摘要：近日，中微董事长尹志尧在接受采访时表示：芯片加工过程中，光刻机是老大，但是14nm以下的芯片刻蚀机和薄膜机的作用越来越重要。

近日，中微董事长尹志尧在接受采访时表示：芯片加工过程中，光刻机是老大，但是14nm以下的芯片刻蚀机和薄膜机的作用越来越重要。

光刻机实际上就是一个投影仪，光的波长限制在13.5nm（EUV光刻机），所以它做出来的线条只能做到14nm。

现在的10nm、7nm、5nm芯片要通过多重模版的方法，把20nm光刻机线条翻版成两个10nm线条，再翻版成5nm的线条，需要用刻蚀机和薄膜来做。

这三种机器缺一不可，而在14nm以下，刻蚀机和薄膜机的作用越来越重要。

在晶圆制造厂资本开支中，厂房建设的费用为20%—30%，70%—80%用于购买设备。在诸多设备中，芯片制造设备投资金额占比80%，封装测试设备金额占比20%。

芯片制造有九大核心设备，任何一个被卡断，就无法制造芯片。九大核心设备包括：光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、涂胶显影机、氧化扩散机、清洗机、CMP抛光设备、检测设备。

其中光刻机是芯片制造中最为核心的设备，市场占比为24%。光刻机被荷兰ASML把控，市场份额高达85%，其中EUV光刻机份额100%，DUV光刻机份额为95%。

刻蚀机在芯片制造中的重要性仅次于光刻机，占比约为20%。刻蚀机被泛林集团、东京电子、应用材料把控，三者合计市场占比90%，国产刻蚀机代表企业为中微公司，技术等级达到了3nm，但市场份额较低；

薄膜沉积设备在半导体设备中占比20%，主要被应用材料、泛林集团、东京电子把控，三者合计份额超过了70%，国产设备占有率不足15%；

离子注入机，被美国把控，市场份额接近90%，国产设备刚刚突破28nm技术等级，差距较大；

涂胶显影机，被日本东京电子一家独大，市场份额超过了87%，国产设备占比仅为4%；

氧化扩散机，最先进的是日本东京，市场份额达到了81%，技术等级达到了5nm。

清洗机前两大厂商为日本企业，占据全球70%市场份额，可以匹配5nm生产线。

CMP抛光机，美国企业把控，技术等级达到了5nm，市场份额为70%以上，国产份额约为20%左右；

检测设备，美国企业把控，70%市场份额，技术等级达到了3nm，中国厂商份额不足10%，而且技术等级也较低。

可以看出九大核心设备均被海外企业垄断，荷兰ASML、日本东京电子、美国应用材料、泛林集团实力非常强悍，国产设备技术最强的是中微公司制造的刻蚀机。

在讲中微公司的刻蚀机之前，先来科普一下芯片制造的一部分知识。

芯片制造前道工序，简单来说：

首先硅片上沉积一层二氧化硅（薄膜沉积设备），喷涂光刻胶（涂胶机），再利用光刻机打印出图形，曝光后体现出图形，最后用刻蚀机雕刻出电路图，就得到一个最简单的硬性电路图。

整个过程需要各设备紧密配合，尤其是最为关键的光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备。

在实际制造芯片时，整个过程要循环几十、上百，甚至几百次，材料也非常多包括金属、化合物、半导体等。

那么，刻蚀机如何去雕刻电路图呢？

主要有两种方法，湿法刻蚀、干法刻蚀。

湿法刻蚀，就是采用腐蚀性化学试剂，把目标材料刻蚀掉，主要用于微米级以上的工艺，优点是速度快、价格低，缺点是工艺粗糙，质量难把控。随着芯片进入纳米级，这种工艺基本不需要了。

干法刻蚀大都采用等离子体技术。

通过电离作用，将特定的气体（氟、氧气）电离成离子状态，这种离子就可以腐蚀目标层，形成挥发性产物，再由气泵抽出。

优点是可以刻画出更细的线条，具有更好的方向性，可以精准的剔除不必要的材料。

这种刻蚀工艺，广泛使用在芯片制造中，尤其是先进芯片。

而随着芯片工艺的提升，以及GAA、3D技术的到来，导致芯片在三维结构上更加复杂，未来需要更精准、更稳定的设备，同时也需要打造新的刻蚀技术。

中芯国际透露，14nm芯片需要约65次刻蚀，而5nm芯片则需要高达160次刻蚀步骤。随着3D NAND层数的不断增加，导致存储芯片厂商对先进刻蚀机的依赖度更高，甚至在某种程度上超过了光刻机。

种种迹象表明，未来随着芯片制程进一步缩小，刻蚀机越来越重要。

然而，尴尬的是目前，全球刻蚀机被泛林集团、应用材料、东京电子所把控，因为这些企业起步早，在该领域有着很深的技术和专利积累。

国内代表企业中微公司，经过20年的追赶，目前取得了很大进步。

中微半导体公司，主营业务就是电子设备，核心产品为刻蚀机和薄膜沉积设备，客户遍布中国大陆和台湾、新加坡、韩国、德国、意大利等国家和地区。

尹志尧，出生于1944年，是典型的技术创始人。大学毕业于中国科学技术大学，加州大学洛杉矶分校物理系博士。

先后就职于英特尔、泛林集团、应用材料等科技大厂，担任过英特尔工艺工程师，泛林集团资深研发经理，应用材料刻蚀设备CEO，集团副总裁、亚洲总部CTO。

2004年，尹志尧在上海创建中微公司，2007年6月，带领团队研发出首台CCP刻蚀设备，但是这只是万里长征的第一步。

经过多年的自主研发，中微公司在2021年研发出了5nm刻蚀机，这是中国半导体产业的一个重要里程碑，标志着中国的刻蚀技术已经能够与世界顶级水平并肩。

尹志尧激动的表示：5纳米刻蚀机的研发难度绝不亚于“两弹一星”，它需要集成众多学科的知识和技术，它所实现的精度已经达到了人眼难以想象的地步。

5nm刻蚀机可以在米粒上雕刻出10亿汉字，这种精细度令人叹为观止。

目前，中微公司的刻蚀机技术等级达到3nm，实现了基本自主可控，并且进入了台积电供应链。

中微公司的等离子体刻蚀机，包括高能CCP及低能ICP刻蚀机，已具备全面替代国际先进设备的能力，只是在稳定性、刻蚀效率方面还有一定差距。

未来随着刻蚀机应用范围的提升，中微公司也会迎来更广阔的发展空间。

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来源：科技铭程