应用材料(AMAT)有什么故事吗？

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应用材料(AMAT)有什么故事吗？

公务员老虫叭

曾经说过，创始人一直运营公司是个美妙的加分项，但AMAT却是个例外：两名空降的高管拯救了公司。
估计大多数读者将是第一次从本文视角看这三个男人的故事。
一、阴谋论的由来
应用材料公司(Applied Materials,老美喜欢叫Applied,国内喜欢叫应材或AMAT)的创始人叫Michael McNeilly(以下简称Mike)。Mike是联合碳化物公司的化学品专家。后来在神奇的1984年，英迪拉甘地遇刺一个月后，正是联合碳化物在印度工厂毒气泄露导致了超过50万人死伤。
芯片的制造需要用到大量高纯度化学品(半导体级)，这些化学品通常有毒、易燃易爆。晶圆厂起火事件不少，导致各种阴谋论说厂家为控制价格故意所为。
早期硅谷那些天才们大多懂物理不懂化学，对危险品也非常恐惧，所以Mike非常受欢迎，他和当时还在仙童的摩尔、诺伊斯等人都关系不错。
Mike在25岁创业做了化学品代理，因发现半导体工艺急需专业设备来处理这些材料(各种固体液体气体确实很麻烦)，在3年后的1967年他成立了Applied Materials(名字代表了如何“应用”这些化学“材料”)。
AMAT的天使投资来自Mike的岳父，只有7500美元，接着英特尔三老等人也都掏了点钱，总共应该凑了几万块。
Mike和当时英特尔的第一个销售Robert Graham(以下简称Bob)合写了一个著名的白皮书，定义了“半导体晶圆制造(Fabrication)”为一个新兴行业，这应该就是后来大家用Fab来代表晶圆厂的由来。
Bob是本文另一个主角，待后面再说。
来源：金捷幡
二、找Jim来救火
当时IBM、TI和摩托罗拉等大公司都自己做设备，AMAT几乎没有能力打入，它的第一款设备是关于易燃的硅烷气体的管道和控制板。直到3、4年后AMAT在实现了红外外延和高温沉积能力，这样开始得到大公司的注意，沉积(CVD,PVD)也成为AMAT后来的主干业务。
Mike承认自己是科学家，对财务一窍不通。虽然公司成功上市，但在1970年代中期由于投入做硅片等多元化生意，刚好碰到行业周期性大衰退，公司几乎资不抵债。

1976年Mike请到某风投公司的James Morgan(以下简称Jim)来救火。
Jim依靠和银行的关系获得债务延期，同时大刀阔斧砍掉硅片等六个事业部中的五个来止血，专心搞外延和CVD(化学气相沉积)设备。
那时还算年轻的Mike请到30多岁的Jim后，同意逐步淡出AMAT，有点禅让的意思。但从另一个角度看，Mike很像离开苹果那时的乔布斯，虽然之后仍连续创业，但江湖已经不太认他的名号，Jim也没给他机会再回自己生养10年的AMAT。
三、三个男人的短暂聚首

我原来看名字以为Jim是那个摩根家族的一员，也就是一个富二代的故事。实际上，他的家庭是偏远的印第安纳州里一家做青豆和玉米罐头的农场主。

Jim在越战期间在康奈尔大学读机械，然后他服役两年做军需品供应并幸运地读完了MBA。Jim为大公司干了几年后，选择入行了风投并参与了不少高科技项目。他偶然被人推荐去看看困境中的AMAT。

Mike请到Jim后仍保驾护航了一年，并请了Bob管销售辅佐Jim。这段历史各有各的说法，但最终历史总是胜利者书写的。
三个男人在两个最重要的理念上是一致的：要为设备做好服务，要把业务做到海外去。
当年的半导体制造虽然没有今天这样有上千道工序那么多，但基本过程是类似的。每一道工序都涉及详细的流程，如何正确地使用每一台设备至关重要。

AMAT的对技术的专注和贴心服务，逐渐使那些大厂的自有设备丧失了竞争力，毕竟为二十家客户开发技术一定比只为一家做要划算得多。

四、中国的缘分

在80年代时AMAT的公司规模不大，在海外建立分支是很费钱的。但是Jim和Bob知道半导体设备选型是个长期的事，海外业务能平衡单一市场的风险。而很多对手在业务不景气时就削减海外服务，这减弱了客户忠诚度。

由于CVD技术上的领先，AMAT在日本非常成功，Bob则是大功臣。正因为重视日本市场，后来AMAT的液晶业务后来也形成了一大事业部。液晶面板的制造也算半导体制造的一种。

在欧洲AMAT和ASM也曾有激烈竞争，但Jim对海外服务的充分重视使得ASM一直被压制。最早的时候，ASM也曾是AMAT的代理，但Mike很快发现了老Del Prado的野心终止了合作。
AMAT进入中国也是早到不可思议。1983年时任电子部领导的江总书记，在访问美国时专程拜访过AMAT并和Jim吃了饭。
1984年Jim回访中国成立了合资公司。这充分展示了两位传奇人物的远见卓识，也体现了AMAT的落地服务理念。要知道，909工程还是再过10年以后的事情。
五、被修改的历史
接下来我们聊一下Bob。
Bob也来自穷地方印第安纳的小镇，但他绝对超越了做题家。Bob从仙童到英特尔应该算是半导体销售业的鼻祖，后来芯片怎么卖还是很大程度沿用Bob同志的套路。
Bob其实是英特尔创始人之一，但安迪格鲁夫觉得他比自己帅(我猜的)，逼着诺伊斯二选一。后来格鲁夫因偏执狂扬名天下，把Bob从英特尔历史中抹去。



(Bob结婚照)

