為什麼國內只有中微半導體能研發出7nm刻蝕機台?

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半導體行業本身是個高科技行業,半導體行業從上游到下游,依次又有材料和設備、晶片設計、晶片製造、晶片產品封測等行業。

在晶片設計行業中,國內最具代表性的晶片設計廠商當是華為旗下的海思半導體莫屬。

據IC Insights之前對外公布的數據,到2017年,海思半導體的營收就已經增長到47.2億美金,在該年中的研發投入也直逼10億美金。

在晶片製造(晶圓代工)行業中,在中國大陸地區排名第一的本土廠商則是中芯國際。

目前,中芯國際最為先進並已投入量產的工藝是28nm工藝。

預計到了2019年,中芯國際有望投產14nm工藝。

不可否認的是,在晶片設計和製造兩大行業中,本土廠商與國際廠商相比仍然有些差距。

在材料與設備行業中,國內本土廠商仍須奮力追趕國際領先同行。

不過,中微半導體倒是一個特例。

日前,國內有不少媒體紛紛在網絡上轉發或分享了一段播放時長約5分鐘的視頻內容,該段視頻來自央視。

2018年3月3日晚間,據央視紀錄片《大國重器》講述:位於上海的中微半導體,已經研發出了7nm刻蝕機,這標誌著中國本土廠商自主研發的晶片製造設備終於與世界最先進水平保持同步了。

目前,晶片製造行業最大的代工廠商台積電已經開發出可量產的7nm製程工藝,並在業界居於領先水平。

而在7nm工藝設備方面,台積電有五大設備供應商,分別是應用材料、科林研發、東京威力科創、日立先端和中微半導體。

換言之,中微半導體是唯一一家來自中國大陸的半導體設備廠商,且為台積電供應7nm刻蝕機台。

顯然,中微半導體自主研製的設備是深受台積電認可的。

刻蝕機不同於光刻機。

光刻機是雷射將掩膜版上的電路臨時複製到矽晶圓片上,刻蝕機是按光刻機在矽片上刻好的電路結構,在矽片上進行微觀雕刻,以刻出溝槽或者接觸空。

中微半導體研製的7nm刻蝕機台,所採用的是等離子體刻蝕技術,台積電等晶片製造廠商利用該設備,可以在矽片上雕刻出微觀電路。

中微半導體研發的7nm刻蝕機中,有著名為氣體噴淋盤的核心部件。

另有媒體這樣報導:「氣體噴淋盤是刻蝕機最重要的核心部件之一,也是7納米晶片刻蝕機中的一項關鍵技術點。

它的材料選擇和設計對於刻蝕機性能指標的影響至關重要。

中微和國內廠家合作,研製和優化了一整套採用等離子體增強的物理氣象沉積金屬陶瓷的方法,這種創新的方法極大地改善了材料的性能,其晶粒更為精細、緻密,缺陷幾乎為零。

相比國外當前採用的噴淋盤,中國的陶瓷鍍膜噴淋盤壽命可以延長一倍,造價卻不到五分之一。

中國本土廠商能夠研製出可與世界最先進水平同步的刻蝕機,與中微半導體的創始人尹志堯,以及該公司的技術骨幹們是分不開的。

尹志堯曾經在美國應用材料(半導體設備行業中的龍頭老大)擔任過副總裁,並參與領導了幾代刻蝕機的研發工作,在美國工作期間就持有了86項專利。

十三年前,當時已經60歲的尹志堯決心放棄優越的物質待遇,離開美國並回國創業。

有媒體直接引用過尹志堯說過的一句話:「給外國人做嫁衣已經做了很多事情了,那我們應該給自己的祖國和人民做一些貢獻,所以就決心回來了。

當時,跟隨尹志堯一起,從美國回到中國的,還有大約三十位資深工程師,這些工程師曾經在應用材料、科林研發等半導體設備廠商中有過二、三十年的研發和製造經驗。

尹志堯等人從美國回國之際,美方要求所有的技術專家都不得把美國公司的技術如設計圖紙、工藝過程等一併帶回國內,還對這些技術專家們所持有的600萬份文件和個人電腦做了徹底清查。

尹志堯及其團隊回到國內以後,於2004年在上海創立中微半導體,並從零開始研發和製造刻蝕機等設備。

2008年,中微半導體的刻蝕機進入國際市場。

然而應用材料和科林研發實在難以接受中微半導體能在短短3年左右的時間裡研發出高端刻蝕機的事實,先後向中微半導體提起專利訴訟,最終這兩次曠日持久的專利訴訟都以中微半導體勝訴而告終。

2015年,美國商業部下屬的工業安全局特別對外發布一則公告稱,由於中國本土廠商已能夠研製出具備國際競爭力的等離子刻蝕機,決定把等離子刻蝕機從美國對中國限制的技術設備名單上去除。

到了今天,中微半導體的設備產品已經遠銷歐洲、韓國、新加坡、台灣等地,且在原材料方面同樣取得了局部性的突破。

最後,引用尹志堯在央視紀錄片中的說的話:「我國正在成為集成電路晶片和微觀器件生產的大國,到2020年,在我國新的晶片生產線上的投資將會超過美國、日本和韓國等地區的投資,中國會變成一個最大的晶片生產基地。

我們相信到2030年,我國的晶片和微觀器件的加工能力和規模一定能完全趕上並在不少方面超過國際先進水平。


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