范宏春:半导体测试风雨30年 从被“卡脖子”到国产设备崛起
文/乐川校对/范蓉
随着半导体技术的发展,业界对测试的理解越来越深刻,要求也越来越高。作为中国最老一批半导体测试人,范宏春在这一领域坚守了数十年。他唏嘘地说,最早一批的测试(ATE)人后来多数都转行了,留下来的人估计不到5个,“圈子太小,厂商就那几家,工作都不好找”。而他坚守至今,也见证了中国集成电路及半导体测试行业从一开始的艰辛到现在的蓬勃发展历程。
国外技术封锁,中国在核心技术上被“卡脖子”
上海在中国电子仪表工业中占有举足轻重的地位,早在20世纪20年代末,就相继出现了一批民族资本厂商。新中国成立后,上海电子仪表工业获得新生,规模从小到大,技术从低级到高级,逐步形成了具有相当生产规模、门类比较齐全的新兴工业部门,成为全国电子仪表生产、出口、科学研究基地之一。
至1990年末,上海电子仪表工业拥有集团性公司11家、电子计算机制造企业11家,曾经的上海无线电一厂到三十六厂,均有过辉煌的过往。
在这样的生活背景下,范宏春从小对电子产品及动手做手工展现出了极大的兴趣,并组装过自己的第一台收音机。在少年范宏春的心中,长大后能进入无线电厂的办公室里上班,是一个非常体面的工作。于是1984年,范宏春从上海最为顶尖的中学之一——华师大二附中毕业,进入上海交大电子工程专业。
范宏春回忆,他们这一代人经历的最大变化是,从一个封闭的社会到与世界各种先进的理念和技术开始接触,这使得他也充满了一种时代赋予的激情。
惠普是最早进入中国的科技公司之一,早在1985年就敢为天下先在中国成立了一个法人机构,早期只是销售一些仪器仪表和电脑。对电子行业的研发工作而言,仪表是非常重要的,但是当时很多设备型号是对中国禁售。尽管如此,惠普销售的这些设备当时在中国仍然是前所未有的。
当时国内有一些机构秘密地仿造这些进口仪器,硬件上的仿制并不难,难的是由于国外的限制,中国买不到一些关键的元器件。技术引进对中国的发展起到了非常重要的作用,然而一些关键技术上被“卡脖子”的痛,制约了中国的发展步伐。
范宏春立志大学毕业以后要进入惠普工作,不过现实并未如人意。第一次申请惠普工作的范宏春没有被录取,进入了一家德国IC测试设备公司在中国的代理商做应用工程师。当时国产IC很少,几乎都是进口,所以有很多来料检验的需求,IC测试设备就是卖给这些公司。范宏春的工作是根据客户芯片的规格写测试程序,也负责帮助客户维修设备。那时一台测试设备高达十几万美元(当时相当于一两百万元),只有一些国营企业、有军工任务的一些厂商才买得起。
为了保密高精尖技术攻克转移到深山峡谷和大漠荒野
范宏春回忆,在90年代初期,除了上海等一线城市的无线电厂生产一些民营产品,当时多数半导体研究所都是军工厂,这些包括半导体、化工、精密仪器行业等在内的高精尖技术的军工厂有一个更具时代感的名字——“三线厂”。为了保密,所有涉及军工的厂都没有名字,只有一个邮箱号,一个数字简称,从地理环境上看,主要在深山峡谷和大漠荒野里。在1964年到1980年代,超过400万科研人才、大学学者、年轻干部、熟练工人和成千上万的民工,响应时代的号召来到这些深山峡谷、大漠荒野,用艰辛、青春和生命建设祖国的“三线工程”。
1991年左右,范宏春第一次去到甘肃秦安县一个“三线厂”客户现场装机器,坐火车从上海到天水,客户派了车来接他,还要再往山里开4个多小时,半路起了大雾,汽车险些开到悬崖边上,就在一路颠簸和心惊胆战中,范宏春终于顺利抵达了深山里的研究所。
经过检查,出故障的测试设备受潮、漏电,IC测试结果不准确。刚毕业没多久的范宏春也没有太多实践经验,摆弄了几天没修好,马上临近过年了,客户总工程师就急啦,希望他把设备修好再回去。范宏春表示,技术方面需要上海公司用传真请教德国公司总部,上海公司再把指令打电话告诉他,留在深山里打不了电话也发不了传真。由于当时已经下起了大雪,客户只能把范宏春送到秦安县,再坐大巴到天水火车站。曾有人被这种颠簸搞得腰椎错位,范宏春回忆道:“就是这样也得咬着牙。设备估计是运过去的时候在机场受潮了,后来打开放了一段时间就自己好了,哈哈。”
在这家代理商工作2年后,1993年范宏春进入了惠普仪器仪表部门(后来的安捷伦)。1995年惠普推出了首台ATE设备HP83K,这也是后来最经典的测试机93K的前身。
“中国最早的83K和93K都是我卖到国内的。”范宏春得意的说。据他回忆,当时做半导体的公司能买得起这种设备的,基本都是军工企业。“测试设备当时美国也是有限制的,频率在50M以上的设备是对中国禁售的,技术上被人卡真是难过。”
新的玩家进入ATE领域不容易,即使像安捷伦这种有测试背景的国际大公司,由于缺乏经验,技术过于超前,软件、算法与市场现有产品也不兼容,83K和93K一开始都不成功。经过几年尝试后,安捷伦最终还是将这部分业务分割出来,成立了一家独立公司惠瑞捷,93K在惠瑞捷时代才开始慢慢赚钱。范宏春总结道:“做ATE,技术和投入是必需的,即使这样还要靠时间的磨练,有时还要那么点运气。”
“在惠普的时期,客户主要是国营企业、军工企业,等后来我到了Chroma,中国半导体市场的成长翻天覆地,IC设计企业如雨后春笋涌现、国内三大封测厂崛起,对IC测试的需求也逐年快速增长,测试复杂度逐渐向国际领先水平靠近。”范宏春表示,另一方面,成本效益是IC测试的另一大需求。
中国成为全球最大市场,助力国产测试设备发力
随着中国成为全球最大的芯片消费市场,同时国内各地区加大加快集成电路产业发展和建设,测试设备的需求愈来愈旺盛。数据显示,2017年全球ATE检测设备市场规模约50亿美元,中国市场约8~10亿美元,2025年中国封测产值有望从20%增加到45%。
范宏春表示,全球ATE行业基本形成了垄断的局面,高端ATE被日本和美国公司垄断了全球近90%以上的市场,他们有着行业最先进的技术和研发能力,并且设备价格常年保持较高。
国内测试设备行业起步晚,整体规模较小,虽然在部分低端测试设备市场已经占据了主要份额,但是对于中高端测试设备市场,依然是一片空白。
“从量变到质变还需要很长时间,从长期来看,国内厂商肯定能做起来,现在需要的就是积累和耐心。”范宏春肯定地说道。
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