國產刻蝕機水平一流 但造芯片只是“配角”

近來有網絡媒體稱，“中微半導體自主研制的5納米等離子體刻蝕機，性能優良，將用于全球首條5納米芯片制程生產線”，并評論說“中國芯片生產技術終于突破歐美封鎖，第一次占領世界制高點”“中國彎道超車”等等。

中微公司的刻蝕機的確水平一流，但夸大闡述其戰略意義，則被相關專家反對。刻蝕只是芯片制造多個環節之一。刻蝕機也不是對華禁售的設備，在這個意義上不算“卡脖子”。

首先，外行容易混淆“光刻機”和“刻蝕機”。光刻機相當于畫匠，刻蝕機是雕工。前者投影在硅片上一張精細的電路圖(就像照相機讓膠卷感光)，后者按這張圖去刻線(就像刻印章一樣，腐蝕和去除不需要的部分)。

光刻機是芯片制造中用到的最金貴的機器，要達到5納米曝光精度難比登天，ASML公司一家通吃高端光刻機;而刻蝕機沒那么難，中微的競爭對手還有應用材料、泛林、東京電子等等，國外巨頭體量優勢明顯。

“中微的等離子刻蝕機這幾年進步確實不小，”科技日報記者采訪的一位從事離子刻蝕的專家說，“但現在的刻蝕機精度已遠超光刻機的曝光精度;芯片制程上，刻蝕精度已不再是最大的難題，更難的是保證在大面積晶圓上的刻蝕一致性。”

該專家解釋說，難在如何讓電場能量和刻蝕氣體都均勻地分布在被刻蝕基體表面上，以保證等離子中的有效基元，在晶片表面的每一個位置實現相同的刻蝕效果，為此需要綜合材料學、流體力學、電磁學和真空等離子體學的知識。

該專家說：“刻蝕機更合理的結構設計和材料選擇，可保證電場的均勻分布。刻蝕氣體的饋入方式也是關鍵之一。據我所知，中微尹志堯博士的團隊在氣體噴淋盤上下過不少的功夫。另外包括功率電源、真空系統、刻蝕溫度控制等，都影響刻蝕結果。”

另外，該專家也指出，刻蝕機技術類型很多，中微和他們的技術原理就有很大區別，至于更詳細的技術細節，是每個廠家的核心機密。

順便一提：刻蝕分濕法(古代人就懂得用強酸去刻蝕金屬，現代工藝用氟化氫刻蝕二氧化硅)和干法(如用真空中的氬等離子體去加工硅片)。“濕法出現較早，一般用在低端產品上。干法一般是能量束刻蝕，離子束、電子束、激光束等等，精度高，無污染殘留，芯片制造用的就是等離子刻蝕。”該專家稱。

上述專家稱贊說，尹博士以及中微的核心技術團隊，基本都是從國際知名半導體設備大廠出來的，尹博士原來就在國外獲得了諸多的技術成就。中微不斷提高改進，逐步在芯片刻蝕機領域保持了與國外幾乎同步的技術水平。

在IC業界工作多年的電子工程師張光華告訴科技日報記者：“一兩年前網上就有中微研制5納米刻蝕機的報道。如果能在臺積電應用，的確說明中微達到世界領先水平。但說中國芯片‘彎道超車’就是夸大其詞了。”

“硅片從設計到制造到封測，流程復雜。刻蝕是制造環節的工序之一，還有造晶棒、切割晶圓、涂膜、光刻、摻雜、測試等等，都需要復雜的技術。中國在大部分工序上落后。”張光華說，“而且，中微只是給臺積電這樣的制造企業提供設備，產值比臺積電差幾個數量級。”

科技日報記者發現，2017年開始網絡上經常熱炒“5納米刻蝕機”，而中微公司一再抗議媒體給他們“戴高帽”。

“不要老把產業的發展提高到政治高度，更不要讓一些新聞人和媒體搞吸引眼球的不實報導。”尹志堯2018年表示，“對我和中微的夸大宣傳搞得我們很被動……過一些時候，又改頭換面登出來，實在讓我們頭痛。”(高博)

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