在AI大爆发的时代,一个又一个相关企业乘着风口起飞,像卖显卡的老黄•◆=,本来只有游戏佬认识,现在靠着AI需求摇身一变成了科技圈顶流大佬▼◇●,以前只配跟山寨机搭伙的联发科-,跟谷歌签个AI芯片合作协议,股价两天涨19%……
但这些都不是最离谱的▽□◆,在这股狂潮中=…,居然有个卖马桶的公司,也跟着上天了。
日本卫浴产品企业,东陶株式会社,也就是大家经常在厕所看见的TOTO,在各大互联网巨头相继宣布扩张AI数据中心后,其股价创下了五年来的最大涨幅=,单日涨幅一度触及11% !
这背后的逻辑,并非东陶搞了个AI马桶跟用户唠嗑,而是它有一项不太起眼的副业,对于半导体生产至关重要。
由于半导体制造需保持纳米级精度△●★,任何微小幅移都会导致器件失效,所以晶圆在加工时需要被固定住。过去大多采用真空吸盘,由真空泵用于从吸附区域抽气降压,从而在晶圆与盘子间产生真空区域□,将其稳稳吸住。但这种老办法会导致晶圆边缘受力,容易出现形变,真空吸盘也难以在真空或极低压下工作,还会产生微尘颗粒◇☆•,造成晶圆污染。
随着半导体产业对加工精度要求越来越高▪▲,巨头们纷纷开始改用静电吸盘•▼,这玩意用绝缘体料制成一个吸附面,通常是特种陶瓷,然后陶瓷下方嵌入电极和电源□◆。工作时向电极施加电压▷●●,产生电场,然后感应在晶圆上,使两者之间产生静电吸力,受力非常均匀,而且不会直接接触晶圆,减少了损伤和污染☆◁○。
聪明的你,应该想到其中的联系了,吸盘需要陶瓷,而马桶也是陶瓷做的▪,可以共用东陶掌握的底层技术。
吸盘所需的特种陶瓷○=▼,必须拥有高致密性和低孔隙率▼●▲,还要确保强度、绝缘和导热▼…□,平整度也要控制到纳米级,其中还要保留孔隙结构●,从而设置冷却晶圆用的气体通道。由于吸盘内部得安装电极△=•,陶瓷吸附面还必须一次烧结成形★□◆,对工艺要求十分苛刻。
东陶这家公司,已经跟陶瓷打了百来年交道。除了研究客户的之外,他们在陶瓷烧结工艺和配方控制也上有很多经验积淀 。第一次石油危机期间,日本经济暂时性低迷□■,马桶等卫浴产品销量也随之扑街,危机之下,东陶开始尝试研究高附加值的特种陶瓷,试图用静电吸盘,从刚刚兴起的半导体产业中分一杯羹。
在开发过程中,东陶遇到了很多麻烦,早期实验品不是开裂,就是次品率严重超标,并且吸盘上经常出现来源不明的异物,被污染了就无法用于半导体生产。
当时的日本,工匠精神还没变成躬匠精神。东陶的老师傅们埋头折腾了好几年,总算试出了合适的工艺和配方■☆,神秘的异物问题,也找到了答案,那玩意其实是化妆品粉末○,由于特种陶瓷生产工作还有大量人工参与□▼,所以污染了▪=☆,改用自动化+高标准无尘车间就能解决•○▽。发现这个问题的,正是东陶用于检查马桶瑕疵的高精密显微镜,闭环了属于。
东陶在90年代成功量产静电吸盘之后,并没有马上起飞,因为那时候的芯片性能弱、制程低▪=★,所以对加工精度要求,更为廉价的真空吸盘已经可以满足需求,因此,东陶也没有在半导体领域刷出多大的存在感。
但时代是滚滚向前的●==,随着人类的芯片性能越来越强,对于算力和存储的需求也越来越高,东陶的产品终于迎来了高光时刻。SK海力士•○☆、三星电子●◁■、铠侠控股等全球芯片大厂,都成了东陶吸盘的用户○。着人工智能基础设施建设的加速,芯片需求进一步增加,直接导致了东陶相关精密陶瓷组件需求也跟着水涨船高,公司的股价自然就飞起来了▲。
如果你只看传统卫浴产品,东陶这几年在国内被打得丢盔弃甲,从年赚几亿,到亏损数千万,还关掉了运营多年的北京、上海工厂,国产品牌正在疯狂吞噬它的份额。
但东陶以半导体精密陶瓷为代表的新业务◁▷,已经成为了新的增长引擎,贡献了公司42%的营收 ,并且利润率达到了40%▽▽,远高于东陶所有部门7%的平均水平★•。
搞了一百年马桶之后,这家企业终于找到了自己的第二春•,而这种看似天马行空的跨界转型◇△,又跟东陶原来的业务的是分不开的。
