大重点项目之一。
到2014年,建设国产大硅片产线的时机终于成熟。一方面,中芯国际12英寸晶圆代工产线经过多年发展已基本成熟,对12英寸硅片的需求很大;另一方面,中芯国际创始人张汝京对发展国产大硅片有着浓厚的兴趣。再加上王曦、李炜等人十余年来的硅片产业化经验,天时地利人和至此齐备。2014年6月,在上海市政府的支持下,上海新昇正式成立。
不同于新傲科技时期的市场难寻,上海新昇做的大硅片生意从来不缺市场,缺的是人才和技术。王曦善于整合、利用资源的特质在此时便发挥了重要作用。顶尖人才的加入为新昇的发展提供了强有力的保障,从新昇创始人之一的张汝京,到后来出任上海新昇CEO的邱慈云,乃至期间上海新昇收罗的各式高端技术及管理人才,都与王曦的奔走、协调不无关系。
同时作为国家科技专项深度参与者,李炜带领新昇以优异成绩完成了“40—28nm”和“20—14nm”技术节点的两项12英寸大硅片02科技重大专项任务。经过6年努力,上海新昇已掌握14nm技术节点以上300mm硅单晶关键核心技术与大规模量产工艺。在产业化方面,上海新昇建成了一条月产25万片的300mm半导体硅片生产线,并率先在中国大陆实现规模化销售,累计出货突破300万片,客户覆盖所有国内主流半导体企业。
只要达到标准,清华校友总是帮忙的
值得一提的是,上海新昇迅速打开局面的背后,清华校友们的力量也不可忽视。大硅片的需求端,制造企业中芯国际CEO赵海军、中芯北方总经理张昕、合肥长鑫董事长朱一明、华虹宏力董事长张素心都是李炜的清华师兄弟;设计企业中的兆易创新、卓胜微、格科微、韦尔股份、闻泰科技也都是清华人创办的。大硅片产线的设备供应端,提供硅片生产所需的清洗机等设备的盛美半导体,提供硅片生产用抛光机的供应商华海清科同样由清华师兄弟发起成立。另外,以武岳峰为代表的一批清华投资者们则为硅产业及新昇的发展提供了强有力的资金助力。
李炜坦言:“在商言商,价格不对、质量不行肯定不能谈,但只要达到标准,清华校友总是帮忙的,给订单、给加急都好说。”
一切成功的秘诀在于不懈追求。从新傲科技到上海新昇,李炜在半导体硅片领域已经坚守奋战了整整20年。他说:“这个过程就像长跑,过程是很痛苦的,但跑完肯定是开心的。”
他的导师邹世昌曾说过:“我有生之年想为国家和民族多做点事情。”年轻时候的李炜深受感动却不能真正体会这种心境,时至今日,他深刻领会到了导师当年的心态。他说:“在当下国际竞争格局中,我们有机会在第一线为我们国家去争取一点权益,改变一些劣势,能够有这种机会我感觉还是幸运的。”