近段時間大家對芯片製造設備光刻機情有獨鍾,有關它的信息也連續不斷。如果能擁有一台高端的光刻機,我們就能製造出高端芯片嗎?其它製造芯片的設備、材料和技術就不受限制嗎?答案當然不是,芯片製造工藝、其它製造核心設備、材料都是芯片製造的關鍵。
擁有光刻機不一定能製造芯片,科技基礎、技術人才是首位
如今芯片的製造工藝不能簡單看成是14nm、7nm、5nm或3nm,晶體管的最小體積總有一個限度。在臨近物理極限時,需要的芯片製造工藝也會達到一個極限難度。三星、英特爾為何跟不上台積電的步伐,是因為缺少一台高端的光刻機嗎!
在2019年年底,中芯國際實現了14nm芯片的製造工藝。其中實現技術突破的關鍵人物就是梁孟松,在他加入中芯國際不到一年就打破了芯片製造工藝僵局。梁孟松曾先後在台積電、三星擔任過技術高管,技術毋庸置疑。
在梁孟松加入中芯國際之前,中芯國際在2015年就實現了28nm芯片的製造工藝。之後三年為何沒有突破,一個是缺乏關鍵的技術人才,另一個是工藝與物理極限挑戰難度在不斷提高。
晶體管不斷接近物理極限,也讓個別芯片製造商望塵莫及。譬如格芯就宣稱放棄了7nm以下芯片製造工藝的研發。背後隱含着研發經費高,並且前有三星、台積電領先。
那我國是不是也跟隨格芯呢!其實不然,芯片製造對我國而言首先考慮的不是盈利問題,而是完善半導體產業生態的問題。從科技戰略上講半導體產業是未來科技支撐的基石,必須由自己掌握。
芯片製造設備有“四大金剛”,不是隻有光刻機
光刻機、離子注入機、刻蝕機和薄膜沉積設備被稱為集成電路製造的“四大金剛”。在芯片製造成本中佔比很高,同時設備技術含量也很高。在這些設備中刻蝕機近兩年已經步入國際先進水平行列。
近日,北京中科信電子裝備有限公司自主研製的高能離子注入機,成功實現了百萬電子伏特高能離子加速,其性能達到了國際先進水平。
離子注入是晶圓片光刻後將離子束注入到硅材料表層,達到改變材料表層物理特性的工藝。
離子注入機行業中,2019年美國應用材料和Axcelis公司共計佔到全球70%的市場份額。