239期
2019 年 06 月 19 日
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范宏春:半導體測試風雨30年,
從被「卡脖子」到中國國產設備崛起
樂川/愛集微

范宏春,上海交通大學微電子所研究生畢業。曾任惠普(後來改名Agilent,安捷倫)業務經理,主管IC測試機的銷售;2002年底,加入一家新創IC設計公司任運營和市場副總;2006年至今,任台灣電子測試設備廠商致茂電子(Chroma)半導體測試事業部中國區總經理。

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隨著半導體技術的發展,業界對測試的理解越來越深刻,要求也越來越高。作為中國本土最老一批半導體測試人,范宏春在這一領域堅守了數十年。他唏噓地說,最早一批的測試(ATE)人後來多數都轉行了,留下來的人估計不到5個,「圈子太小,廠商就那幾家,工作都不好找」。而他堅守至今,也見證了中國積體電路及半導體測試行業從一開始的艱辛到現在蓬勃發展的歷程。

國外技術封鎖,中國在核心技術上被「卡脖子」

上海在中國電子儀表工業中佔有舉足輕重的地位,早在20世紀20年代末,就相繼出現了一批民族資本廠商。新中國成立後,上海電子儀表工業獲得新生,規模從小到大,技術從低階到高階,逐步形成了具有相當生產規模、種類比較齊全的新興工業部門,成為全國電子儀表生產、出口、科學研究基地之一。

至1990年末,上海電子儀表工業擁有集團性公司11家、電子電腦製造企業11家,曾經一度上海無線電一廠到三十六廠,均有過輝煌的過往。

在這樣的生活背景下,范宏春從小對電子產品及動手做手工展現出了極大的興趣,並組裝過自己的第一台收音機在少年范宏春的心中,長大後能進入無線電廠的辦公室裡上班,是一個非常體面的工作。於是1984年,范宏春從上海最為頂尖的中學之一 — 華師大二附中畢業,進入上海交大電子工程專業。

范宏春回憶,他們這一代人經歷的最大變化是,從一個封閉的社會到與世界各種先進的理念和技術開始接觸,這使得他也充滿了一種時代賦予的激情。

惠普是最早進入中國的科技公司之一,早在1985年就在中國成立了一個法人機構,早期只是銷售一些儀器儀表和電腦。對電子行業的研發工作而言,儀表是非常重要的,但當時有很多設備型號是對中國禁售的。儘管如此,惠普銷售的這些設備當時在中國仍然是前所未有的。

當時中國有一些機構私下仿造這些進口儀器,硬體上的仿製並不難,難的是由於國外的限制,中國買不到一些關鍵的元器件。技術引進對中國的發展起到了非常重要的作用,然而一些關鍵技術上被「卡脖子」的痛,制約了中國的發展步伐。

范宏春立志大學畢業以後要進入惠普工作,不過現實並未如人意。第一次申請惠普工作的范宏春沒有被錄取,而是進入了一家德國IC測試設備公司在中國的代理商做應用工程師。當時中國國產IC很少,幾乎都是進口的,所以有很多來料檢驗的需求,IC測試設備就是賣給這些公司。范宏春的工作是根據客戶晶片的規格來寫測試程式,也負責協助客戶維修設備。那時一台測試設備高達十幾萬美元(當時相當於一兩百萬人民幣),只有一些國營企業、或一些有軍工任務的廠商才買得起。

為了保密  高精尖技術攻克轉移到深山峽谷和大漠荒野

范宏春回憶,在90年代初期,除了上海等一線城市的無線電廠生產一些民營產品,當時多數半導體研究所都是軍工廠,這些包括半導體、化工、精密儀器行業等在內的高精尖技術的軍工廠有一個更具時代感的名字 — 「三線廠」。為了保密,所有涉及軍工的工廠都沒有名字,只有一個郵箱號,一個數字簡稱,從地理環境上看,主要在深山峽谷和大漠荒野裡。在1964年到1980年代,超過400萬科研人才、大學學者、年輕幹部、熟練工人和成千上萬的民工,響應時代的號召來到這些深山峽谷、大漠荒野,用艱辛、青春和生命建設中國的「三線工程」。