在AMAT官史中，Bob的作用同样被严重低估。Jim拿走了拯救AMAT的全部荣耀，原因大概是Bob在1986年跳槽到AMAT的竞争对手Novellus任CEO。
不过，这不是一个挖角故事。事实上，Bob为了证明自己是对的，舍身去拯救了濒临倒闭的Novellus。
六、技术路线之争
Novellus是AMAT几个离职员工在1984年创建的，他们创新地设计了多腔CVD设备，可以同时处理5套晶圆，这样可以极大提高生产效率。
但Novellus原型设计出来后钱就烧完了。
Bob劝Jim收购Novellus，但被Jim拒绝了。也许多年以后，Jim后悔没有扼杀这个强劲的对手，但他嘴上说，竞争促进了AMAT的技术进步。
Jim的决定也不是没有道理的，他非常专注。AMAT即使那么强大，也多年没碰过后端业务，所有业务都是专心在晶圆上“应用”材料。
两边下注不是Jim的风格，他当时选的技术路线是全盘押注Precision 5000：同样是多腔，经典的五边形可以挂2-4个腔体。和Novellus不同的是，P5000可以做沉积和刻蚀的组合使用。


(P5000专利图)Precision 5000也确实是划时代的产品，形成了AMAT模块化的标准和话语权。
在P5000诞生前，晶圆在不同工序间移动经常靠人搬，特别容易污染。Precision实现了用机器手在不同封闭腔体间搬运晶圆。
后来类似理念的Endura 5500，更是多达8个高度真空的腔体，从1990年开始了PVD霸主地位至今。PVD和CVD的区别在于，PVD(物理气相沉积)没有化学反应，通常用于金属层沉积。
Precision 5000背后的重要研发人物是David Wang(王宁国)。David后来在华虹、中芯和长鑫等国内一线大厂做过CEO，屡经波折，略去不表。

七、Bob的反击
领导Novellus的Bob同志依靠自己的江湖地位和日本关系，成功打入当时如日中天的日本厂商，到10年后所有半导体大厂都拥有了Novellus设备。
AMAT和Novellus成为CVD的死对头，AMAT多次起诉Novellus专利侵权，而Novellus则结盟泛林(Lam Research)提供沉积+刻蚀完整方案。
沉积(D)和刻蚀(E)是一对配套的工艺：沉积负责铺一层薄膜，刻蚀是去掉不该有薄膜覆盖的地方。先进工艺相似的地方是，用离子D可以用离子E，用原子D可以用原子E。
两家配合，Lam+Novellus如虎添翼。
在2011年，Lam宣布和Novellus合并(Lam以33亿股票收购，相当于6:4合并)，拉近了AMAT的营收差距。
作为内存设备的王者，因为3D NAND等的大发展，新Lam不断迫近AMAT的王位。作为反扑，AMAT在2013年宣布收购和Lam体量差不多的东京电子(TEL)。

八、AMAT的野心和谨慎
AMAT是沉积的老大和导体刻蚀第二，TEL的CVD也很强而且其涂布和介质刻蚀等优势和AMAT非常互补。AMAT合并TEL将产生一个比第二三四名加起来还大的半导体设备巨无霸，这使得很多晶圆厂忧心忡忡，因为讨价还价将变得更难。

2015年，美国监管机构以反垄断为由拒绝了AMAT的收购。第二年，LAM收购KLA也被否了，算各打五十大板吧。
AMAT也尝试过光刻，甚至谈过收购GCA。
我在讲KLA时提到过80年代AMAT从CV手里买了Cobilt光刻。Cobilt是半导体设备业的黄埔军校，除了KLA等人不提，ASM早期也是Cobilt欧洲代理。
飞利浦最早谈好了要买Cobilt，想为光刻机打入美国客户搞个vendor code，结果最后董事会临时变卦使得Cobilt被拆卖。
TEL拿走了Cobilt的涂布显影和晶圆检测，到今天仍是单项霸主。Jim购买的Cobilt光刻等业务却非常失败，但他迅速融资消债后全部抛弃。
因为和日本公司关系好，Jim选择和尼康合作，并帮助尼康进入美国客户。大家记得在《光刻巨人》里，Jim劝ASML首任CEO施密特放弃光刻吧？
由此能看出一点，Jim非常谨慎、厌恶风险，他很少再做核心业务的收购，生怕重蹈覆辙。直到Jim退休后，继任者们纷纷开始大规模并购的尝试。
Jim的自传我不到一小时就翻完了，书写得非常老派，一堆管理思想和慈善的内容，实在乏善可陈。这大概就是Jim的稳健风格吧。

九、先发优势
不知你注意到没有，半导体设备公司传统的拳头产品(比如AMAT的Epi和PVD,TEL的Coater和Prober,LAM的Plasma Etch,ASM的ALD)经过长期演进到今天仍然在细分领域份额领先，这对习惯价格战决胜的我们来说是不可思议的。
原因并不是这类设备做得完美或对手做不出来，实际上大多数设备都有竞品。特别之处在于，这些大厂做的绝对不仅仅是设备，更重要的是他们提供完整成熟的工艺流程和产线整合能力。
先发优势使得大设备厂能够拍肚子保证，客户投资上百亿美元的晶圆厂能够7x24正常运转。这个对后来者来讲太挑战了，经常是求爷爷告奶奶才能白送设备来试用。
晶圆厂应该算人类全部科技最最精华的集中：物理、化学、材料、电子、机械包括控制软件等技术都需要尖端中的尖端。而这些设备和技术如何整合成稳定高效的生产线，工艺流程和产线服务是关键中的关键。

AMAT是这其中最显著的代表：悠久可靠的工艺流程，反周期大投入的研发和全球化布局的服务都是它重要的优势。但是，越来越难预料的地缘政治，给整个行业的未来都增加了很大的变数。