国产芯片制造迎来关键性突破

近日，有消息称，我国离子注入机发布全谱系产品，可谓是国产芯片制造关键设备的一大突破，助力本土芯片制造装备登上了新的“珠峰”。

创新突破受制于人的技术领域，刻不容缓

中国是制造业大国，主导着智能手机和笔记本电脑等电子设备的制造供应链，但每年仍需进口3000亿美元的半导体芯片。有数据表明，2020年中国大陆地区的半导体设备市场需求占全球的27%，稳居第一大市场。根据前六大半导体设备企业数据统计，第四季度中国大陆地区贡献全球半导体设备行业收入比例达到25%，这背后，是我国仍依赖境外先进半导体制造设备的现状。

据悉，离子注入机是集成电路制造前工序中的关键设备，可对半导体表面附近区域进行掺杂，其目的是改变半导体的载流子浓度和导电类型。与常规热掺杂工艺相比，离子注入可对注入剂量、注入角度、注入深度、横向扩散等方面进行精确的控制，克服了常规工艺的限制，提高了电路的集成度、开启速度、成品率和寿命，降低了成本和功耗。由于离子注入机广泛用于掺杂工艺，可以满足浅结、低温和精确控制等要求，已成为集成电路制造工艺中必不可少的关键装备。据介绍，此次我国全谱系离子注入机实现自主创新发展，可初步缓解我国芯片制造领域断链、短链难题。

实现更全面的本土化发展，需一一攻破瓶颈

此次离子注入机实现突破，在振奋人心的同时，也不禁引发思考：究竟中国的半导体设备还需要攻破哪些瓶颈？还有多远的路需要走？业内知名专家表明，在未来，中国半导体设备主要有四点困难需要突破。

第一，在先进工艺领域，设备能力和参数与国外设备相比有依旧有差距。国外最先进设备目前可支持7/5nm量产，目前国产设备仅能支持28nm及以上工艺应用。第二，市场竞争激烈。当下，全球设备业通过兼并、淘汰，在每个细分市场中仅剩下1～2家、至多3～4家企业，竞争十分激烈，如光刻机领域ASML一家独大，且均面向全球市场。反观国内企业，基础较弱，有能力切入海外市场的非常之少。

对此，知名业内专家莫大康也表示，对于芯片制造业而言，有“先入为主”的情况，这也导致中国半导体设备难以跻身于国际市场竞争中。“从技术角度来看，一旦器件的制造工艺决定后，相应的半导体设备就被固定下来，即便是同样称作PVD，互相之间不能更替，否则工艺就要重新调整，而其中涉及器件的可靠性等，所以芯片制造商的工艺设备选定是与它的工艺技术来源一致。”莫大康说道。

第三，设备与工艺的深度融合还需进一步提升。上世纪80年代末期开始，半导体设备企业开始把工艺能力整合在设备中，让用户买到设备就能保证使用，并且达到工艺要求，然而这并非易事。莫大康也表示，研发工艺制程在设备上的实现，是跨出非常艰难的一步，这不仅仅是两个学科之间的融合，同时还需要兴建工艺试验线，要维持一条工艺试验线，从设备釆购，到试验线的运行维护等方面花费非常高昂。

第四，验证半导体设备的生态环境还需进一步构建。由于出货数量少，设备企业难以负担工艺试验线的费用，国内只能采取对下游制造企业进行补贴，利用制造企业的产线帮助设备企业进行试验的办法，但是这种方式目前多有掣肘。

突破掣肘，还需拥有体系构建自主可控的能力

随着摩尔定律的不断延伸，市场对先进制程的需求也在不断增大，同时也大大驱动着半导体设备的发展，“突破掣肘，还需拥有体系构建自主可控的能力。”业内专家表示。

“面对产业发展中的‘痛点’，没有退路，也不能存有侥幸，只有勇敢地正面去迎战。尽管困难很大，它涉及工业基础等根本性问题，但是要始于足下，有计划的聚集国内优秀兵力去攻坚克难。“莫大康说道。

尽管此次离子注入机实现全谱系产品本土化，但距离半导体设备本土化还有很长的路需要走，针对本土半导体设备的痛点、难点，业内专家表示，在未来，中国半导体设备主要有四点发展方向。其一，聚焦资源，加快先进工艺机型研发和成熟工艺机型产业化，提升工艺研发能力。其二，加强产业链上下游强化协同、联合攻关，实现整体突破。在工艺验证、迭代等方面强化融合创新，以用促研、以研保产，构建用研协同攻关的创新生态，推动科技成果向现实生产力转化的进度。其三，推动核心零部件企业开展技术攻关，提升零部件供应链保障能力。其四，在人才建设方面，要着重建设规模、能力和经验与目标相匹配的市场化和国际化技术团队，从而能够有效应对国际市场的种种变动。