1991年左右,范宏春第一次到甘肅秦安縣一個「三線廠」客戶現場裝機器,坐火車從上海到天水,客戶派了車來接他,還要再往山裡開4個多小時,半路起了大霧,汽車差點開到懸崖邊上,就在一路顛簸和心驚膽戰中,范宏春終於順利抵達了深山裡的研究所。

經過檢查,出故障的測試設備受潮、漏電,IC測試結果不準確。剛畢業沒多久的范宏春也沒有太多實務經驗,弄了幾天沒修好,馬上臨近過年了,客戶總工程師便開始急,希望他把設備修好再回去。范宏春表示,技術方面需要上海公司用傳真請教德國公司總部,上海公司再把指令打電話告訴他,留在深山裡打不了電話也發不了傳真。由於當時已經下起了大雪,客戶只能把范宏春送到秦安縣,再坐大巴到天水火車站。曾有人被這種顛簸搞到腰椎錯位,范宏春回憶說:「就是這樣也得咬著牙。設備估計是運過去的時候在機場受潮了,後來打開放了一段時間就自己好了,哈哈。」

在這家代理商工作2年後,1993年范宏春進入了惠普儀器儀表部門(即後來的安捷倫)。1995年,惠普推出了首台ATE設備HP83K,這也是後來最經典的測試機93K的前身。

「中國最早的83K和93K都是我賣到中國國內的。」范宏春得意的說。據他回憶,當時做半導體的公司能買得起這種設備的,基本都是軍工企業。「測試設備當時美國也是有限制的,頻率在50M以上的設備是對中國禁售的,技術上被人卡真是難過。」

新的玩家進入ATE領域不容易,即使像安捷倫這種有測試背景的國際大公司,由於缺乏經驗,技術過於超前,軟體、演算法與市場現有產品都不相容,83K和93K一開始都不成功。經過幾年嘗試後,安捷倫最終還是將這部分業務分割出來,成立了一家獨立公司惠瑞捷,93K在惠瑞捷時代才開始慢慢賺錢。范宏春總結道:「做ATE,技術和投入是必需的,即使這樣還要靠時間的磨練,有時還要一點運氣。」

「在惠普的時期,客戶主要是中國國營企業、軍工企業,等後來我到了致茂Chroma,中國半導體市場的成長翻天覆地,IC設計企業如雨後春筍湧現、中國本土三大封測廠崛起,對IC測試的需求也逐年快速增長,測試複雜度逐漸向國際領先水準靠近。」范宏春表示,另一方面,成本效益是IC測試的另一大需求。

中國成為全球最大市場,助中國本土測試設備發力

隨著中國成為全球最大的晶片消費市場,同時中國各地區加大加快積體電路產業發展和建設,測試設備的需求愈來愈旺盛。資料顯示,2017年全球ATE檢測設備市場規模約50億美元,中國市場約8~10億美元,2025年中國封測產值有望從全球20%增加到45%。

范宏春表示,全球ATE行業基本形成了壟斷的局面,高階ATE被日本和美國公司壟斷了全球近90%以上的市場,他們有著行業最先進的技術和研發能力,並且設備價格常年保持較高。反觀中國測試設備行業起步晚,整體規模較小,雖然在部分低階測試設備市場已經佔據了主要份額,但於中高階測試設備市場,依然是一片空白。

范宏春指出,一方面技術含量高、開發難度大,這從研發推廣93K的歷史就可以看出來。國外設備先進的技術指標和高可靠性及穩定性,不僅僅是長達幾十年的技術開發經驗的積累,更是結合應用市場和回饋需求,一次又一次的調試和驗證,不斷改進完善產品的性能指標和可靠穩定性。另一方面,如此複雜的設備需要大量的資金投入,開發週期長、資金見效慢、開發失敗率也高,很少有資本願意涉及此行業,人才更是匱乏。

「從量變到質變還需要很長時間,從長期來看,中國本土廠商肯定能做起來,現在需要的就是積累和耐心。」范宏春肯定地說道。

 

 

※ 本文由愛集微授權北美智權報刊登

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作者: 樂川/愛集微
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