近日,有消息稱,我國企業(yè)發(fā)布了離子注入機(jī)全譜系產(chǎn)品,可謂是國產(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
中國是制造業(yè)大國,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年中國大陸地區(qū)的半導(dǎo)體設(shè)備市場需求占全球的27%,穩(wěn)居第一大市場。根據(jù)前六大半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,第四季度中國大陸地區(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,此次我國全譜系離子注入機(jī)實現(xiàn)自主創(chuàng)新發(fā)展,可初步緩解我國芯片制造領(lǐng)域斷鏈、短鏈難題。
實現(xiàn)更全面本土化發(fā)展,需一一攻破瓶頸
此次離子注入機(jī)實現(xiàn)突破,在振奮人心的同時,也不禁引發(fā)思考:究竟中國的半導(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,中國半導(dǎo)體設(shè)備主要有四點困難需要突破。
第一,在先進(jìn)工藝領(lǐng)域,設(shè)備能力和參數(shù)與國外設(shè)備相比依舊有差距。國外最先進(jìn)設(shè)備目前可支持7/5nm量產(chǎn),目前國產(chǎn)設(shè)備僅能支持28nm及以上工藝應(yīng)用。
第二,市場競爭激烈。當(dāng)下,全球設(shè)備業(yè)通過兼并、淘汰,在每個細(xì)分市場中僅剩下1~2家,至多3~4家企業(yè),競爭十分激烈。如光刻機(jī)領(lǐng)域ASML一家獨大。反觀國內(nèi)企業(yè),基礎(chǔ)較弱,有能力切入海外市場的非常之少。
對此,知名業(yè)內(nèi)專家莫大康也表示,對于芯片制造業(yè)而言,有“先入為主”的情況,這也導(dǎo)致中國半導(dǎo)體設(shè)備難以躋身于國際市場競爭中?!皬募夹g(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)來源一致的。”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)備上的實現(xiàn),是非常艱難的一步。這不僅僅是兩個學(xué)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(shè)備釆購到試驗線的運行維護(hù)等方面,花費非常高昂。
第四,驗證半導(dǎo)體設(shè)備的生態(tài)環(huán)境還需進(jìn)一步構(gòu)建。
突破掣肘,還需構(gòu)建自主可控的能力體系
隨著摩爾定律的不斷延伸,市場對先進(jìn)制程的需求也在不斷增大,同時也大大驅(qū)動著半導(dǎo)體設(shè)備的發(fā)展?!巴黄瞥钢猓€需構(gòu)建自主可控的能力體系?!睒I(yè)內(nèi)專家表示。
“面對產(chǎn)業(yè)發(fā)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(zhàn)。盡管困難很大,涉及工業(yè)基礎(chǔ)等根本性問題,但是要始于足下,有計劃地聚集國內(nèi)優(yōu)秀兵力去攻堅克難?!蹦罂嫡f道。
盡管此次離子注入機(jī)實現(xiàn)全譜系產(chǎn)品本土化,但距離半導(dǎo)體設(shè)備本土化還有很長的路需要走,針對本土半導(dǎo)體設(shè)備的痛點、難點,業(yè)內(nèi)專家表示,在未來,中國半導(dǎo)體設(shè)備主要有四點發(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),實現(xiàn)整體突破。在工藝驗證、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),推動科技成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的進(jìn)度。其三,推動核心零部件企業(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)驗與目標(biāo)相匹配的市場化和國際化技術(shù)團(tuán)隊,從而能夠有效應(yīng)對國際市場的種種變動。