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面对行业转折“窗口期”,果纳半导体将如何发力?|FutureX天际Portfolio

2021-03-29

如果说移动互联网在中国的成功,是基于人口红利和商业模式的创新,那么,在半导体领域,中国需要挑战的则是西方上百年积累起来的工业体系。中国不断加速对半导体产业的投入早已是一张“明牌”。

此前,国家立下了“在2025年之前将芯片自给率提升到70%以上”的目标,为半导体产业的未来发展定下基调。

当下,从处于全面追赶状态的初创企业到预备冲击科创板的拟上市公司,众多半导体企业正通过自身的努力与技术的支撑,迅速在市场搏击中站稳脚跟。在国产替代的大趋势下,有业内人士预测,中国半导体各细分领域龙头或在三五年后出现。

去年9月,一家来自张江科技港园区的半导体企业不到半年就完成了首台EFEM样机的设计、组装、调试与交付,以“加速度”展现出惊人的效率,并尝试在“半导体晶圆传输”这一热门细分领域占据业内领先地位。这家企业就是成立刚满一周年的上海果纳半导体技术有限公司(以下简称“果纳半导体”)。果纳半导体致力于成为半导体设备细分领域的核心技术和产业链价值的创造者。 

半导体战略机遇期已来,谋篇布局正当时




在果纳半导体的公司简介中,有一条重要的战略部署:致力于被国外垄断的关键零部件的自主研发,解决卡脖子问题,填补国产零部件的空白。

与之相对应的是全球半导体产业正在历经第3次转移,即向中国大陆的转移。据统计,国内晶圆厂新增数量未来数年内仍将维持高速增长,半导体产业链的转移必将带来上游半导体材料、设备的国产化发展机遇。我国半导体国产化节奏渐强,表明行业发展迎来了属于自己的“黄金时代”。

2019年底

果纳半导体创始人叶莹敏锐地洞悉半导体行业的机遇所在,她迅速建立起一支拥有多年从业经验的创业团队。“从决定创业到团队组建的完成只用了不到两个月”,叶莹雷厉风行抓落实的态度也在果纳半导体的后续发展中持续体现出来。


2020年3月17日

上海果纳半导体技术有限公司成立,落地张江集团在临港新片区打造的张江科技港园区内。


2020年10月

在临港新片区“东方芯港”集成电路综合性产业基地启动仪式上,果纳半导体作为14个落户临港的重点项目之一进行了现场签约。


“东方芯港”重点产业项目签约仪式


对于果纳的选址,叶莹坦言自己没有任何犹豫:一方面,自己在张江工作多年,对张江有一定的情结;另一方面,临港目前吸引了很多半导体设备企业,形成了一定的聚集效应。“上下游客户都在里面,我们跟客户沟通起来也更加容易”。



在采访过程中,叶莹还解释了果纳这个名字的由来:“果敢拼搏,纳贤创芯”,叶莹所带的技术团队来自五湖四海,且他们有一个共同特征——“年轻化”。在她看来,团队需要有丰富从业经验的技术人员,也需要具备一定潜质的年轻人。




“实际上,到目前为止我们已经培养出了好几个位年轻的工程师,他们现在可以独立完成一些机器的简单设计与装配了。”





解决晶圆传输问题的设备前端模块(EFEM)





“专注于晶圆传输”是创始人叶莹给果纳半导体的发展定位。按照晶圆单次传输数量,半导体晶圆传输设备可分为单片传输设备和批量传输设备,其中果纳半导体主攻的EFEM就属于单片传输设备。


对半导体行业不太了解的读者,可能对EFEM的概念很陌生。EFEM,缩写自Equipment Front End Module,即“设备前端模块”,业内通常指在高洁净环境下,将单片晶圆通过精密机械手传输至工艺、检测模块。



 与设计装配完成的第一台EFEM样机合影留念


众所周知,半导体产业链可以分为包含材料、生产设备、EDA、IP核在内的上游环节;包含设计、制造、封测在内的中游环节以及包含PC、医疗、电子、通信等在内的下游环节。


EFEM从属于半导体生产设备,其内部主要由化学蒸汽过滤器、空气过滤器、离子发生器、晶圆运输机器人、晶圆对准装置、晶圆载运盒、自动化控制模块等组成,其中晶圆装载系统(Loadport)、晶圆运输机器人(Robot)、晶圆对准装置(Aligner)是最核心的三大部件。




简单来说,我们可以把它看作一只依附在半导体生产设备上的用来抓取晶圆的“手”,并且其技术含量一点也不含糊。


果纳半导体研发中心


为此,果纳半导体技术人员向我们科普了EFEM的研发难点——



首先,Class 1无尘等级的内部环境,无尘等级的数字越小,表示它所能接受的灰尘越少,级别越高。例如,一般洁净手术室(三级)的标准是10万,也就是说,EFEM的内部环境比三级手术室要干净10万倍。


此外,EFEM的软件系统和装配也相对复杂,装配的所有机器需要保证一模一样,而在软件系统设计中,果纳半导体则要使其具备兼容性。“因为这些设备是24小时不停机的,一旦停机维护就会造成非常大的经济损失,所以设备的稳定性至关重要。”叶莹表示。



截至目前,果纳半导体针对该项目已申请了26项发明专利,其中已授权1项,另有多项专利正在研究中。





以定制为切口,打开产品差异化之路





晶圆传输设备,是所有的半导体制程/检测设备都必不可少的关键组成部分。正如上文所描述的那样,EFEM的三大核心部件有晶圆装载系统、晶圆运输机器人和晶圆对准装置,这些部件的成本占整机物料成本的70%,且均被Brooks、Rorze、 MGI等国外供应商垄断。


在叶莹看来,要想在国际市场上立足,差异化竞争不可避免。为此,果纳半导体打出了“定制”这张牌——“这些知名的海外供应商有着丰富的研发经验,资金和技术都很稳定,但我们也能看到他们相对薄弱的环节——客户太多,无法为所有客户提供定制化服务。”



因此,以差异化创新巩固竞争壁垒是提升市场渗透率的重要途径。虽然尚在起步阶段,但果纳半导体能为所有客户提供定制化服务,并在该基础上提供优化服务。“例如,客户使用技术参数与国内不一致的日本厂商的半导体设备,我们就可以对其进行优化。”




叶莹表示,公司目前已向盛美半导体、中微半导体、北方华创等国内知名半导体设备企业提供EFEM样机,等待其验证。




值得关注的是,果纳半导体在去年9月向盛美半导体交付第一台EFEM样机时,距离其成立时间不到半年。这样的速度,即便与海外知名半导体设备供应商进行横向比较也毫不逊色。


除了正在火热推进中的EFEM项目,半导体真空阀门也是果纳半导体现阶段正在发力的项目。“和EFEM的核心部件一样,真空阀门也被国外厂商所垄断,要想降低这些设备的成本和供应链风险,自研是必经之路。”叶莹说。


2021年,恰逢“十四五”规划开局之年,作为我国科技发展的基础性、战略性产业,半导体产业被寄予厚望——第三代半导体提升至战略高度,成为我国半导体产业发展的弯道超车机会。当前,一系列政策组合靶向“卡脖子”问题,国内企业加码布局,未来留给业界的想象空间还有多少?时间可以验证一切。