中微半导体的5nm蚀刻机已经打入台积电的供应链。近日，中微半导体设备公司董事长尹志尧博士提到了该公司的进展，指出中微半导体正在跟随台积电按照摩尔定律的发展走，后者的3nm工艺已经研发一年多了，预计2021年初就要试产，也就是说目前中微子已经在预研3nm蚀刻机。很多人对于芯片制造只知道光刻机，集成电路设备通常可分为前道工艺设备（晶圆制造）、后道工艺设备（封装与检测）等。因生产工艺复杂，工序繁多，所以生产过程所需要的设备种类多样。其中，在晶圆制造中，直径30厘米的圆形硅晶薄片穿梭在各种极端精密的加工设备之间，由它们在硅片表面制作出只有发丝直径千分之一的沟槽或电路。热处理、光刻、刻蚀、清洗、沉积……每块晶圆要昼夜无休地被连续加工两个月，经过成百上千道工序，最终集成了海量的微小电子器件，经切割、封装，成为信息社会的基石——芯片。而这所有的过程共分为七大生产区域，分别是扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、抛光、金属化，所对应的七大类生产设备分别为扩散炉、光刻机、刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备、化学机械抛光机和清洗机，其中金属化是把集成电路里的各个元件用金属导体连接起来，用到的设备也是薄膜生长设备。由于光刻、刻蚀、沉积等流程在芯片生产过程中不断循环往复，是芯片前端加工过程的三大核心技术，其设备价值也最高。在晶圆制造中，由于光刻、刻蚀、沉积等流程在芯片生产过程中不断循环往复，是芯片前端加工过程的三大核心技术，其设备价值也最高，其中镀膜设备、刻蚀设备、光刻机大约分别占半导体晶圆厂设备总投资的15%、15%、20-25%。在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺：干法刻蚀和湿法腐蚀。目前主流所用的还是干法刻蚀工艺，利用干法刻蚀工艺的就叫等离子体蚀刻机。在集成电路制造过程中需要多种类型的干法刻蚀工艺，应用涉及硅片上各种材料。被刻蚀材料主要包括介质、硅和金属等，通过与光刻、沉积等工艺多次配合可以形成完整的底层电路、栅极、绝缘层以及金属通路等。所以在刻蚀工艺上，共有介质刻蚀、硅的等离子体干法刻蚀、金属刻蚀三大类，它们彼此的应用并不相同，不能互相替代。像硅的等离子体干法刻蚀是硅片制造中的一项关键工艺技术，主要作用为制作MOS栅结构、器件隔离和DRAM电容结构中的单晶硅槽，而介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀，主要包括氧化物刻蚀和氮化硅的刻蚀，是最复杂的刻蚀过程。应用不同，所以根据其工艺造就的蚀刻机也就不一样。整体看硅刻蚀最难，其次介质刻蚀，最简单的是金属刻蚀。中微主要攻关的是介质刻蚀工艺，中微半导体于2004年由尹志尧博士代领的海归人才创办，尹志尧博士曾在美国应用材料公司任职13年，60岁归国创业，就立下了15年时间追赶，20年时间超越的宏伟目标。它先后成功开发和销售了适用于65/45/28/20/14/10/7纳米工艺制程的一系列等离子体刻蚀设备，始终保持着与当时的世界先进水平同步。2014年，中微更是首创介质刻蚀及除胶一体机PrimoiDEA(TM)，这是业界首次将双反应台介质等离子体刻蚀和光刻胶除胶反应腔整合在同一个平台上。PrimoiDEA(TM)主要针对2X纳米及更先进的刻蚀工艺,运用中微已被业界认可的D-RIE刻蚀技术和Primo平台,避免了因等离子体直接接触芯片引发的器件损伤(PID)。中微刻蚀工艺技术非常高，比如其研发的自主研发的刻蚀温控精度保持在0.75度以内，优于国际水平。对于喷淋盘，中微首创高纯铝做基材，镀上高致密特殊陶瓷薄膜。喷淋盘直径半米，均匀分布1000个细小的圆孔。不同化学气体通过小孔进入腔体，在射频作用下形成等离子体。喷淋盘最后需要接受30小时的烧制考验，保证镀膜厚度均匀达到上百微米，其中喷淋盘在炉中烧制的运动轨迹是获得高质量陶瓷镀层的核心机密。2015年，美国商务部更因中微作提供的“有相当数量和同等质量”的刻蚀机产品，取消对华出口刻蚀设备的限制。这表示美国明白技术封锁已经不起作用了，想要通过低价倾销的方式阻止中国蚀刻机的发展。但是这并没有阻碍中国企业的发展，2017年4月，尹志尧宣布，中微已经掌握5nm技术，预计年底正式敲定5纳米刻蚀机。 因此，尹志尧这一宣布，意味着中微在核心技术上突破了外企垄断，中国半导体技术第一次占领至高点。从2004年创立，到2017年掌握5nm工艺，中微只用了13年。除了介质刻蚀之外，中微在硅刻蚀上也做出了重大的突破，中微TSV刻蚀设备已经装备了国内所有的集成电路先进封装企业。市场占有率超过50%。同时还远销欧洲，应用于新兴的微电机系统（MEMS）传感器制造。而在薄膜生长设备上，中微也有突破，在薄膜设备领域，像金属有机物化学气相沉积（MOCVD）设备。用于制造蓝光LED的中微MOCVD设备在最近两年，从几乎为零的国内市场占有率一举实现超过70%的市场占有率，彻底打破了美国维科（Veeco）和德国爱思强（Aixtron）两家供应商长期垄断市场的局面。中微目前还在攻破金属硬掩膜刻蚀领域，从而实现实现了硅刻蚀、介质刻蚀、金属刻蚀的全覆盖。中微之外，华创也取得了突破中微在截至介质刻蚀上取得了世界领先的地位，而华创也在硅刻蚀、金属刻蚀上达到了世界主流水平。2016年，华创研发出了14nm工艺的硅蚀刻机。目前中芯国际在研发的14nm工艺，就在验证使用北方华创的硅蚀刻机。2017年11月，北方华创研发的中国首台适用于8英寸晶圆的金属刻蚀机，也成功搬入中芯国际的产线，这个也是有重大突破意义的，当然主流的12英寸晶圆的金属刻蚀机，我们还得努力实现突破，晶圆尺寸越大，成本降低越大。从2014年到现在，我国每年集成电路年进口额都超过2000亿美元，2017年也高达2601亿美元，2018年全球集成电路销售规模将超过3500亿美元。2018年进口近3000亿美元。而2018全球集成电路销售规模将超过3500亿美元。中国集成电路电路市场广阔，排在中国每年进口产品的第一名。所以为了避免被国外卡脖子，陷入被动。中国正在加大半导体领域的投资，并明确将集成电路放在发展新一代信息技术产业的首位。2014年，国家集成电路产业投资基金成立，首期募集资金规模达1387亿元。基金二期募资也已经启动，拟募资1500-2000亿，对设备制造、芯片设计和材料领域加大投资。在中国的计划书中，明确提出在2020年之前，90-32nm设备国产化率达到50%，2025年之前，20-14nm设备国产化率达到30%，而国产芯片自给率要在2020年达到40%，2025年达到70%。依托中国庞大的市场，中国芯片设备厂商大有可为。

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