华体会,华体会体育官网,华体会体育,华体会体育APP下载王陆平博士拥有丰富的半导体材料行业经验,曾在美国先进技术材料公司(ATMI)以及大阳日酸特殊气体(上海)有限公司担任重要管理职务。2013年以来,他全面负责高纯电子特气业务,特别是国家“02专项”中高纯砷烷、磷烷等特种气体的研发与产业化工作,为中国集成电路产业的自主可控发展作出了重要贡献。
周德金博士毕业于复旦大学集成电路专业,同时也是MBA、高级工程师、江苏省产业教授。先后主持或参与国家核高基重大专项、工信部电子发展基金,科技部重点研发、江苏省成果转化、江苏重点研发等国家以及省市科研与产业化项目十余项;并先后获得上海市科技进步奖二等奖、中国电子科技进步奖一等奖、人社部第一届博士后创新创业大赛铜奖、中国发明协会科技创新二等奖;授权发明专利40余件,发表专业论文20余篇。
毛示旻博士毕业于美国伊利诺伊大学香槟分校材料工程,2020年10月加入华登太平洋创业投资管理有限公司(简称:华登国际投资)至今主导了中安半导体、安德科铭、和研科技等多个半导体和硬科技类项目。加入华登国际之前在硅谷及中国从事相关的产品研发及风险投资工作,包括美国应用材料公司、HEDA Venture、梧桐树资本及中科创星。
王刚博士毕业于上海交通大学低温工程专业,是低温精馏产业转化的领军人物。自创立万气精仪以来,他专注于高端气体材料的提纯工艺研发与设备制造,成功实现了碳13、氩40等稳定同位素的国产化量产,打破了国外技术垄断。
电子特气是半导体产业的“血液”,更是材料自主可控的关键一环。当 AI 芯片、先进制程、量子计算加速迭代,国产电子特气能否跟上场景升级、突破配套与验证瓶颈?在未来,这是确定性机会,还是新一轮“卡脖子”考验?本期《大咖谈芯》对话四位产业链从业者,从一线实践出发,直击国产替代进度、协同堵点与未来增长点,共探电子气体到制造全链条的价值共振之路。
幻实:我们今天的主题叫作“半导体产业链协同创新——从电子气体到制造全链条的价值共振”。电子气体在整个半导体材料中虽占比第二,但若没有这口气,整个产业将难以为继。
首先,我想请各位嘉宾从自身专业视角出发,围绕以下问题展开探讨:电子气体在半导体全产业链中的核心价值体现在哪些方面?当前国内电子特气在成熟制程与先进制程的国产替代进展如何?从各自领域来看,实现电子气体全链条自主可控,最核心的卡点是什么?
无锡市集成电路学会秘书长、清华研究院集成电路创新服务平台主任 周德金(左三)
王陆平:电子特气的国产化工作始于2012年。大家熟知的国家02专项,即电子材料装备的科研项目,其核心目标正是解决芯片制造及相关材料的国产化问题。2012年,按种类统计,我们评估国内电子特气的国产化率约为5%。
至2025年,我们对国内电子特气的市场占有率重新统计:包括南京台积电在内的全球顶尖芯片制造商,其电子特气国产化占比已经超过 60%;而国内本土芯片制造商的国产化程度则更高,已经超过 80%。所以从电子特气领域来看,国产化任务基本已经完成了。目前尚需攻关的主要是同位素特气,但我相信,无论成熟制程还是先进制程,电子气体国产化率有望在2027年达到100%。
幻实:王博士作为02专项专家,亲历并见证了行业发展历程,给出了非常明确的100%国产化的时间节点—— 2027 年。期待在各方协同努力下,这一愿景如期达成。请问周总您作为行业平台方,对产业有什么样的感受呢?
