M6 米樂貨殖列傳丨彌費科技繆峰：做半導體時代的“淘金鏟子”

　　《史記·貨殖列傳》是最早專門記敘從事“貨殖”（商業(yè)）活動的杰出人物的史書著作，司馬遷闡釋的經(jīng)世濟民的經(jīng)濟思想和商業(yè)智慧，被譽為“歷史思想及于經(jīng)濟，是書蓋為創(chuàng)舉”。

　　新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重塑世界經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖。在這場大變局中，所有勇于創(chuàng)新、敢于擔當?shù)钠髽I(yè)家、創(chuàng)業(yè)者、打工人的故事，都值得被銘記。我們推出《澎湃財經(jīng)人物周刊·貨殖列傳》，講述全球化時代大潮中的商界人物故事。

　　世界上最干凈的地方，并非手術(shù)室，而是生產(chǎn)芯片的車間——在芯片世界，一顆灰塵，可能就意味著一座山。在晶圓廠的無塵生產(chǎn)車間里，無人搬送車沿著空中軌道一輛接著一輛密集穿梭。這些被稱作OHT（空中天車）的小車在各自路線上單向運行，一輛運送一盒25片晶圓，路過軌道交叉口時還要減速讓行。

　　晶圓制造是人類至今為止最復雜的制造業(yè)之一。一片晶圓要在幾百臺生產(chǎn)設備間流轉(zhuǎn)，數(shù)十次重入同類型的加工設備，經(jīng)過成百上千道工序，才會誕生數(shù)百顆指甲蓋大小的芯片，每一顆芯片上又層層疊疊地“塞”滿幾十億甚至上百億晶體管。

　　而OHT正是晶圓廠空中傳輸?shù)闹饕O備。比如臺積電的晶圓制造采用智能全自動化的物料搬運系統(tǒng)，每座工廠平均建有長達50公里的運輸軌道、2000臺搬運車，每日發(fā)車次數(shù)60萬次，宛如城市里的交通運輸。

　　軟件調(diào)度系統(tǒng)就像交通控制中心，調(diào)度不同批次晶圓在生產(chǎn)設備間流轉(zhuǎn)，一旦流程出錯，生產(chǎn)路徑就會堵塞。

　　這樣的智能化生產(chǎn)方式就由晶圓廠自動化物料搬運系統(tǒng)（AMHS）提供。在AMHS行業(yè)，過去所有玩家都是國外半導體設備公司，而如今，我國也誕生了本土AMHS半導體設備生產(chǎn)供應商彌費實業(yè)（上海）有限公司（即“彌費科技”）。

　　彌費科技創(chuàng)始人兼CEO繆峰日前在上海接受澎湃新聞（）專訪時表示，通常12英寸晶圓廠一套完整的AMHS占晶圓廠固定的3%左右，一座超大規(guī)模量產(chǎn)的半導體工廠AMHS就需要數(shù)千萬美元甚至數(shù)億美元。過去這一領域主要由國外兩家半導體設備巨頭壟斷，彌費科技的加入意味著在中國市場有了第三個玩家參與游戲。

　　工欲善其事必先利其器，有人淘金，就有賣淘金鏟子的需求，繆峰就像是芯片時代賣“淘金鏟子”的人。當前，全球缺芯現(xiàn)象愈演愈烈，半導體行業(yè)產(chǎn)能緊張。晶圓代工廠訂單飽滿，大規(guī)模新建產(chǎn)能直接利好上游半導體設備行業(yè)。

　　“半導體行業(yè)一直是個周期性行業(yè)。”繆峰也感受到行業(yè)在變化，在這行工作15年，他經(jīng)歷過幾次上行下降。對他來說，只要芯片需求在生長，晶圓廠在蓋，他的機會就在不斷提升。

　　2006年大學畢業(yè)后，繆峰從半導體行業(yè)一線工程師開始摸爬滾打，在8英寸晶圓廠擔任過自動化軟件開發(fā)工程師，也做過國外12英寸晶圓廠的自動化物料搬運系統(tǒng)材料控制系統(tǒng)工程師。

　　2000年前后，國內(nèi)晶圓代工廠在上海建廠。但近20年來，半導體AMHS市場主要被兩家國外半導體設備公司壟斷。

　　繆峰說，半導體設備行業(yè)技術(shù)壁壘高，但競爭對手少，他覺得這是個商業(yè)機會，即使當時在外企擁有不錯的工作、穩(wěn)定的收入，也沒有讓他放棄創(chuàng)業(yè)的想法。

　　2014年，繆峰在上海創(chuàng)立半導體自動化設備公司彌費科技，研發(fā)半導體晶圓廠的自動化物料搬運系統(tǒng)，而那時候半導體行業(yè)還不像如今這樣火熱。

