芯耀
与非AI
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芯栋微（上海）半导体技术有限公司（简称“芯栋微”）成立于2016年4月。公司专注于半导体湿法制程电镀设备及相关湿法装备的研发、生产、销售及服务，提供晶圆级湿制程电镀装备、湿法装备与化学药液的一体化工艺服务平台。主力产品包括水平电镀设备、化学镀设备、清洗/去胶设备及供液系统。
编者按
从CPU到GPU，从HBM到Chiplet，几乎所有高性能芯片都与一种名为“大马士革”的金属互连工艺有关。它源自两千年前古叙利亚工匠的金属镶嵌智慧：“先刻槽，后填金”，让铜互连得以在纳米尺度上精准实现。没有它，摩尔定律可能早就止步于90纳米。本期《芯片揭秘・大咖谈芯》，对话深耕行业二十载的芯栋微董事长印琼玲，带你读懂这门技术门槛极高的芯片制造工序。
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*以下为播客文字整理版，已获嘉宾确认和授权。
另辟赛道：从微电子到半导体ECD设备
幻实：印总，我看您的专业是微电子，跟我们半导体行业强相关。我知道有很多学微电子的朋友都去做芯片设计了，请问您在创立芯栋微时，为何没有选择芯片设计，而是直接挑战电化学沉积（ECD/ECP）设备这座由国际巨头把守的“堡垒”？您是当时看到了一个具体的市场缺口，还是基于一种“非做不可”的技术执念？
电化学沉积：英文 Electrochemical Deposition，缩写 ECD。业内高频简称：ECP（Electrochemical Plating，电化学镀）。
印琼玲：对，我是学微电子材料的。我的很多同学、伙伴都在这个行业里面。其实半导体这个行业，无论哪个岗位都很重要，它是一个务实的、你花时间就能出成绩的行业，需要的人才种类也很多。
我选择做设备其实也挺机缘巧合的。当时大部分同学都选择去做跟材料直接相关的工艺，我选择了做设备，没想到一做就是二十几年。今天我还能在这个行业里面，还能够为半导体制造或微电子设计去做服务，是挺幸运的一件事情。
我觉得做这行心态一定要好，一定要坚持长期主义。因为技术一直在发展，每一代新的产品都需要新的生产技术。无论是在美国还是在亚太地区，半导体发展比较好的地方，都是市场应用场景驱动设备材料不断进步的，这么一个循环往复的过程。身在其中，是很幸福的一件事情。
幻实：坚持下来的都是王者。尤其是中国半导体一直在高速发展中。您作为亲历者，应该深有感触，这个行业从您刚加入时的微小，到今天有这么多企业和观众挤满九峰山论坛，变化太大了。
印琼玲：是的。我从业这么多年，经历了好几个阶段。原来我们的发展受国际市场变化影响很大，现在不一样了，终端市场就在中国——不管是汽车，还是各种各样的化合物芯片，我们更贴近需求。受国内市场驱动，各行各业都是如此重要，这给了全行业的从业人员一个新的机遇。未来芯片一定是工业的基础和粮食，我们只能尽自己的一份力，做好自己专业的事情，持续努力下去。
幻实：非常务实的发言。回到芯栋微的定位，电镀设备。我刚开始听“电镀”这个词，感觉特别传统，心想那不是做表面加工的吗？您给我们讲讲为什么要做电镀？您可是20年的老兵了，选的方向背后，肯定有我们看不到的机遇。
印琼玲：其实还是表面加工，只不过我们是在硅片上做表面加工。我选择做电镀分两个阶段。我前一段工作经历主要做湿制程的设备，还不是专注在电镀上。之后我选择与上海新阳合作，牵头组建电镀设备专项团队，这才算正式迈入第二阶段。
电子电镀在半导体和泛半导体领域的应用非常广泛，只要涉及金属互连、电源连通，就有铜、金、镍、银这些金属在硅片表面沉积的工序。我们十年前开始专注做电镀设备，看到的是旺盛的需求：大量新应用催生的新芯片，都需要更好的金属沉积技术。所以我们选择了这个赛道。这个赛道本身也有特殊性，它既需要扎实的硬件功底，又是做硅片表面处理的微纳加工。
幻实：我前面不应该提什么“表面处理”，这么高大上的技术被我硬生生说小了。
印琼玲：但你说得一点都没错，两者基本原理是一样的。只是微纳尺度下的电化学原理仍是行业 “黑盒子”，不少工艺尚未吃透原理，却已经落地量产。所以初期很大一部分客户不愿意替换我们的设备或材料。