周德金:王博士负责的是02专项,我当时负责的是01专项,即“核高基”(核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品)。02专项则聚焦大规模集成电路成套工艺。我的第一点感受是:电子气体的发展和装备的发展是保持同步的,因为多数气体要配套装备使用,所以装备其实是气体发展的基础支撑。不过正如王博士所言,气体的发展略快于装备,需要有一定的提前量,而且装备本身发展更为复杂,难度也更大。
关于曹总刚才提到的行业堵点,我个人理解,目前国内气体发展最核心的卡点还是应用——即如何在装备、工厂及Foundry(晶圆代工厂)中去使用国产化气体。只有应用才能牵引气体行业持续创新和发展。如果国内产线普遍愿意采用国产气体,其发展前景必然十分广阔。但目前国内先进制程尚存短板,对应最先进工艺所需的电子气体,其发展进度自然相对滞后。以上是我的个人见解。
毛示旻:王博士刚才提供的数据是真实可信的。从我们投资行业的视角来看,大约在两三年以前,业内对电子特气领域的投资已较为稀少,仅在前驱体等少数细分赛道还有少量布局。
幻实:希望我们本次的电子气体创新赛路演能改变电子特气领域投资偏少的现状。
毛示旻:确实如王博士和周总所说,从产业角度来看,未来几年内电子特气有望实现百分之百的国产化覆盖,尤其是在成熟制程方面。但从投资视角出发,“中国制造”的标签特征依旧十分突出。未来国内上游供应链企业,不只是要追求百分百的国产化率,更需要在实际利用率、产能规模以及国内整体使用占比等方面持续提升。
此外,我预计国内企业将逐步走向世界,为国际大厂及海外市场提供产品和服务。因此,站在投资角度来看,“从0到1”的国产化布局阶段已接近尾声。而“从1到10”,“从10到100”的进程——即中国企业通过平台化发展,进而走向全球化,会是充满机遇、大有可为的投资方向。
王刚:三位嘉宾刚才的介绍表明,目前电子特气国产化率已经达到80%以上。作为从事气体提纯与精馏的技术人员,我对此深有体会。关于当前的核心卡点,我想借用一句话:当下先进制程对电子气体日益增长的需求,和我们国内气体精馏、纯化团队现有技术水平之间,仍存在差异和矛盾。我们需要进一步提升技术能力,加强信息交流,以更好地支撑更先进制程的发展。这其中既包括王博士提到的同位素分离,也涵盖光量子芯片所需各类新材料的制备和提纯。以上是我的一些感受。
幻实:目前产业链上下游、产学研用、资本之间仍存在 “各自为战” 的现象。我请各位嘉宾依次分享:我们应建立怎样的协同机制,才能真正实现从电子气体到晶圆制造、封测等全链条的价值共振?在协同推进过程中,最大的现实障碍是什么?
王陆平:我认为主要有两方面原因。第一,从电子特气行业来看,国内小型公司数量非常多,但缺乏大型龙头企业。这就导致资源分散,很难形成合力去攻克关键核心技术难题。我觉得这也是产业发展必经之路:经过一段各自创新、蓬勃发展的阶段后,行业会逐步走向整合。目前国家也在积极推动小型公司的整合与一体化,以此集中优质的研发技术力量,解决行业关键难题。
第二,或许是一个更大的问题——知识产权的保护亟待加强。这个问题解决不了,我们产业发展将难以为继。企业会倾向于做一些“短平快”的项目,因为投入大量精力和资金研发出的成果,如果轻易被抄袭、被拿去产业化,这对原创企业极不公平。长此以往,大家都不愿意去承担“啃骨头”式的长期攻关任务。因此,当前知识产权保护是非常重要的事情。
王刚:我们看到,终端用户出于自身风险考量和收益预期,往往不愿,也不敢轻易更换材料,这已成为较难突破的瓶颈。我建议技术团队及专业技术机构借鉴美国NIST等公开物性分析平台的建设模式,搭建行业数据库,做好基础技术的累积,从而有效推动终端产业发展,降低应用风险。当前,终端企业若要采用新分子、新材料,往往需要经历漫长的研发和迭代周期。如果能建立公开统一的系统平台,沉淀基础数据,将大幅提升研发效率,同时降低时间、成本与风险。