　　AMHS是硬件和軟件的組合，可劃分為傳輸設備、存儲設備、凈化設備和控制軟件。空中天車（OHT）、地面自主搬運機器人（AMR）、智能晶圓存儲設備（STK）等硬件設備，以及調(diào)度這些硬件設備的軟件系統(tǒng)（MDS）是晶圓廠一套完整的AMHS系統(tǒng)，這也是晶圓廠背后物料轉(zhuǎn)移的生命線。

　　AMHS是一套龐大的系統(tǒng)，但它不像半導體工藝制程設備那樣需要5年、10年才能完成全部驗證?？姺宓慕?jīng)驗是，“當你一口氣吃不下那么多的時候，可以從一個設備開始分階段開發(fā)，最后把所有產(chǎn)品組合起來，完成一整套AMHS交付給晶圓廠?！?/p>

　　地面移動機器人是彌費科技邁出的第一步。國外半導體設備巨頭在AMHS領域已有20多年的積淀和發(fā)展，近幾年，由于人力資源緊張，晶圓廠對良率要求越來越高，像地面移動機器人這樣的地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)需求凸顯，新增市場使得國內(nèi)外供應商幾乎站在同一起跑線。

　　從2016年起，彌費科技陸續(xù)為國內(nèi)外多個8英寸和12英寸晶圓廠提供AMHS產(chǎn)品，包括調(diào)度軟件、傳送及存儲設備，并為40/28納米及以下先進工藝節(jié)點提供凈化設備。目前一些成熟設備在國內(nèi)某些晶圓廠里能達到10%-20%的市場占有率，個別產(chǎn)品接近30%。

　　“本土的半導體設備生產(chǎn)供應商如果有一些突破，在這個領域可以比較快地打開市場?！笨姺逭f，通常12英寸晶圓廠一套完整的AMHS占晶圓廠固定的3%左右，一座超大規(guī)模量產(chǎn)的半導體工廠AMHS就需要數(shù)千萬美元甚至數(shù)億美元。彌費科技的加入意味著在中國市場有了第三個玩家參與游戲，而國內(nèi)晶圓廠頭部企業(yè)也開始給國產(chǎn)半導體設備廠商更多機會。

　　晶圓制造是世界上最復雜的制造業(yè)之一。一片晶圓要在幾百臺設備間流轉(zhuǎn)，數(shù)十次重入同類型的加工設備，經(jīng)過成百上千道工序，其復雜程度，甚至超過大都市的公共交通系統(tǒng)。

　　晶圓廠對潔凈度等級要求也極度嚴苛。潔凈室里產(chǎn)生最大污染的是人，如果減少人的活動，勢必對產(chǎn)品良率帶來提升。

　　相比機器，人力搬運物料效率也更低，“我們以前在晶圓廠里都干過，交接班或吃中飯的時候，設備稼動率明顯下降，但機器人不會存在這個問題，只要有電，它就一直在執(zhí)行搬運任務。”

　　AMHS的出現(xiàn)就是要保證每一片晶圓的每一個流程正確，最大限度利用生產(chǎn)設備，減少空置狀態(tài)，提升產(chǎn)品良率。

　　OHT是晶圓廠空中傳輸?shù)闹饕O備，一輛無人搬送車運送一盒晶圓，沿著空中軌道一輛接著一輛密集穿梭，執(zhí)行搬運和傳送任務，自主移動機器人行走在工廠走道，智能存儲晶圓設備記錄著每一批貨物的位置。

　　繆峰說，晶圓廠每天有幾十萬條傳送任務。這時候，軟件調(diào)度系統(tǒng)就像城市里的交通控制中心，指揮和控制整個生產(chǎn)過程，調(diào)控不同批次晶圓在生產(chǎn)設備間的流轉(zhuǎn)，一旦流程出錯，生產(chǎn)路徑就會堵塞。而如果沒有適當?shù)奈锪线\送過去，對生產(chǎn)設備來說就是極大浪費，“每一臺設備都很貴，我們希望它一直是滿產(chǎn)的?！?/p>

　　彌費科技正在開發(fā)的天車OHT即將進入某晶圓廠進行設備驗證，而軟件調(diào)度系統(tǒng)是控制整個晶圓廠自動化物料搬運系統(tǒng)的核心軟件。

　　去年，彌費科技和華中科技大學成立AI算法研究室，將AI算法引入半導體調(diào)度系統(tǒng)，研究傳送任務排序和傳送路徑的優(yōu)化，以此提高晶圓廠生產(chǎn)效率。

　　晶圓制造的復雜流程帶來龐大數(shù)據(jù)量。彌費科技找到國內(nèi)某12英寸晶圓廠，利用這家晶圓廠過去10年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)推算出現(xiàn)有系統(tǒng)傳送任務的排序和傳送路徑的選擇。