就好像方士炼丹,你整那仙丹可能保不了长命百岁,但只要你尝试次数够多,没准会发明火药◁★。
前两年网上流行过▽◇“工业大摸底”的梗,说是军工遇到什么想破头难题,结果找企业一问,人家早就突破核心技术了,已经在民用产品上大规模应用。什么造绳索的掏出了航母阻拦索=○▪,卖鱼竿的掏出了高性能碳纤维……
如果让日本人来写类似的段子■□•,他们一定会写半导体。没错,从传统行业跨界到半导体的日本企业☆◆,还不止东陶一个。
之前网上就惊呼,全球芯片的命脉竟然被一家味精厂给把住了,这家企业就是日本的味之素,20世纪初•,味之素靠着发明味精起家■◇,此后主营食品调味料。
70年代时,味之素的工程师们,研究起了生产味精的废料◇,结果发现其中的树脂类残渣,绝缘性能很不错,但是暂时想不到有啥用,就搁那慢慢研究。
进入21世纪之后,芯片电路密度越来越高,传统绝缘材料跟不上了,不是太厚装不进去•◆,就是太薄容易被击穿•,造成短路。当时英特尔被这个问题搞到头皮发麻☆★•,找到味之素的团队□•△,希望他们能够开发一种特殊的绝缘薄膜▪☆。于是味之素就把这些库存技术拿出来改良◁☆,搞了著名的ABF薄膜(Ajinomoto Build-up Film)。这玩意不仅绝缘,还具有高耐用性,低热膨胀性△,易加工性,能用来区隔的微米级线路。
这话并不完全是吹牛皮,由于其它厂商缺乏没有类似的技术积累和专利,需要花费大量的精力试错,才能造出类似ABF薄膜的产品◇★-,而且生产出来毫无性价比可言,由于味之素入行早、规模大,再加上原料来自生产味精的副产品,其制作成本很低。在这种优势下,味之素垄断了绝大部分市场,无人敢挑战。
后来AI热潮来临,全球需要芯片,但味之素扩产需要2到3年的时间☆□□,这直接造成短期供给紧张,芯片厂则把涨价成本都转嫁给了客户,于是,“味精厂卡全球半导体脖子”的荒诞一幕就此诞生•。
类似的案例还有花王,这家日本企业本来是做日化的,卖了了几十年洗面奶、洗发水•▼■,属于超市里的老熟人,它在半导体领域也找到了属于自己的工作▽◁,洗晶圆。
半导体制造本质上是一个不断在晶圆上“雕刻=☆”并“清洗”的过程,要洗掉数万亿个纳米级颗粒□●-,些许残留=,都可能导致整块晶圆报销▼,所以,清洗工序占据了半导体制造全过程约30%的时间•。随着半导体工艺日趋复杂,开始搞什么 2▪•.5D/3D 先进封装,助焊剂残留也成了大问题。
这时候▲▪▷,花王笑了,过去它为了强化日化品去油能力,开发了很多种“表面活性剂”,通过降低表面张力,使水与油能够更好地混合■-,从而让水流带走油脂。
花王拿同源的技术▽●,做了晶圆的工业清洗剂,它家的产品能改变硅片的表面性质,使原本疏水的表面变得极度亲水,洗完之后还能形成电荷层▷, 防止被清除的颗粒再次附着在晶圆上 ,芯片厂用了都说牛☆▪,不仅提高了良率,还能省水费◇☆。
还有个例子是富士-•,这家公司以前的主业是做胶卷,跟柯达算同行○••,掐指一算▲,柯达如果投胎,今年也该有16岁了▽•◆,但富士却没有随着胶片相机衰落而倒闭,仍然是市值高达250亿美元的大企业•◇◆。富士保命的关键在于…-,及时将业务多元化,并且转型到了半导体产业链▷◆☆。
富士胶片在捣鼓胶片的过程中,对感光物质、染料合成以及复杂化学反应控制积累了深厚经验,转型之后,他们拿这些技术来生产光刻胶中的感光剂、添加剂▷。除此之外,富士还向许多大厂,提供半导体清洗和干燥过程中所需的高纯度酸☆▼•、碱△▽、溶剂和蚀刻液,这也是胶片时代就开始研究的技术。
日本这些老牌企业●,一个个看上去都在搞低端产业…、夕阳产业•◇,背地里却是半导体大佬▽▽。
与其说是他们跨界去搞高科技,倒不如说,当年的“日本经济奇迹”还在发力★,这个国家曾经拥有强大而完整的工业体系▪☆★,持续运转了几十年,建立了雄厚的技术储备◆▼□,当半导体产业有需求的时候○,自然而然就能从技术库中掏出点什么大宝贝。