幻实:您提出了一个非常有价值的解决思路——谁掌握了数据平台,谁就拥有话语权。
毛示旻:幻实提的这个问题涉及范围比较广。从投资角度来看,现在产业、政府与资本之间的纽带已较以往明显改善。例如今天在电子气体创新赛的平台上,各方都可以坐在一起交流。但站在资本视角,如何提高资金的使用效率至关重要。我主要有以下几点看法:第一,整个半导体行业都具备长周期、回报慢、需要大量研发和资金投入的特点。这就要求资本具备足够的耐心,即当前所倡导的“耐心资本”。同时资本背后的 LP (Limited Partner有限合伙人)同样需要保持耐心,因为很多资本的投资布局,很大程度上会受 LP 诉求的客观影响。因此,保持耐心,是整个行业都需要共同重视的问题。
毛示旻:第二点,从效率角度来看,我非常认同王博士的观点。目前行业整体仍较为分散,上市公司虽具备一定规模,但平台化程度仍有不足,与全球气体巨头相比,整体体量依旧偏小。非上市公司数量众多,其中一部分拥有自身独特技术,但也有部分企业正如王博士所说,要关注其专利状况等问题。“国产替代”不能变成“替代国产”,——行业内部不应该一味陷入价格战与同质化竞争。这既不是行业最希望看到的,也不是资本效率的最优状态。
未来,在半导体气体乃至整个半导体材料赛道,我们会更加注重扶持与陪伴优秀的企业家和优秀的企业。因为只有优秀的企业和企业家,才能逐步整合当前分散的产业格局。这一过程需要多长时间我们尚且无法预判,但是在产业界(如协会)、资本与政府各方的共同努力下,结合王博士对未来百分之百国产化率的预判,可能再有十年,中国将会涌现出比肩全球半导体材料巨头、市值达千亿欧元乃至千亿美金的半导体材料公司或电子材料公司。
幻实:现在电子特气领域的上市公司市值达到百亿规模已属可观,我们也关注到南大光电的市值在持续增长。希望各位深耕行业数十年的朋友们,都能早日迈入千亿市值的大门。接下来想请问周总,作为行业平台方,您见证了众多企业的成长,对于产业链如何实现协同发展、打破“各自为政”的现状,有什么样的建议?
周德金:我认为协同发展要从两个方面着手。首先是产业链协同。我们把电子气体看作是半导体的配套材料,它的核心应用场景在于半导体工艺制造过程。建议由大型半导体工艺厂担任“链主”单位,牵头建设集成电路电子气体的研发或应用验证平台。正如我在第一个问题中提及的,应用验证至关重要——无论是国产化设备创新,还是国产化气体的创新,都高度依赖专业的应用验证平台。因此,可以搭建这样一个应用验证平台,由工艺厂商牵头,或者由政府参与共同建设。
第二是产学研用一体化协同。其实我们今天所举办的气体圈子的展会活动以及本次大赛,本身就搭建了良好的交流平台,促进了各方的充分沟通。我所在的无锡市集成电路学会,一直承担着连接高校院所和企业之间的桥梁职能,所以我们自己也会组织各类的活动。
例如,4月底我们将前往华润微电子开展党建交流,同时邀请多家设备厂商及配套企业参与,专门搭建对接平台,促进各方深入互动。很多时候,我们会默认工艺厂商一定会知道我是做气体的,但实际情况并非如此——即便有所耳闻,也未必足够深入。所以无论是学会、协会或者行业圈层,包括曹总这边的平台,都应该创造更多的交流机会。这一点非常重要。以上就是我从产业链协同和产学研协同这两个方面的分享,谢谢。
幻实:受益匪浅。今后我也希望借鉴这种党建联动的模式,带领大家走进大型企业进行深度交流,这确实是一种非常好的方式。请问王博士,关于建立产业链协同机制的话题,您是否有需要补充的看法?
