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「智东西」芯片制造“大国重器”背后的九九八十一难( 四 )


「智东西」芯片制造“大国重器”背后的九九八十一难
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▲中微半导体创始人、董事长尹志尧博士
目前 ， 中微半导体主要进行刻蚀设备和MOCVD（金属有机化学气相沉积系统）设备的开发 ， 其等离子刻蚀设备覆盖55nm至5nm制程工艺 ， 其中7nm和5nm高端刻蚀设备已投入台积电生产线使用 。
研发方面 ， 2019年中微半导体研发开发支出共4.25亿人民币 ， 占总营收21.81% ， 同比下降2.84% 。 现阶段 ， 中微半导体正在研发新一代电容性等离子体刻蚀设备 ， 覆盖5nm及更先进制程工艺的刻蚀需求和关键应用 。
中微半导体在5nm刻蚀机领域的重大突破 ， 不仅意味着我国刻蚀设备技术成功于全球半导体先进制程领域接轨 ， 同时亦成为我国刻蚀设备步入国际前列的国产之光 。
三、国产光刻机与刻蚀机的“九九八十一难”
对于长期面临国外技术封锁 ， 且技术薄弱的国内光刻机和刻蚀机产业来说 ， 想要实现国产化并非一帆风顺 。
一方面 ， 中国大陆在光刻机和刻蚀机领域的技术基础薄弱 ， 中国台湾地区以及西方发达国家对中国大陆的半导体产品进口实行严格的管制 ， 就连在中国大陆建厂 ， 产线都必须比当前的工艺落后至少三代；另一方面 ， 在国内半导体设备厂商想要实现技术突破的同时 ， 也需绕过巨头们先前留下的层层技术专利 ， 以及美国商务部的各类清单管制 。
创业浪潮席卷至2004年 ， 时值60岁高龄的尹志尧毅然放弃了美国的百万年薪 ， 决定与倪图强等40多位半导体设备行业的华裔专家先后回国 ， 共同创业 。
但成立后 ， 中微半导体也开始面临三家国际半导体设备巨头发起的专利战 ， 包括应用材料和科林研发在内 ， 最后均以中微半导体的胜诉或双方和解而告终 。
为了限制中微半导体的技术发展 ， 美国商务部曾一度将中微半导体列入商业控制清单 。 直到2015年 ， 由于中微半导体已开发并量产具有和美国设备公司同等质量 ， 且数量相当的等离子体刻蚀设备 ， 美国商务部工业安全局才正式将该公司从清单中剔除 。
如今 ， 中微半导体的7nm和5nm刻蚀机设备已成功打入台积电的先进制程产线 。 与此同时 ， 据2020年3月数据 ， 截至今年2月底 ， 在长江存储对外公开的中标信息中 ， 中微半导体的刻蚀机中标数量占比15% ， 仅次于排名第一的泛林半导体 。
「智东西」芯片制造“大国重器”背后的九九八十一难
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▲中微半导体工作车间
在国产光刻机的故事中 ， 由国家牵头成立的上海微电子在发展过程中也同样受到了阻碍 。
“中国现在每年花2000多亿美金的外汇去购买芯片 。 ”上海微电子技术副总监储兆祥曾谈到 ， 如果没有高端光刻机 ， 那么中国在高端芯片的制造领域将会受制于人 。
在研发光刻机的过程中 ， 曝光系统是光刻机设备的核心 ， 同时也是研发难度最大的环节 。 但在2002年 ， 国内并没有厂商生产高端投影曝光系统 ， 而国际上能够提供高端投影曝光系统的公司都不约而同地拒绝帮助上海微电子 。
一面是寻找供应商屡屡碰壁 ， 一面是几十亿人民币的研发成本 ， 上海微电子一咬牙 ， 决定自研规曝光系统！于是从2002年至2008年 ， 上海微电子花了六年时间 ， 投入数百人进行研发 ， 从零基础开始研究 ， 终于在2008年实现应用 。
与此同时 ， 上海微电子在研发过程中所需要的特殊材料 ， 则依靠和国内研究所、大学进行合作研发 ， 包括原材料的加工方法和工艺 ， 亦是从一片空白慢慢地摸索出属于自己的方法 。
2018年 ， 上海微电子历时16年研发的90nm光刻机项目通过国家正式验收 ， 并持续向65nm、45nm甚至22nm制程推进 。
此外 ， 近年来上海微电子的自主创新能力亦不断提升 ， 截至2018年12月 ， 上海微电子直接持有各类专利及专利申请已超过2400项 。


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