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【芯片】我在中芯国际的往事&中芯国际深度解析

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导读:以下评论来自我们会员投的芯片公司创始人。这个产业需要技术/人/时间的积淀,很难跨越式发展。他们也是在摸索了数年,交了很多辆奔驰车的学费之后,才做出了细分领域唯一能量产交货的产线。

真正跑过芯片线都会像这篇文章一样体会到:芯片制造最重要的要素就是协作!协作!协作!这也是中国做芯片生产最难!最难!最难掌握的核心技术,没有之一!生产一片wafer,需要近百号人,上百道工序,一个月不分昼夜,一“纳”不苟的高强度劳作,稍有闪失就前功尽弃、损失惨重!跑线如果没有跑好,每周看着一辆奔驰车往海里扔。所以打造好一条能够持续、批量、稳定出货的芯片线,需要一群志同道合、齐心协力、配合默契的团队,经过多年的摸爬滚打、磨合锻造,才能基本成型……这篇文章还让我记起了一件往事,多年前,某位大咖介绍我去找一下张汝京,让他指指路。我特意跑上海一个南郊老远的厂里拜访他。老人向我介绍完碳化硅后,语重心长的说:小伙子,以后有人买你公司,多少钱你就卖了吧……临走了送我几个挂饰手电筒,上面写着:愿主照亮前路……

2003年11月,我辞去了在英特尔的工作,回国加入了中芯国际(上海)。

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我回国的决定主要基于三点想法:1)北大硕士毕业后,没有在国内工作过,自己应该而且可以为国内半导体的发展做一点事情;2)回国能够为年轻人传帮带,做一点力所能及的贡献;3)上海离父母更近,也好让父母安心。

我做出这个决定,起初孩子妈妈是不赞同的。因为这个决定直接结果是,我带着儿子回上海,她带着女儿留在美国。

接受工作的时候,我的工作职责是做当时中芯资深副总杨士宁(Simon)的助手,协助他在研发部门推广结果导向等企业文化。而且,我接受工作时,还提了一个条件,就是不再做制程了。没想到,次年三月,公司发展面临的严峻形势让我不得不接受了中芯一厂的CMP部门经理的职责。

当时的一厂问题很多,所以张汝京博士(Richard)让Simon兼一厂厂长。一厂是2001年成立之初建的,进的机器大都是便宜的、生产DRAM的机器,现在要转型,跟上正规得多的二厂,困难重重。以CMP的机器为例,一厂全是日本生产的Ebara,那可以说是CMP机器的恐龙。二厂则是清一色的MirraTrak,全球第一大设备厂商应用材料的产品。当时,Mirra的wafer throughput是每小时34片,Ebara是每小时24片。

无独有偶,我1996年9月参加英特尔波特兰TD(技术研发部门)后的第一项任务就是协助资深工程师们把全球第一台Mirra安装在我们的研发生产线上,给设备找到合适的制程并完善设备。我当时对CMP(化学机械研磨)啥也不懂,每天工作12-16个小时,为资深工程师们打杂。第二年6月,在我结束9个月的试用期以前,我凭着自己的努力学习和钻研,突破当时带我的工程师给我的限制,在一个周六的上午,终于得到了3psi能够解决wafer研磨均匀性问题的数据。而就在这之前两天,我还被那位工程师“批评”,wafer很贵,不得擅自行动等等。他当时给我的命令是,只能做2psi的实验。更逗的是,资深工程师们还经常跟我讲我前面的一个工程师,一个UIUC的硕士,也是华裔,干了三个月就走人,最后去餐馆端盘子了。幸好,我的直觉给大家带来了一个皆大欢喜的结果,我没有步我前面工程师的后尘。

在这里提及一段貌似无关的往事,是想强调每一个知识工作者的重要作用。在箭在弦上不得不发的时候,如果还要瞻前顾后,患得患失,那根本就不会有创新的灵感和冲动。而网上许多热血人士的口号满天飞,以为领导重视、国家愿意出钱,就能够像制造原子弹和人造卫星一样,把集成电路工业搞上去,实际上是群盲们的痴人说梦。半导体制造最需要的是合作,无时不刻的合作,不是像造原子弹和人造卫星那样,技术方案一旦确认,就没有太大的变化。而半导体技术遵循摩尔定律,每18个月晶体管数目就要增加一倍。制程、器件、材料等各个方面的挑战,都比蜀道更难。记得有一次在英特尔排除故障,我们一个团队工作了两个星期,才通过大海捞针的系统方法,找到了造成故障的原因。原来,罪魁竟然是开发时程序里临时安插的启动前的一个2毫秒的间隔!

不能不说的是,中国应试教育体制培养的人才,还有奥林匹克竞赛选拔的优秀学生,都很难适合半导体工业发展的需要。

集成电路的尺度到了纳米级,一个指甲大的芯片有几十亿个晶体管,超净车间的要求是每立方米少于10个甚至1个尘埃,尘埃的大小界限也因为技术的升级而提高。这一切,是那些成天打了鸡血喊口号的人无法想象的。从设计到研发,从研发到生产,出现的问题指数级增加,如果没有一流的管理,结论就三个字:不可能!