王陆平:确实如毛总所言,这是一个覆盖面比较广、复杂度较高的议题。几乎所有行业论坛都会把产学研协同拿来探讨,目前整个行业也还处在探索阶段。由于国内各类机构的架构设置不同,各自有着差异化的定位和目标。因此,站在企业角度,我们更倾向于通过非公开渠道与客户、高校及科研院所开展合作。
往更高层面说,我们还需要与政府相关机构建立良好的常态化沟通机制,真实地反映行业诉求。问题在于,学校、企业、协会的考核标准都不一样,导致大家的行为方式不一样,因而现在很难让不同的机构真正拧成一股绳、朝共同目标努力。我认为,这一问题或许更适合在国家层面进行统筹讨论。
幻实:我们本次电子气体创新赛也是政府主导的赛事活动,希望通过这种方式向上传递声音。大家多尽一份努力,产业就能多一点改变。
幻实:面向未来3–5年,先进制程、量子计算、第三代半导体、AI 芯片等新技术快速发展,我想请各位嘉宾预判:这些趋势将对电子气体提出哪些新的技术与品质要求?产业链各方应如何提前布局,抓住下一阶段产业增长点?
王陆平:我认为电子特气的国产化任务基本已经完成。电子特气有一个特点,它的生命周期很长。从早期的微米级技术节点演进到如今的纳米级节点,电子特气的品类本身变化并不大,整体应用生命周期持久。随着 AI 芯片与先进制程的持续迭代升级,电子特气必将伴随芯片产业的发展同步扩展,这一点毋庸置疑。
然而,仍有部分电子特气配套产品的国产化任务尚未完成,例如分析仪器、包装容器,尤其是阀门等,共计十几类跟气体产品相关的配套产品。包括仪器探测器、尾气处理、阀门等,均存在较大发展机遇。目前受美国技术封锁的影响,配套产品领域受到的冲击较为显著。我们认为,未来几年内,电子特气配套产业链的发展机会将远超气体产品本身。因此,号召业界同仁在这些方面共同努力。
幻实:您说的这点我深有同感。这两天在气博会交流期间,我遇到一位从业者,他感慨自己已经成功研发出特气产品,却因为找不到合适的包装容器而无法出货销售——没有专用气瓶,产品卡在了配套环节。这也是当下行业面临的一个现实而棘手的痛点。
周德金:刚才讨论的 AI、第三代半导体、量子计算和先进制程,在我看来它们本质上高度相通 ——AI ,因为AI的核心就在于先进制程。此外,据我判断,氮化镓、碳化硅为核心的第三代半导体,其未来的重要应用场景也将会集中在AI数据中心。在逆变、节能等领域,这些技术的应用规模甚至可能超过汽车领域。
近期各类产品价格持续上涨,无论是功率器件还是电源产品,均出现明显涨价趋势。究其原因,先进制程挤占了大量产能,导致很多工厂不得不连续上调产品价格。王博士刚才提到,目前特气产品的国产化率已处于较高水平。但我认为,未来国产制程将会不断向更先进节点演进。现阶段,28纳米及以上,甚至14纳米及以上制程的国产化率已经非常高,但未来国内开始推进2纳米或3纳米制程的国产化时,电子特气的国产化率将面临新一轮更为严峻的考验。
周德金:随着人工智能技术的发展,中国台湾地区已实现一点几纳米制程的工艺水平。对于大陆来说,真正的核心目标,不只是满足大陆现有制程的需求,更要努力把国产电子特气送入台积电这类头部芯片制造商的供应链,满足两纳米乃至一点几纳米制程的需求。这是我们奋斗的方向。
毛示旻:当前这些前沿赛道,正如周总所言,AI绝对是大势所趋。我有一个直观感受:无论是化合物半导体、AI 芯片,还是先进制程,其最终的核心驱动力均来自终端应用。因此,我对中国先进制程以及整个产业发展充满信心——背后的驱动力正是庞大的用户使用量。如今大家每天提到的“龙虾”“Token”,中国在C端或B端API接口层面,体量均十分可观。