不过这些年国产化推进下来，大家心态开放了很多，都欢迎国产材料和设备，但你也不能为了国产化而国产化，最终还是要为客户创造价值。为此我们自建了一个专属电镀实验室，对外开放，联动各类电镀材料厂商协同研发，共同进步。
幻实：那你的这个实验室平台建在哪里？
印琼玲：在上海临港。如果大家要测试工艺，可以来我们实验室，我们会帮助客户做前期的探索性工艺验证，找到合适的方法后再匹配更适合的设备平台。因为每家客户的产能和生产管理方式都不太一样。
幻实：也就是说你们卖设备还得包工艺？
印琼玲：是的，因为它还是比较新的一道工序。集成电路用到铜制程是从1998年以后才有的。
纳米雕刻遇阻：设备与材料的双重卡点
幻实：芯栋微的核心技术是大马士革金属互连工艺。这个名字听起来很浪漫，但实际上是目前芯片制造中技术难度最高的工艺之一。我想请印总解释一下：大马士革工艺的难点到底在哪？为什么它比普通的电镀要难得多？
大马士革金属互连工艺（Damascene Process）：简称大马士革工艺，是芯片制造后道（BEOL）用于制作铜互连的核心技术，名字源自古代大马士革城的金属镶嵌工艺。因为它位于晶圆制造（Fab）阶段、不属于封装，行业普遍称为前道电镀设备。
印琼玲：从电子电镀在半导体中的应用来看，大马士革、TSV、先进封装的微凸点和再布线等等，每一道工序都有各自的课题。大马士革的主要问题是线宽尺寸太小，带来的挑战包括新药水的应用、药水成本控制。交付后的真正难点在于为客户创造价值，客户拿到这道工序后的整体成本是否可控，是否能够重复可靠地投入生产当中？
从技术应用上来讲，我们需要通过实验室做大量的实验，对电镀步骤分步拆解、分步落实，来保证表面均匀性、一致性都能够得到保障。
幻实：你们现在布局的技术路线多吗？
印琼玲：现在整个设备市场是百花齐放、百舸争流的状态。我们不想做平台型公司，什么产品都做，而是希望专注在电镀这一个应用上。所幸电镀这套工序应用场景非常多，所有集成电路都有金属互连和金属成膜这道工序，只是实现方式不同。
幻实：你们想在电镀方向做到极致。您觉得目前市场上的需求缺口，国际友商能满足吗？我们国产厂商跟他们比差距大吗？
印琼玲：国际上专门做电镀设备的前三大家包括泛林集团（Lam Research Corporation）、应用材料（Applied Materials, Inc.），还有原东电旗下后被ASMPT收购的相关主体，外加欧美几家规模较小的厂商。这道工艺交叉学科非常严重，国内在某些细分技术点上已经做得不错，甚至比国际做得好，但从整体市占率和产业链成熟度来看，还有差距。
从市占率来讲，泛林一定是最大的，并且他们有先发优势。他们在工序规则建立时，就与用户和药水厂商制定了基准线（Baseline）。但国内厂商都很努力，大家互相往国产化目标上去发力，所以能在细分技术点上超越国际并不意外。我相信客户对国产厂商的信心也会整体提升。
幻实：国内比国际做得好？这有点颠覆我的认知。这是不是意味着，电镀已经不是“卡脖子”的环节了？
印琼玲：技术层面仍存在卡点，集中在两点：第一是设备本体，第二是配套电镀原材料。我们这一块工艺用到的材料基本是进口的，国内像上海新阳等优秀企业，在材料上面也解决了很多的问题。我们更需要做的就是材料跟设备共同把工艺窗口打开，给客户提供更大的工艺窗口，去覆盖更多工艺节点，从而整体降低使用成本。这是我们希望全行业共同努力的一个方向。
幻实：就是说设备厂商要跟材料方协同。您这些年看下来，材料为什么那么难做？
印琼玲：因为它是一个合成类的，类似于几大体系都放在一起。外企早年定型的工艺基准线无法照搬，我们只能重新摸索新标准，这和半导体既定标准不可轻易改动的行业惯例相悖。但现在国产化浪潮起来了，上下游都愿意配合，统一标准还是很有机会的。
幻实：我明白了，后发的公司要去解决前面已有的坑，还是不容易的。行业都说设备公司出了样机还不行，只有实现批量稳定出货，才算这个公司进入了相对安全的阶段。我想问问印总，现在芯栋微是处于什么样的一个阶段？是否跨过了生存爬坡期？
印琼玲：持续努力是永恒的话题。哪怕一梯队的厂商也有自己的挑战。对我们来说，芯栋微整个产品跨度不是很大，我们几个系列的产品都已经出货验证且获得重复订单。不过我们也有一些新技术要出样机，要与客户更好互动以迭代技术。而且未来大批量出货所需要的客户信心，需要我们一起努力才能够达成。
客户面临的挑战也很大，有很多新的课题在做。所以我们一定要配合好客户对技术路径的判断，为他们的技术提供更好的基础。
