摘要：要打造一颗芯片，从沙子开始，到拉成硅锭，再到切成晶圆，然后在晶圆厂中历经千锤百炼，再去到封装厂封装成最终的芯片，需要历经过千道工艺。而随着芯片的制程越来越先进，当中不少工艺对可靠性和度的要求越来越高。在这一背景下，原子层沉积（ALD：Atomic layer
要打造一颗芯片，从沙子开始，到拉成硅锭，再到切成晶圆，然后在晶圆厂中历经千锤百炼，再去到封装厂封装成最终的芯片，需要历经过千道工艺。而随着芯片的制程越来越先进，当中不少工艺对可靠性和度的要求越来越高。
在这一背景下，原子层沉积（ALD：Atomic layer deposition）技术受到的关注度正在与日俱增。其原子级精度的薄膜沉积能力，使其在先进制程中扮演着不可替代的角色。
众所周知，薄膜沉积是晶圆制造的三大核心步骤之一，薄膜的技术参数直接影响芯片性能。
而随着半导体器件的不断缩小对薄膜沉积工艺提出了更高要求。按工艺原理的不同，薄膜沉积工艺可分为物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)等三大类。当中，ALD 技术凭借沉积薄膜厚度的高度可控性、优异的均匀性和三维保形性，在半导体先进制程应用领域彰显优势。
作为国内ALD技术的领军企业，江苏微导纳米科技股份有限公司（以下简称“微导”）也正积极将其自主研发的ALD设备与成熟工艺经验，为芯片制造（尤其是中国的芯片制造）赋能。
微导，国产ALD先驱
所谓ALD，是一种基于有序、表面自饱和反应的化学气相薄膜沉积（CVD）技术。具体而言是一种通过将气相前驱体交替脉冲通入反应室并在沉积基体表面发生气固相化学吸附反应形成薄膜的一种方法，从而使基底具有光学、电学等方面的特殊性能。
根据光大证券的介绍，从技术上看，ALD可以细分为 TALD、PEALD、SALD 等，制备的薄膜类型包括氧化物、氮（碳）化物、金属与非金属单质等，涵盖介电层、导体和半导体。由于ALD 反应的自限制性和窗口温度较宽的特征，使其生长的薄膜具有很好的台阶覆盖率、大面积均匀、致密无孔洞等优势，且厚度等沉积参数易于精确控制。所以，ALD 技术特别适合复杂形貌、高深宽比沟槽表面的薄膜沉积，被广泛应用于 High-K 栅介质层、金属栅、铜扩散阻挡层等半导体先进制程领域。
图：原子层沉积技术原理
作为一种最早可以追溯到上世纪六七十年代的技术，原子层沉积技术近年来的发展固然与半导体密不可分。但其实在很多领域也能用到这个技术，例如光伏市场，就是ALD（原子层沉积）的使用大户。
成立于2015年的微导，最早就是在这个市场打响了公司ALD设备的名声，是国际上首家将ALD技术规模化应用于光伏领域的国产设备公司，充分展现了微导的原始创新能力。多年来，微导始终保持着在ALD领域的领先地位，并持续引领着下一代光伏高效电池技术的发展。
之前的Semicon China展会期间，微导副董事长兼CTO黎微明博士告诉半导体行业观察，在光伏市场，微导的市占率领先，这足以证明微导在这个市场的领先地位和技术优势。
图：微导纳米副董事长兼CTO黎微明博士
翻看相关资料，在光伏市场，ALD主要应用于PERC 电池背面钝化层，TOPCon 电池隧穿层、接触钝化层、减反层和柔性电子介质层、柔性电子封装层等领域。在过去多年的发展中，微导推出的产品也获得了国内领先光伏巨头高度认可。
在被问及微导如何能在设备市场取得突破时，黎微明博士将这一突破归功于团队深厚的技术积累。
作为国际ALD技术领域的权威专家，黎微明博士的学术与产业经历颇具代表性：早在上世纪90年代即赴芬兰赫尔辛基大学学习，自1994年起便专注于原子层沉积技术的研究，并已经深耕超过三十年，成为了国际ALD领域公认的专家，在国际ALD技术领域享受较高声誉。
值得一提的是，芬兰赫尔辛基大学是全球为数不多专注于原子层沉积研究的机构，这也让芬兰成为了这个技术转化的最大受益者。
正是基于对国内ALD产业发展机遇的前瞻判断，黎微明博士回国参与创立了微导，从光伏
设备起步，一步一个脚印，夯实实力，扩充产品线，并最终成为了国内首家IPO的ALD设备企业。基于这些年的积累之后，微导在2020年公布了在半导体领域的重要进展，打开了公司发展的新篇章。
需要说明的是，从成立开始，微导就将半导体产品线写进了公司的路线图里面。尽管早期受限于产业环境，微导并没有对外公布相关进展，但研发工作从未间断。而这一坚持在2020年结出了硕果，正式公布半导体领域突破性进展。
加码半导体，开辟重要赛道
如文章开头所说，于半导体行业而言，ALD的重要性不言而喻。尤其是现在芯片正在走向3D，就更需要这个直接在芯片表面堆积材料，一次沉积一层，以尽可能生成更薄、更均匀薄膜的工艺。具体而言，就是应用于半导体高k介质层、金属栅极、金属互联阻挡层、多重曝光技术等。
由此可见，ALD设备在未来的芯片制造中，愈发重要。有见及此，微导在2020年公布了一个重要进展——公司自主研发的iTomic®Hik系列原子层沉积系统成功实现量产化。微导通过自主创新，使该产品具有较强的材料选择功能，可提供包括HfO2, ZrO2，Al2O3, SiO2, Ta2O5, TiO2, La2O3, ZnO, TiN, 以及AlN等多种工艺功能。