而且日本企业的策略很有意思□○,他们喜欢搞所谓的“窄门竞争”,芯片设计,我玩不过美韩•,半导体生产◇◁▪,我不如中国台湾,应用芯片的各种电子产品,我没有中国做得好,那就转去攻克产业链中规模虽小■=、但不可替代的“卡脖子”环节,像什么陶瓷吸盘,全球市场规模可能只有数亿至数十亿美元△☆,但足以养活一家企业○=,而且技术壁垒极高□▽,对下游价值千亿的芯片产业有绝对的话语权☆--。
反过来说•,我们中国,目前在半导体上还没达到全球领先,本质就是历史欠账太多了▽▷,20世纪上半叶忙着保家卫国-•▲,后半叶被封锁围堵,只能走偏科路线。很多工业门类都是近二十年才开始高速发展的◁□,没有长时间的积累▽…,就没有技术百宝箱。
但是从另外一个乐观的角度看▼□,日本的经验告诉我们,只要中国各个工业门类稳定发展•,所积累下的技术○,培育出的人才,一定会量变引起质变,带飞半导体●•。
现在已经有各种=•“土包子△▽-”企业□◇,走出了土到极致变高端的趋势●◁◇。比如说兴发集团,这家企业的前身▷,是鄂西山区的一家县级黄磷小厂,产品主要作为化肥…◆、洗衣粉原料,虽然有几十年历史了▽--,但前期毫无存在感,连几张像样的照片都没留下。
但这个厂有股狠劲☆,就一直钻研磷酸,不停尝试提高纯度●。99.9% 纯度的工业黄磷,只能拿去做化肥-▷○、农药或者烟火▲△☆,喊不了高价-,只能按吨卖。兴发想办法把纯度搞到了99.9999%,“6个9”的高纯磷酸,可以拿去制药或者做食品添加剂,价格贵得多,利润自然也有了。
2018年,兴发再度取得技术突破◇,直接搞出了99.9999999%的超高纯度磷酸◆,整到小数点后面这么多位,并不是炫技,“9个9”成的稀罕物才能做电子级磷酸,其核心用途包括晶圆的清洗…、光刻胶去胶、绝缘膜与导体膜的图形蚀刻,是决定芯片良率的关键性基础材料,就是要是放到黄金暴涨之前,电子级磷酸的身价比金子都高。
做上这种按克卖的高端生意之后☆▽▼,兴发的国内市占率超过80%□●,还出口到了美日欧 ◆,赚了钱之后又继续扩产,如今这家公司3万吨/年电子级磷酸生产规模,已经位居全球第一。
还有家叫回天新材的企业,前身是搞汽车密封胶的小厂,业务本来很单一,十多年前,这家企业发现很多特殊工业用胶都依赖进口,是个商机□▷,就开始组织人手搞国产化替代…•=。一个不留神☆•▷,就填补了十多项空白-•,其中包括长期被国外垄断的半导体芯片封装胶和导热凝胶,而且人家挺实在,接受媒体采访直接说,光刻胶暂时还没攻克,准备花10年死磕○。
还有家名叫鼎龙股份的公司▷-▲,以前搞打印机◁、复印机耗材的,用着国外的技术和进口高价原材料,自己就可怜兮兮赚个辛苦钱,后来老板忍不了了,开始研发攻关☆◇。掌握了碳粉技术之后,世界好像一下就敞亮了,因为碳粉需要精确控制颗粒大小和分布,而半导体生产所需的CMP抛光液(机械化学抛光)•,以及对应CMP抛光垫▼,也有类似的需求,技术存在共通性。
该产品过去一直被美国陶氏垄断,鼎龙搞出国产替代之后★○★,已经开始从它手里抢肉,获得了12%的国际市场份额,在国内,鼎龙的市占率则高达70%=,脚跟已经站稳。
半导体的发展不是孤立的◆◁,它需要精细化工、精密机械■-=、材料科学等全方位的技术支撑★,而技术◇▷■,从来都不会凭空产生○◇=,你需要通过一些看似不起眼的产品来持续积累经验教训,也要靠着这些产品赚钱,从而养活研发人员,支付试错升本,下一个时代的门票,需要上一个时代就提前买好☆▼。
今天的日本,没有英伟达、英特尔那样顶级芯片大厂,曾经畅销世界的电子产品,也逐渐被中美韩的竞品所取代☆▪▷。但这个国家依然能靠着黄金时代留下的遗产-,在半导体行业里保有一席之地,吃AI崛起的红利。只是▲•▪,当日本的工业逐渐退守堡垒◇▲,将越来越多的市场拱手让人,庞大的遗产总会有用完的一天。
对于中国而言,几代人辛辛苦苦建立起来的全门类工业体系=▽=,现在才刚刚开花△•★,只需静待果实落地,时间,站在我们这边◆●▲。