当时,许多人不理解为什么杨士宁要找我来做企业文化,因为他们只看得到晶圆和产能,并不重视合作等软实力的重要性。我从英特尔一起过来的同事,也“嘲讽”我在旁边看热闹,不亲自动手干。在内忧外患之际,我不得不改变自己的初衷,重新回到一线做CMP。文化就是价值观,价值观通过行为体现出来,如果我只动口不动手,同事们就更不相信文化,尤其是合作文化在半导体行业中的重要性了。

3月20日左右,我走马上任,成了一厂CMP的部门经理(也就是工厂的车间主任),原来的部门经理,做我的副手(记得是联电来的)。当时中芯成立才三年,国内的人才还没有成长起来,厂里的部门经理主要是台积电来的。和我一起先后上任的,还有一位英特尔回来的同事,他在TD做CMP经理,兼任一厂的光刻部经理(后来离开中芯创业,入选中组部千人计划,那是后话)。没想到,宣布任命后我第一次进车间,手下的员工就给了我一连串的下马威。

一位交大的本科生,可能是不知道我是他的老板,我向他了解情况,刚问几个问题,他就一句话戳过来:“你懂不懂CMP啊?”

我只好回答,“不懂,只是在英特尔做过三年半。”

呵呵,这位狂傲的工程师后来挺服我的。半天以后,另一个场合,一位从TD来一厂帮忙的女工程师,则是更加高傲,当我问她问题并追问数据时,她直接来一句,“不信你开除我好了!”

至少,你可以直接说我没有注意,我不知道也好啊。这样的兵,怎么能够打仗,能够打胜仗?

我刚从车间出来,总经理办公室的刘永博士,一位30年的基督徒,正好给我打来电话。

“新位置怎么样啊?”

“刚从车间出来。被手下工程师一个打了左脸,一个打了右脸。”

呵呵,Welcome to SMIC!

作为一个受洗才9个月的基督徒,我的灵命当时还很浅。更糟糕的是,我当时身体还不好,连生气的劲儿都不够。现在回过头来看,那一段经历正应验了圣经里“要常常喜乐,不住地祷告,凡事谢恩,因为这是 神在基督耶稣里向你们所定的旨意。”

上任一周,我的副手就告诉我一件事。明天要去开一个设备会议,讨论一厂进一台Mirra设备的事。二厂是清一色的Mirra,不仅产能高,而且非常可靠,设备工程师基本不需要维修。一厂这边经常出问题,还经常零部件不到位,导致我们的设备工程师不仅要东拼西凑,有时候还要自己做!没有人喜欢Ebara,大家都希望换掉。所以在我上任之前,这件事就已经基本上定好了,但是COOMarco把建议打了回来,说理由不充分。“现在你是老大了,你来处理吧。”

设备会议的负责人是原来一厂的厂长邓觉伟,我从来没有打过交道。我对这事儿毫无准备,一点儿都没有底。我二话不说,就直接就去了他的办公室。从他那得到的印象是都可以,关键是一厂的需要是什么。我又去咨询了TD的CMP经理,他的看法很明确,“TD用的是Mirra,二厂用的是Mirra,Ebara从一开始就不该用的。”

我又去咨询手下的制程工程师和设备工程师。制程工程师也是支持Mirra,而设备工程师很矛盾。“我们人手本来就不够,现在突然来一个不同的机型要维护,我们的任务其实是加倍的。”

哦,这就是Marco关注的问题。我们的建议里,没有很好地address(论述)好这个问题应该如何应对和处理。谈到这里,我清楚了自己要做的工作。

上任才一周,就碰到了这么一个棘手的问题。怎么办?

从个人角度说,我是和Mirra一同成长的,知识储备都是有关Mirra的。不夸张地说,Mirra出了任何问题,我都能自信地应对。应用材料的服务体系也好。选Mirra,是大势所趋,风险很小。所以,根据我了解到的情况,我要硬闯,Marco也是挡不住的。毕竟,做事的还是我们。

但是,如果出了问题,我是要负责的。

怎么办?我就和手下的工程师一起做利弊分析(Pros Cons)。分析做下来,所有的论据还是偏向于利用这个机会转到Mirra,Ebara实在太难侍候了。设备工程师们也表示愿意克服困难。

但是,高劳动强度下,出了错怎么办?我实在不忍心看他们背黑锅,要知道,他们本科毕业起薪才3200元一个月,大专毕业起薪才2400元一个月,每天干得昏天黑地,死去活来。他们的技能真的可能这么快就适应?这不仅仅是技能和责任心的问题,还要跟人的习惯,也就是大脑的工作习惯抗争。

于是,我退一步问自己,我们的目的究竟是什么?要进机器,不就是因为产能问题吗?那我们就着眼于解决产能问题好了。

有了这个方向,一个大胆和“荒唐”的念头产生了:买两台Ebara,但是有一个条件,必须做一次技术改进,把每小时的WPH(wafer per hour)从24提高到30!如果做到30,我们付两台的钱;做到28,我们付一台的钱。做不到的话,我们一台都不付,让Ebara把机器搬回去!

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