攀登芯片制造“珠峰”，國產芯片制造關鍵設備再突破！

作者：沈叢來源：中國電子報、電子信息產業網

近日，有消息稱，我國離子注入機發布全譜系產品，可謂是國產芯片制造關鍵設備的一大突破，助力本土芯片制造裝備登上了新的“珠峰”。

創新突破受制于人的技術領域，刻不容緩

中國是制造業大國，主導著智能手機和筆記本電腦等電子設備的制造供應鏈，但每年仍需進口3000億美元的半導體芯片。有數據表明，2020年中國大陸地區的半導體設備市場需求占全球的27%，穩居第一大市場。根據前六大半導體設備企業數據統計，第四季度中國大陸地區貢獻全球半導體設備行業收入比例達到25%，這背后，是我國仍依賴境外先進半導體制造設備的現狀。

據悉，離子注入機是集成電路制造前工序中的關鍵設備，可對半導體表面附近區域進行摻雜，其目的是改變半導體的載流子濃度和導電類型。與常規熱摻雜工藝相比，離子注入可對注入劑量、注入角度、注入深度、橫向擴散等方面進行精確的控制，克服了常規工藝的限制，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。由于離子注入機廣泛用于摻雜工藝，可以滿足淺結、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鍵裝備。據介紹，此次我國全譜系離子注入機實現自主創新發展，可初步緩解我國芯片制造領域斷鏈、短鏈難題。

實現更全面的本土化發展，需一一攻破瓶頸

此次離子注入機實現突破，在振奮人心的同時，也不禁引發思考：究竟中國的半導體設備還需要攻破哪些瓶頸？還有多遠的路需要走？業內知名專家表明，在未來，中國半導體設備主要有四點困難需要突破。

第一，在先進工藝領域，設備能力和參數與國外設備相比有依舊有差距。國外最先進設備目前可支持7/5nm量產，目前國產設備僅能支持28nm及以上工藝應用。第二，市場競爭激烈。當下，全球設備業通過兼并、淘汰，在每個細分市場中僅剩下1～2家、至多3～4家企業，競爭十分激烈，如光刻機領域ASML一家獨大，且均面向全球市場。反觀國內企業，基礎較弱，有能力切入海外市場的非常之少。

對此，知名業內專家莫大康也表示，對于芯片制造業而言，有“先入為主”的情況，這也導致中國半導體設備難以躋身于國際市場競爭中。“從技術角度來看，一旦器件的制造工藝決定后，相應的半導體設備就被固定下來，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整，而其中涉及器件的可靠性等，所以芯片制造商的工藝設備選定是與它的工藝技術來源一致。”莫大康說道。

第三，設備與工藝的深度融合還需進一步提升。上世紀80年代末期開始，半導體設備企業開始把工藝能力整合在設備中，讓用戶買到設備就能保證使用，并且達到工藝要求，然而這并非易事。莫大康也表示，研發工藝制程在設備上的實現，是跨出非常艱難的一步，這不僅僅是兩個學科之間的融合，同時還需要興建工藝試驗線，要維持一條工藝試驗線，從設備釆購，到試驗線的運行維護等方面花費非常高昂。

第四，驗證半導體設備的生態環境還需進一步構建。由于出貨數量少，設備企業難以負擔工藝試驗線的費用，國內只能采取對下游制造企業進行補貼，利用制造企業的產線幫助設備企業進行試驗的辦法，但是這種方式目前多有掣肘。

突破掣肘，還需擁有體系構建自主可控的能力

隨著摩爾定律的不斷延伸，市場對先進制程的需求也在不斷增大，同時也大大驅動著半導體設備的發展，“突破掣肘，還需擁有體系構建自主可控的能力。”業內專家表示。

“面對產業發展中的‘痛點’，沒有退路，也不能存有僥幸，只有勇敢地正面去迎戰。盡管困難很大，它涉及工業基礎等根本性問題，但是要始于足下，有計劃的聚集國內優秀兵力去攻堅克難。“莫大康說道。

盡管此次離子注入機實現全譜系產品本土化，但距離半導體設備本土化還有很長的路需要走，針對本土半導體設備的痛點、難點，業內專家表示，在未來，中國半導體設備主要有四點發展方向。其一，聚焦資源，加快先進工藝機型研發和成熟工藝機型產業化，提升工藝研發能力。其二，加強產業鏈上下游強化協同、聯合攻關，實現整體突破。在工藝驗證、迭代等方面強化融合創新，以用促研、以研保產，構建用研協同攻關的創新生態，推動科技成果向現實生產力轉化的進度。其三，推動核心零部件企業開展技術攻關，提升零部件供應鏈保障能力。其四，在人才建設方面，要著重建設規模、能力和經驗與目標相匹配的市場化和國際化技術團隊，從而能夠有效應對國際市場的種種變動。