因此,我认为两点:第一,未来的产业方向和技术创新,一定是由终端应用来驱动。第二,未来颠覆性的新技术与新赛道,将更多由新生代年轻创业者来引领。我们今天看到,在同位素、前沿新材料等硬核领域,以及深耕产学研融合的青年创业者身上,行业未来的突破希望很大程度上寄托于此。以国内半导体发展历程为例,长江存储开拓性推出X-tacking的技术,随之催生了键合、异质键合等大量全新工艺。在这些新工艺、新材料领域,我们国内的技术实力已经能够和国际巨头并驾齐驱。
长远来看,我们一方面要持续追赶先进制程的步伐;另一方面,在光电、AI、量子、二维半导体等新兴赛道上,中国拥有大量的发展机遇。而这些大量的机遇,正有待我们今天在场的学生、年轻人以及青年科学家、企业家去把握和实现。王博士已经完成了从0到1的突破,而从1到100的征程,则需要倚重在座的年轻一代。
王刚:我可以结合自身接触到的行业信息,给大家分享几点观察。在先进制程领域里,随着芯片堆叠的层数不断增加,槽道深度也持续加大,以往未被充分关注的气体纯度与杂质问题如今逐渐凸显。以氟碳气为例,它同时用于刻蚀和沉积两种工艺。之前对此类气体的标准往往采用一刀切的要求,而现在则需要把气体中的杂质成分以及工艺的机理研究得更加透彻。这既是当下面临的新挑战,也是电子特气行业全新的机遇。
王刚:与此同时,当前AI产业的核心痛点集中在芯片散热、功耗控制与能耗优化上。主动散热是一种解决路径,例如通过散热器以更低成本的能耗去实现散热目标;另一个方向则是在芯片内部采用新型材料替代传统材料,其中同位素材料展现出良好的发展前景。此外,量子芯片以及高端先进制程芯片的制造,也都会用到同位素类气体材料。这类材料在同位素丰度、超高纯度,以及工艺作用机理方面,仍存在大量亟待攻克的技术难题。以同位素体系为例,锗、硼只有二元同位素体系,而硅则包含硅28、硅29、硅30的三元同位素体系。如何通过调配优化不同同位素的配比,去适配不同产线、不同工艺的要求,是较为细节的问题,但也蕴含着重要机遇。
幻实:刚才各位嘉宾分享的,都是当下创业最热门、最有前景的赛道,最近也确实看到很多创业团队都在布局相关产品。我最后再问一个收尾问题:在座各位来自不同领域、背景各异,想请大家站在各自行业视角,给咱们电子气体及半导体产业链的同仁们,送上一句寄语或是行业展望。
王陆平:作为一个做电子特气做了几十年的人,我是希望我们目前国内的年轻人,一定要有这个敢闯敢干的精神。不要被条条框框束缚,也不要光是为了钱来寻找自己的工作,而是要勇敢地去选择你喜欢的,选择能够解决国家问题的项目去挑战。你们一定能够做得好。
周德金:我希望能够以应用为牵引、以技术为驱动、以平台为载体,产学研用相结合,实现集成电路产业跨越式、高质量发展。我们大家共同努力,谢谢。
王刚:我最后就说一句话,既是勉励自己,也和大家共勉:电子特气行业虽说整体体量不算大,但是我们未尝不可以做气体行业里的张雪机车。
王刚:对,要努力地去做一些正确,短期看似困难,但长期又有一定回报的事情。
幻实:听完各位嘉宾的分享我特别有感触。王陆平博士也寄语年轻人,不要只为薪资去择业。其实投身电子特气、深耕国产替代这件事本身就特别有情怀、有价值。在微观的分子世界里做提纯、做杂质管控、做精密监测,默默攻克“卡脖子”技术,本身就是一件很酷的事。所以今天我们有这么多学生在现场,你们真的来对了,希望对你们以后职业生涯有所启发。非常感谢大家一直以来对气体产业链的关注与支持,也期待未来大家继续携手同行,一起助力行业攻坚克难、做强做大。