　　繆峰認為，自動化物料搬運系統(tǒng)的未來還是在于調(diào)度系統(tǒng)。以前需要100輛傳送小車才能完成的事，未來能否用80輛就能完成？調(diào)度系統(tǒng)的核心算法是最主要的突破口。

　　“AI算法是可以不斷迭代的，和友商在硬件差不多的情況下，軟件和算法層面可以不斷優(yōu)化，AMHS的靈魂可以不斷升級?！边^去二三十年形成的技術(shù)已經(jīng)穩(wěn)定，但也意味著缺乏進一步突破的動力。而提升整個系統(tǒng)的效率，他認為這是未來從事這個專業(yè)的人需要思考的。

　　當前，全球缺芯現(xiàn)象愈演愈烈，半導體行業(yè)產(chǎn)能緊張。晶圓代工廠訂單飽滿，代工價格上漲。產(chǎn)能擴張之下，半導體設備獲得發(fā)展良機。晶圓廠大規(guī)模新建產(chǎn)能，直接利好上游半導體設備行業(yè)。

　　國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會SEMI報告顯示，全球半導體制造商將在今年年底前開始建設19座新的高產(chǎn)能晶圓廠，并在2022年再開工建設10座，以滿足市場對芯片的加速需求。未來幾年，這29座晶圓廠的設備支出預計將超1400億美元。

　　圖為光罩存儲架，用于臨時存儲光罩盒。光罩盒的作用是存放用于存儲芯片電路圖形的光罩。在無塵室內(nèi)，用于存儲光罩的光罩盒在進入光刻機前被臨時存儲在光罩盒存儲架上，光罩盒存儲架的儲位可將超純凈干燥空氣或氮氣持續(xù)吹入光罩盒內(nèi)，以保證光罩（芯片電路圖形）的潔凈度和干燥度。

　　29個項目中，中國共有16個新晶圓廠建設項目。啟明創(chuàng)投合伙人葉冠泰在接受澎湃新聞（）記者采訪時表示，中國是全世界購買晶圓生產(chǎn)設備最大的國家，也是最大的市場。另一方面，過去我國推動半導體發(fā)展多聚焦芯片設計，在生產(chǎn)方面，半導體制造設備需要有更大的自主可控性。

　　半導體設備細分領域多，包括光刻機、刻蝕機、涂膠機、清洗機等。葉冠泰說，目前在國內(nèi)的晶圓廠里，中國自主生產(chǎn)半導體設備的市場份額不到15%，因此有非常大的空間讓新的國產(chǎn)設備廠商進入；而AMHS每年大約有200億元的市場規(guī)模，過去主要被國外廠家壟斷。

　　“在AMHS行業(yè)里，以往所有玩家都是國外的，彌費科技目前是中國最早入局AMHS系統(tǒng)研發(fā)的本土玩家?！比~冠泰說，在當前全球缺芯、產(chǎn)能擴張局勢下，海外半導體設備供應商產(chǎn)能不足，在疫情中也無法提供有效的技術(shù)支持來服務于國內(nèi)客戶。

　　而半導體設備的先發(fā)優(yōu)勢也非常重要，“對一個動輒幾百億元造價的晶圓廠來說，更換設備廠商所需要的工程成本、時間成本、技術(shù)人員的人力成本都是巨大的，所以它不會輕易去替換。” 葉冠泰對澎湃新聞（）表示。

　　繆峰提到，對晶圓廠來說，每一次引入新的設備廠商實際上是損失了一部分效率來驗證設備，這個過程往往傷筋動骨?！皣鴥?nèi)已經(jīng)有自主可控的設備廠商能提供替代供應鏈上的環(huán)節(jié)時，晶圓廠想的是如何滿產(chǎn)生產(chǎn)，而不是考慮持續(xù)引入新玩家來降低成本。”

　　“半導體行業(yè)一直是個周期性行業(yè)?！笨姺逡哺惺艿叫袠I(yè)在變化，在這行工作15年，他經(jīng)歷過幾次上行下降。今年彌費科技AMHS產(chǎn)品增速比去年翻了三倍，明后年也將保持高速增長。不管是汽車芯片緊缺還是消費電子芯片緊缺，對晶圓廠來說，用的都是同一類傳送系統(tǒng)。

　　“我們這些產(chǎn)品，無論是在A Fab（晶圓廠）還是B Fab，只要你是8英寸晶圓，那就是同一條線英寸晶圓就是另一條線?！笨姺逵X得彌費只是AMHS里的小玩家，但只要芯片需求在生長，晶圓廠在蓋，他的機會就在不斷提升。米樂 M6