凭借这款设备，微导成为了本土首家将量产型High-k设备应用于集成电路前道生产线的国产设备公司，公司也助力国产ALD设备实现了“从0到1”的突破。
黎微明博士告诉半导体行业观察，从这个产品开始，体现了微导在半导体ALD设备领域的几个优势：一方面，微导拥有创新的能力；另一方面，微导能够持续迭代产品，给客户更好的保障。
“此前，有不少客户迫于国际贸易局势的影响，开始越来越多地寻求国内ALD厂商的支持。在与我们交流时，他们希望设备类产品能够对标国际先进水平的技术指标。”黎微明博士告诉半导体行业观察。“但我们认为，单纯追求参数对标未必能实现最佳的良率稳定性。更重要的是，我们必须立足自主创新，在技术路线和产品升级方面形成自己的前瞻性布局。因此，我们在产品研发中融入了独到的技术理解，实现了差异化创新。"
”。
黎微明博士也指出，其实做半导体设备不仅仅是做设备，而是一个涵盖材料、工艺再到设备的过程。尤其是在ALD设备方面，是需要参与到先进工艺的研发中去的。换而言之，就是需要打造能满足客户引入新材料和新工艺要求的设备。要做到这个前提，当然就是对这些有深入的了解。
“在过去的几十年里，我所做的工作就是研究材料、工艺和设备。”黎微明博士表示。
当然，仅靠一两个人是很难成就如此复杂的机器。但国内ALD领域科班出身的人其实又不太多。针对这个现状，微导在过去几年通过和大学和科研院所的合作，一起参与到国内ALD人才的培养中去，也取得了初步成果。
“其实黎微明博士还在芬兰工作的时候，就积极参与到了国内的ALD人才培养中去。”微导工作人员补充说。据介绍，在当时，他和国内重点高校共同筹办了ALD技术大会，吸引越来越多的人进入这个行业，了解这个行业。为本土ALD行业种下了希望的种子。
在微导成立了以后，黎微明博士加大了人才培养的力度，为国产ALD设备的发展增加新的保障。
四款新品同时亮相，看好未来
近年来，随着ALD工艺设备的成熟应用与CVD产品线的加速商业化，微导的技术优势持续转化为市场竞争力，业绩一直向好。在2024年，业绩快报显示，营业收入实现了27.0亿元，同比增长60.74%。
2024年微导纳米通过深化客户合作、加速订单转化。尤其是在半导体方面，受益于半导体行业下游需求旺盛，微导紧抓核心客户的扩产机会，凭借ALD+CVD技术优势，实现了微导半导体客户数量和订单规模将继续保持增长，成功夯实了光伏以外的第二增长极。
在此前的Semicon China上，微导更是带来了新一代的四款ALD/CVD设备——薄膜创新产品iTomic® PEQ、iTomic®Spatix及iTronix®PEQ& iTronix®PEff，以及面向先进封装领域的薄膜整体解决方案，多项独特创新技术，破解薄膜沉积核心痛点。
其中，iTomic® PEQ等离子体增强原子层沉积系统（PEALD）搭载微导自主研发的四站架构腔体，可四腔室并行，利用等离子体增强原子层沉积技术，可实现高精度氧化物、氮化物等薄膜生长，解决逻辑芯片和存储芯片的复杂结构需求。
至于面向存储芯片高产能需求设计的空间型ALD设备，则每腔支持4~6片晶圆同时工作，可实现高质量High-k、金属、多元掺杂等薄膜连续沉积工艺，设备具有生产效率高、维护周期长的产品优势。
针对芯片制造、3D封装和异质集成的高产量需求，微导推出了iTronix ®PEQ & iTronix®PEff等离子体增强化学气相沉积系统（PECVD），这些设备搭载微导自主研发的四站(PEQ)或双站架构工艺腔体，可四腔室并行，高效制备氧化物、氮化物等多种薄膜。
在问到为何公司能在半导体设备上进展如此神速时，黎微明博士表示，这除了公司在人才和技术上的积累外，公司在研发上的坚持投入也功不可没。数据显示，公司2024年前三季度研发投入同比增长82.02%，占营收比例为29.15%，这种战略性投入是参与全球竞争的必然选择。
“展望未来，公司也会在这个基础上，以ALD为核心，进一步拓展CVD等多种薄膜沉积技术和产品线，以光伏、半导体、柔性电子等多驾马车拉动公司前进。”黎微明博士告诉半导体行业观察。
对于中国半导体设备，还有一个绕不开的话题，那就是如何应对“内卷”。对此，黎微明博士坦言，内卷是一个必经阶段，也是成长的代价。对此，微导的选择是：正视差距，创新超越。他同时指出，国际厂商的领先源于数十年的产线Know-how沉淀，而微导正通过“创新引领，创造价值”的模式——从联合开发到量产攻坚——将国产设备的短板转化为协同创新的跳板。“我们相信，真正的竞争力不是内卷出来的，而是在与产业链的共同进化中锻造出来的，所以追赶上甚至超越仅是时间问题。”
“当前，国内半导体产业对于发展先进工艺有更多的需求，微导将持续加大研发投入，通过技术创新和工艺优化，精准对接客户需求。致力于构建可持续发展的技术生态，助力国内晶圆厂实现工艺突破和量产爬坡。”黎微明博士说。
来源：半导体行业观察一点号