中微7納米蝕刻機受關注,國產半導體設備困境如何解

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3日晚央視大型紀錄片《大國重器》第二季第六集《贏在互聯》重磅播出,中微半導體設備(上海)有限公司的7納米晶片刻蝕機榮幸被收錄其中。

現階段半導體產業能量產的最先進的工藝節點是7nm,台積電全面領先。在7納米製程設備方面,囊括了5大設備商包括應用材料(Applied Materials)、科林研發(LAM) 、東京威力科創(TEL)、日立先端(Hitach)、中微半導體。中微是唯一打入台積電7納米製程蝕刻設備的大陸本土設備商。

此番央視收錄的,就是中微,也是中國自主研發的第一批7納米晶片刻蝕機,它採用的是等離子體刻蝕技術。利用有化學活性的等離子體,在矽片上雕刻出微觀電路。

據介紹,在ICP晶片刻蝕中,關鍵尺寸的大小和晶片溫度有著一一對應的關係。如果我們要求刻蝕均勻性達到1納米,那麼整個晶片的溫度差異就要控制在2度以內。中微自主研發的溫控設計,可以讓刻蝕過程的溫控精度保持在0.75度以內,優於國際水平。

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。

中微董事長兼執行長尹志堯博士表明:「我國正在成為集成電路晶片和微觀器材出產的大國,到2020年,在我國新的晶片出產線上的出資將會超越美國、日本和韓國等區域的出資,我國會變成一個最大的晶片出產基地。我們相信到2030年,我國的晶片和微觀器材的加工能力和規模一定能徹底趕上並在不少方面超越國際先進水平。」

光刻技能仍落後,我國fab翹首期盼EUV供應

光刻機是晶片製作的中心設備之一,依照用處能夠分為好幾種:有用於出產晶片的光刻機;有用於封裝的光刻機;還有用於LED製作範疇的投影光刻機。用於出產晶片的光刻機是我國在半導體設備製作上最大的短板,國內晶圓廠所需的高端光刻機徹底依賴進口。

光刻機被業界稱為集成電路工業皇冠上的明珠,研製的技能門檻和資金門檻十分高。也正是因此,能出產高端光刻機的廠商十分少,到最先進的14nm光刻機就只剩餘ASML,日本佳能和尼康現已根本拋棄第六代EUV光刻機的研製。

對於商場占有了八成比例的供貨商ASML,據其2017第二季財報,在2017年第二季度新增8台EUV體系訂單,讓EUV光刻體系的未出貨訂單累積到27台,總值高達28億歐元。公司現在年產12台,2018年將增加到24台,2019年到達年產40台的產能。


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