幻实：主动去拥抱，好过被动地被追赶。这种自驱力，我觉得是半导体人要刻在骨子里的。
印琼玲：对。在半导体一定要永远保持归零的心态。因为技术迭代太快了，一代产品、一代设备、一代材料。
幻实：可能你懂的东西忽然就没用了。这种感受就很恐怖。
不做大而全，只做ECD的“单项冠军”
幻实：未来3-5年，您想把芯栋微打造成什么样的企业？您给它画的蓝图是什么？可以跟我们展望一下。
印琼玲：我们对自己的定义是做一个专注且专业的团队。我们把能做的事情，完整地交付给客户，成为客户可以信赖和依靠的、在某些单项技术上的专业厂商。我对规模没有太大的想法，因为生意不是靠你想象来的，而是你把事情做好后，顺理成章地来了。你陪伴好客户，客户成长，你自然就成长了。
幻实：你们打算做好自己擅长的事，把它做到垂类第一。
印琼玲：是的。我们一定要成为这个专项上的专业厂商，这是我们希望自己在客户心目中的一个形象。
幻实：我看你们还在建一种产业联盟，为什么选择建联盟？背后有什么市场开拓的逻辑，或行业需求吗？
印琼玲：实际上除了电镀这道工序，光刻胶也存在材料跟设备的互动问题。一支药水或材料，需要你反复去调试设备参数与工艺配方。
幻实：光刻胶做不出来，光刻机也不可能有好的结果。
印琼玲：对。即使光刻胶做出来了，可能你在光刻机上面的参数也不对。应对不同的产品，也要做成相应的参数。所以与广大材料厂商互动，是必然要形成的生态。
幻实：我是不是可以替这些做材料公司争取一个机会——如果他们想进入电镀行业，可以找您？
印琼玲：当然可以，我们太欢迎了。我觉得这个市场其实还是很寂寞的。我们非常希望有更多有实力的厂商专注做半导体应用，因为电镀材料研发门槛高，离不开深厚化工积淀，没法速成落地。半导体周期太长，材料验证时间更长，一定要有耐心、有技术能力的厂商加入，这对行业也是促进。
幻实：最后我再问一下行业趋势。您觉得芯栋微的优势在哪些方向里边，会有比较大的需求？比如硅光，或者传统的硅赛道？
印琼玲：我们专注的这道工序是做金属互连和叠层，比如TSV是为了wafer-to-wafer级别的叠层。存算一体、3D堆叠、异构集成是核心增量赛道，存储芯片、逻辑芯片、HPC芯片，还有化合物半导体里面的CPU等等，均需要我们的电镀工艺支撑。
幻实：我能理解，你们专注于前道电镀设备就已经够忙了。
印琼玲：都忙起来，其实也很幸福。
幻实：新的需求催生新的工艺，你们客户的定制化要求还挺高。
印琼玲：对。所以我们有实验室就非常好，可以前置沟通，在工序确认上增加了很多时间窗口。
幻实：我知道像国内大厂北方华创也有类似功能的Fab。但你们创业没几年就建一个实验室，也是不小的投入了，勇气还是很大的。这么高的门槛，没点资金根本玩不了。
印琼玲：我们确实也砸了不少钱进去。药水、实验室的运维、设备的迭代，每一项成本都很高。但这是必须的投入，因为没有数据，你做不好技术迭代。所以大厂有大厂要肩负的责任，我们有自己要坚持的技术路线。
幻实：所以今天非常开心，听到印总跟我们来拆解半导体前道的金属互连工艺设备的一些打法。我要告诫我的那些朋友们，不要觉得电镀是一个谁都可以玩的赛道，必须想清楚了再加入。
印琼玲：但我还是鼓励大家一起努力。实际上中国现在在做的事情已经非常厉害了。尤其是化合物半导体这一块，有太多新的设计跟产品在出现，国际上深耕这一领域的企业寥寥无几。
幻实：其实我们采访了好几家企业，我发现相信我们能成为全球领先的声音越来越多。但在我八年前做这档栏目的时候，没有人这样认为，当时都是讲着“我要学习，我要谦虚，我要进步”。我作为一个后进入这个行业的人都能感受到这8年的变化，我相信您是更加有感触的。
印琼玲：是的，中国人太辛苦了。我们是真的交了很多学费，但没有得到应有的尊重。我觉得全行业应该更团结、多互动，让专注的人有更多的机会，也让我们这些Fab有更多的选择。也不要说第一梯队的人有了技术成果，就只能是他们的。还是要给客户更多市场化的、更完善的技术选择。我们也很希望自己能够成为其中的一员，我们也还在继续努力，但是一定要保持这样的信心。
幻实：谢谢印总，我深受感染。也期待你们有更好进展的时候再来分享。
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采访 | 幻实 编辑 | 小茄 审核 | 幻实
