芯片制造设备突破,中国芯再传好消息！芯片核心装备重大突破，开发难度仅次于光刻机

芯片行业总体来说我国相对落后，但已经开始不断突破芯片制造设备突破。其中，下游芯片设计方面已经进入全球第一梯队，中游晶圆制造方面也在向高端追赶，差距较大的就是上游设备及材料领域，这也正是我们实现芯片国产化替代必须突破的重点。

芯片制造设备上，光刻机、刻蚀机、离子注入机和镀膜机并称为芯片四大核心设备，其中离子注入机开发难度仅次于光刻机。去年6月，中国电子科技集团成功研制出具有自主知识产权的百万伏高能离子注入机，近来又有新的突破！

离子流入机究竟能做什么芯片之所以复杂，是因为集成了上百亿的晶体管。而这些晶体管的主要成分就是硅，硅被称为半导体，其导电性介于导体和绝缘体之间。要让其具有特定的导电性能，就需要向其注入不同种类的元素，按预定方式改变材料的电性能。

这个环节非常关键，芯片制造过程中通常需要70多道离子注入工序，离子注入机就是执行这一掺杂工艺的芯片制造设备。在芯片制造过程中，离子注入机将这些元素以带电离子的形式，加速至预定能量并注入至特定半导体材料中。

常用的离子注入机主要有三种：低能大束流离子注入机、中低束流离子注入机和高能离子注入机。其中，低能大束流是高剂量、浅度掺杂，中束流是中低剂量、高精度控制掺杂，高能是深度掺杂。高能是离子注入机中技术难度最大的机型。

一直以来，高能离子注入机因为极大的研发难度和较高的行业竞争壁垒，被称为离子注入机领域的“珠穆朗玛峰”。在这方面，文章开头提到，中国电科已经实现百万伏高能离子注入机的突破 ，表明我国在该领域已经追上国际水平。

离子流入机实现全系国产不仅如此，近日又传来好消息，中国电子科技集团旗下电科装备已成功实现离子注入机全谱系产品国产化。电科装备是国内唯一一家集研发、制造、服务于一体的离子注入机供应商，今后将可为全球芯片制造企业提供离子注入机一站式解决方案。

电科装备在突破了百万伏高能离子注入机后，又连续突破大流强长寿命高品质离子源、高速晶圆传输等“卡脖子”技术，自主研制中束流、大束流、高能、特种应用及第三代半导体等离子注入机，工艺段覆盖至28nm，累计形成核心发明专利413项。

中束流、大束流是指向硅片注入离子的效率，束流越大，每分钟注入的离子数越多。不同的注入剂量、注入角度、注入深度等都会影响芯片的性能、成品率和寿命，因此技术难度非常大，注入要控制得很精准，要在很多工艺技术上精益求精。

攻克这一系列“卡脖子”技术，意义非常重大。因此，中国电子科技集团才对外宣布，成功实现离子注入机全谱系产品国产化。这次全谱系离子注入机的自主创新，为我国芯片制造产业链补上重要一环，将使芯片国产化替代向前迈进一大步。

正视差距继续向高端发展离子注入机是芯片制造中必不可少的核心设备之一，其开发难度仅次于光刻机。然而多年以来，在这方面国产率极低，一直是依赖进口，特别是高通离子注入机。因此，这次中国电科技的实现全谱系国产化，对我国芯片制造产业有极大促进作用。

然而，我们必须要正视存在的差距，这次虽然是全谱系国产化，但也只是工艺段覆盖到了28nm，所占市场份额也还不大。目前，离子注入机市场主要由美国厂商垄断，应用材料和Axcelis位居行业前两名，占据全球市场70% 以上的份额。

像高能离子注入机，我们突破的是百万伏高能离子注入机，而国际上最先进的是600万伏高能离子注入机，是德国芯片企业普芮玛生产的PRHEI6Me，也是世界上唯一一款成功商用的。对比之下，我们还有一定差距，今后仍需继续努力。

另外，中国电科虽然实现了离子注入机全谱系产品国产化，但其产品质量还有待芯片生产线的进一步检验。可喜的是，中电科电子装备自主研发的国内首台中束流离子注入机在中芯国际大生产线上稳定流片逾200万，首台设备实现了销售。

写在最后2017年-2020年的四年间，预计将有26座新晶圆厂在我国大陆投产，然而这其中所需离子注入机，大部分依然来自于国外进口。国内的市场需求依然很大，晶圆制造产能也在快速增加，这对国产离子注入机发展也是个重要的机遇。

离子注入机只是一个代表，在芯片的设备和材料上，都要利用好现在的黄金发展时期。芯片设备和材料发展不容易，就是因为这个要结合芯片制造不断试错，反馈完善才能发展。现在，市场提供了难得的机遇，政策、资金也在助推。

我国已经提出了2025年实现芯片70%自给率的目标，也出台了多项芯片方面的优惠促进，社会资金也在流入芯片行业！加油吧，虽然我们曾经落后，但只要我们想做、去做，没有中国人办不到的事情，芯片“卡脖子”难题一定会解决！