杏彩体育:刷爆你朋友圈的5nm刻蚀机台有啥用？

　　又到周末，到了和大家聊半导体八卦的时间了，上一周是851周，掐指一算，2018年还剩一周多一点，撸主也是在想，年末是不是要搞一个年报之类的~正在构思，到时候看看怎么样吧。我们先看上一周的半导体重大新闻。上一周的半导体圈对于国货来讲，真的是利好不断，特别是在半导体设备这块，真的是有很多质的飞跃。央视报道中微的国产5nm等离子刻蚀机台通过台积电验证，有望进入世界首条5nm生产线。这一条新闻瞬间刷爆了我的朋友圈，虽然只是通过验证，最后台积电会不会采购还不好说，但足可以证明，我们的刻蚀设备已经到达了世界顶尖水平。这一周的周报我们就聊一下这个半导体设备的事情。

　　还记得我们在前面的文章中说过的芯片的制作流程吗？（没看过的请戳这里 这可能最简单的半导体工艺流程（一文看懂芯片制作流程））。

　　我们在制作芯片的时候，最重要的是画一个电路图，电路图其实就是一个个MOS管连接起来的（如果不知道MOS管是什么 请戳这里 CMOS到底是怎么工作的），而MOS管是一层一层的图形组成的。所以制作芯片的最重要的过程就是在硅表面画出这一层图形。我们下面举一个例子。

　　然后再用定义好的掩膜版（掩膜版上已经通过激光定义好了电路图形）放在上面，最后用特定波长的光线照射，被照射的地方光阻会变活化，由于被掩膜版挡住的地方没有被光源照到，所以这块光阻没有被活化。

　　由于被活化的光刻胶特别容易被特定化学液体洗掉，而没有被活化的光刻胶不能被洗掉，所以通过照射后，再用特定的液体洗掉已经活化的光刻胶，最后就变成了这个样子，在需要保留Poly和SiO2的地方留下光阻，在不需要保留的地方除去光阻。

　　以上过程中，最重要的就是光源，涉及到的设备就是我们常见的ASML生产的光刻机，因为只有光刻机提供的光源波长越小，能够定义的图形就越小，所以每个MOS管的大小就越小，所以单位面积的芯片能塞进更多的MOS管，所以这个芯片的功能就越强。

　　但是，请注意，到上面这一步还没完，他是最主要的，但不是全部。下面这一步就是到刻蚀这一个概念。因为我们需要把多余的Poly和SiO2（光刻胶没有盖住的部分）“切掉”，也就是我们常说的刻蚀。最后达到这个样子。

　　这就是集成电路中刻蚀的作用，当然我们的这个例子中是定向刻蚀，还有一个例子就是非定向刻蚀。两者的区别就是定向刻蚀是能够指明方向的。比如上面的例子中，我只是把Poly和SiO2定向“切掉”，但是没有损害，光阻下面的Poly/SiO2.非定向刻蚀就是不能控制方向，这在集成电路制造中也是有很大作用的，比如晶圆用酸槽清洗等等。我们今天在这里就不再做过多介绍了。

　　这就是刻蚀机台的作用，他不能定义这是多少纳米的工艺，但是它是集成电路制造中，仅次于光刻的一项重要设备。我们不知道是那种刻蚀机型，也不知道是用在哪一个步骤上面。但是可以肯定，这绝对是一个重大的进步。

　　大家都知道，我们国家现在对于半导体产业的投资是相当巨大的，涉及到的产业链也是非常全，其他的fabless，foundry，封测公司都已经小有成效了。但是在半导体设备这块内容上，还是比较空白。前两天那条10nm光刻机的新闻，虽然刷爆朋友圈，但是距离实际应用还是非常遥远，大家当个科普看一下就可以了，千万不要当真。截止到今天，公认的中国最强光刻机是90nm，已经经过晶圆厂量产验证。其他的先进光刻机，要么停留在实验室阶段，要么是没经过量产验证。其他半导体设备就是刻蚀机台，刻蚀机台在中国的半导体设备中，还是比较厉害的，已经经过多家晶圆厂量产验证。

　　可以说，这次中微5nm刻蚀机台，是对中国制造的一次极大鼓舞，对中国的半导体发展打了一剂鸡血。当然，这个设备并不能像是光刻机那样在集成电路制造中起到决定性作用，而且是机台覆盖面上也不如世界老牌刻蚀机台设备商LAM。所以对于国产半导体设备来说，只是一个重大突破，但是并没有质的飞跃。不过它给我们的鼓励是最重要的，因为国家正在大力发展半导体设备，不仅仅是光刻机，刻蚀机台。还包括一些测试机台，探针，离子注入机台，靶材等等一系列的研究。这台刻蚀机台的出现也证明了我们有技术能力制造出世界先进的机器，这无疑给其他设备的研究提供了很多信心。

　　在最近的统计中，中国半导体设备占世界半导体设备厂商的1%~2%左右，而且是集中的低端产品，产品的附加值和毛利率都很低。但是呢？中国地区的半导体设备销售量占全球的20%左右，排在全球第三，中国设备在中国的销售量也就5%左右。这就展示了中国这块市场到底有多肥，国外大佬都在瓜分中国这块肉。

　　这不是最主要的，最主要的是中国的一些公司会“迷信”跨国大厂的设备。当然，我们不能说这是错的，因为每一个在半导体行业工作的人都知道，半导体行业中的试错成本是非常高的，如果这台设备已经在其他的晶圆厂或者测试厂经过量产验证过了。其他的晶圆厂就会效仿，一方面来自自身的压力，另一方面来自fabless的压力。毕竟如果生产出来的芯片有问题，赔几百片wafer事小，给客户带来的不信任感是最大的。请记住，这本身没有什么问题，因为换了你作为决策者，你也是这么决定。

　　但是现在的中微刻蚀机台经过台积电验证，是告诉全世界，中微的刻蚀机台已经是世界先进水平了。至少在刻蚀机台这个领域打破了“迷信”跨国大厂的魔咒。我相信后面还有更多惊喜等着我们，一点一点的去构建国产半导体设备的基础。