攀登芯片制造“珠峰”，國(guó)產(chǎn)芯片制造關(guān)鍵設(shè)備再突破！

作者：沈叢來源：中國(guó)電子報(bào)、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

近日，有消息稱，我國(guó)離子注入機(jī)發(fā)布全譜系產(chǎn)品，可謂是國(guó)產(chǎn)芯片制造關(guān)鍵設(shè)備的一大突破，助力本土芯片制造裝備登上了新的“珠峰”。

創(chuàng)新突破受制于人的技術(shù)領(lǐng)域，刻不容緩

中國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，主導(dǎo)著智能手機(jī)和筆記本電腦等電子設(shè)備的制造供應(yīng)鏈，但每年仍需進(jìn)口3000億美元的半導(dǎo)體芯片。有數(shù)據(jù)表明，2020年中國(guó)大陸地區(qū)的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)需求占全球的27%，穩(wěn)居第一大市場(chǎng)。根據(jù)前六大半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，第四季度中國(guó)大陸地區(qū)貢獻(xiàn)全球半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)收入比例達(dá)到25%，這背后，是我國(guó)仍依賴境外先進(jìn)半導(dǎo)體制造設(shè)備的現(xiàn)狀。

據(jù)悉，離子注入機(jī)是集成電路制造前工序中的關(guān)鍵設(shè)備，可對(duì)半導(dǎo)體表面附近區(qū)域進(jìn)行摻雜，其目的是改變半導(dǎo)體的載流子濃度和導(dǎo)電類型。與常規(guī)熱摻雜工藝相比，離子注入可對(duì)注入劑量、注入角度、注入深度、橫向擴(kuò)散等方面進(jìn)行精確的控制，克服了常規(guī)工藝的限制，提高了電路的集成度、開啟速度、成品率和壽命，降低了成本和功耗。由于離子注入機(jī)廣泛用于摻雜工藝，可以滿足淺結(jié)、低溫和精確控制等要求，已成為集成電路制造工藝中必不可少的關(guān)鍵裝備。據(jù)介紹，此次我國(guó)全譜系離子注入機(jī)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新發(fā)展，可初步緩解我國(guó)芯片制造領(lǐng)域斷鏈、短鏈難題。

實(shí)現(xiàn)更全面的本土化發(fā)展，需一一攻破瓶頸

此次離子注入機(jī)實(shí)現(xiàn)突破，在振奮人心的同時(shí)，也不禁引發(fā)思考：究竟中國(guó)的半導(dǎo)體設(shè)備還需要攻破哪些瓶頸？還有多遠(yuǎn)的路需要走？業(yè)內(nèi)知名專家表明，在未來，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備主要有四點(diǎn)困難需要突破。

第一，在先進(jìn)工藝領(lǐng)域，設(shè)備能力和參數(shù)與國(guó)外設(shè)備相比有依舊有差距。國(guó)外最先進(jìn)設(shè)備目前可支持7/5nm量產(chǎn)，目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備僅能支持28nm及以上工藝應(yīng)用。第二，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。當(dāng)下，全球設(shè)備業(yè)通過兼并、淘汰，在每個(gè)細(xì)分市場(chǎng)中僅剩下1～2家、至多3～4家企業(yè)，競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，如光刻機(jī)領(lǐng)域ASML一家獨(dú)大，且均面向全球市場(chǎng)。反觀國(guó)內(nèi)企業(yè)，基礎(chǔ)較弱，有能力切入海外市場(chǎng)的非常之少。

對(duì)此，知名業(yè)內(nèi)專家莫大康也表示，對(duì)于芯片制造業(yè)而言，有“先入為主”的情況，這也導(dǎo)致中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備難以躋身于國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中。“從技術(shù)角度來看，一旦器件的制造工藝決定后，相應(yīng)的半導(dǎo)體設(shè)備就被固定下來，即便是同樣稱作PVD，互相之間不能更替，否則工藝就要重新調(diào)整，而其中涉及器件的可靠性等，所以芯片制造商的工藝設(shè)備選定是與它的工藝技術(shù)來源一致。”莫大康說道。

第三，設(shè)備與工藝的深度融合還需進(jìn)一步提升。上世紀(jì)80年代末期開始，半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)開始把工藝能力整合在設(shè)備中，讓用戶買到設(shè)備就能保證使用，并且達(dá)到工藝要求，然而這并非易事。莫大康也表示，研發(fā)工藝制程在設(shè)備上的實(shí)現(xiàn)，是跨出非常艱難的一步，這不僅僅是兩個(gè)學(xué)科之間的融合，同時(shí)還需要興建工藝試驗(yàn)線，要維持一條工藝試驗(yàn)線，從設(shè)備釆購(gòu)，到試驗(yàn)線的運(yùn)行維護(hù)等方面花費(fèi)非常高昂。

第四，驗(yàn)證半導(dǎo)體設(shè)備的生態(tài)環(huán)境還需進(jìn)一步構(gòu)建。由于出貨數(shù)量少，設(shè)備企業(yè)難以負(fù)擔(dān)工藝試驗(yàn)線的費(fèi)用，國(guó)內(nèi)只能采取對(duì)下游制造企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼，利用制造企業(yè)的產(chǎn)線幫助設(shè)備企業(yè)進(jìn)行試驗(yàn)的辦法，但是這種方式目前多有掣肘。

突破掣肘，還需擁有體系構(gòu)建自主可控的能力

隨著摩爾定律的不斷延伸，市場(chǎng)對(duì)先進(jìn)制程的需求也在不斷增大，同時(shí)也大大驅(qū)動(dòng)著半導(dǎo)體設(shè)備的發(fā)展，“突破掣肘，還需擁有體系構(gòu)建自主可控的能力。”業(yè)內(nèi)專家表示。

“面對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的‘痛點(diǎn)’，沒有退路，也不能存有僥幸，只有勇敢地正面去迎戰(zhàn)。盡管困難很大，它涉及工業(yè)基礎(chǔ)等根本性問題，但是要始于足下，有計(jì)劃的聚集國(guó)內(nèi)優(yōu)秀兵力去攻堅(jiān)克難。“莫大康說道。

盡管此次離子注入機(jī)實(shí)現(xiàn)全譜系產(chǎn)品本土化，但距離半導(dǎo)體設(shè)備本土化還有很長(zhǎng)的路需要走，針對(duì)本土半導(dǎo)體設(shè)備的痛點(diǎn)、難點(diǎn)，業(yè)內(nèi)專家表示，在未來，中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備主要有四點(diǎn)發(fā)展方向。其一，聚焦資源，加快先進(jìn)工藝機(jī)型研發(fā)和成熟工藝機(jī)型產(chǎn)業(yè)化，提升工藝研發(fā)能力。其二，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游強(qiáng)化協(xié)同、聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)整體突破。在工藝驗(yàn)證、迭代等方面強(qiáng)化融合創(chuàng)新，以用促研、以研保產(chǎn)，構(gòu)建用研協(xié)同攻關(guān)的創(chuàng)新生態(tài)，推動(dòng)科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的進(jìn)度。其三，推動(dòng)核心零部件企業(yè)開展技術(shù)攻關(guān)，提升零部件供應(yīng)鏈保障能力。其四，在人才建設(shè)方面，要著重建設(shè)規(guī)模、能力和經(jīng)驗(yàn)與目標(biāo)相匹配的市場(chǎng)化和國(guó)際化技術(shù)團(tuán)隊(duì)，從而能夠有效應(yīng)對(duì)國(guó)際市場(chǎng)的種種變動(dòng)。