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              工業和信息化部主管 中國電子報社主辦
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              半導體

              攀登芯片制造“珠峰”,國產芯片制造關鍵設備再突破!

              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。

              責任編輯:沈叢


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