十五年前，在集成電路領(lǐng)域有那么一句話，那就是“除了水和空氣，其他做芯片的東西都需要進(jìn)口”。誠(chéng)然，中國(guó)大陸在集成電路領(lǐng)域落后于歐美日韓等先進(jìn)國(guó)家。

在CCTV2昨晚的《中國(guó)大陸財(cái)經(jīng)報(bào)道》中指出，全球有50%以上的彩電，70%以上的智能手機(jī)和平板都是由中國(guó)大陸制造的，但是應(yīng)用在這些電子產(chǎn)品的芯片，則90%以上依賴進(jìn)口。中國(guó)大陸每年進(jìn)口芯片總額超過2000億美元。因此對(duì)中國(guó)大陸來說，需要從集成電路領(lǐng)域進(jìn)行建設(shè)創(chuàng)新。

從2014年以來，中國(guó)大陸已經(jīng)在芯片制造、設(shè)計(jì)和封測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行投資建設(shè)，并取得了不錯(cuò)的效果。但在材料和設(shè)備領(lǐng)域，由于受限于其他國(guó)家的出口限制，中國(guó)大陸在半導(dǎo)體材料和設(shè)備方面只能受制于人，有很多高端設(shè)備并不能獲取得到。但是在一些中國(guó)大陸企業(yè)家的努力下，中國(guó)大陸在設(shè)備和材料領(lǐng)域都有了新的突破。下面就為大家介紹三家在設(shè)備和材料領(lǐng)域打破了國(guó)外壟斷的中國(guó)大陸企業(yè)：

集成電路的主要環(huán)節(jié)

安集微電子：CMP研磨液打破外國(guó)壟斷

在芯片生產(chǎn)過程中，有一道重要的工序叫做化學(xué)機(jī)械拋光（英語(yǔ)：Chemical-Mechanical Polishing），又稱化學(xué)機(jī)械平坦化（英語(yǔ)：Chemical-Mechanical Planarization，縮寫 CMP），而當(dāng)中要用到一種化學(xué)添加劑，也就是研磨液。

研磨液是平坦化工藝中研磨材料和化學(xué)添加劑的混合物，研磨材料主要是石英，二氧化鋁和氧化鈰，其中的化學(xué)添加劑則要根據(jù)實(shí)際情況加以選擇，這些化學(xué)添加劑和要被除去的材料進(jìn)行反應(yīng)，弱化其和硅分子聯(lián)結(jié)，這樣使得機(jī)械拋光更加容易。在應(yīng)用中的通常有氧化物磨料、金屬鎢磨料、金屬銅磨料以及一些特殊應(yīng)用磨料。

安集微電子有限公司就是聚焦在這一塊研發(fā)的公司。該公司成立于2004年，是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高新技術(shù)企業(yè)，致力于高增長(zhǎng)率和高功能集成電路材料的研發(fā)和生產(chǎn)，是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的專業(yè)從事高功能集成電路材料公司之一。擁有世界一流技術(shù)團(tuán)隊(duì)、研發(fā)中心和生產(chǎn)基地。目前，安集公司已與全球數(shù)十家客戶進(jìn)行了各階段合作，其中包括多家世界著名芯片企業(yè)。安集成功研發(fā)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品已成功運(yùn)用于國(guó)內(nèi)外芯片制造行業(yè)。

在2007年以前，研磨液這種材料全部依靠進(jìn)口。一桶200升的研磨液，價(jià)格可高達(dá)7000美元，相當(dāng)于當(dāng)時(shí)石油價(jià)格的60倍。

而安集微電子CEO王淑敏和其團(tuán)隊(duì)經(jīng)過13年努力下，終于在2017年成功研發(fā)出更高品質(zhì)的研磨液，不但給客戶帶來高達(dá)60%的成本降低，也讓中國(guó)大陸在研磨液這個(gè)領(lǐng)域打破了國(guó)外的壟斷，為中國(guó)大陸半導(dǎo)體的崛起奠定了基礎(chǔ)。

需要說明一下，到目前位置，全球也只有六七家公司能生產(chǎn)研磨液。所以安集微電子的這個(gè)突破是值得我們?yōu)橹濏灥摹?/p>

安集微電子公司董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官王淑敏表示，在晶圓拋光過程中，除了需要快速、準(zhǔn)確地磨掉多余的部分，還需要在高速研磨過程中，精確地停下來，這是一個(gè)難點(diǎn)，也是研磨液所能解決的問題之一。另外她還表示，安集正在瞄準(zhǔn)國(guó)內(nèi)目前最先進(jìn)的14nm工藝研發(fā)產(chǎn)品，推出其配套的研磨液。

江豐電子：金屬靶材的破局者

在說靶材之前，先說一個(gè)概念，濺射。

濺射則屬于物理氣相沉積技術(shù)的一種，是制備電子薄膜材料的主要技術(shù)之一，它利用離子源產(chǎn)生的離子，在高真空中經(jīng)過加速聚集，而形成高動(dòng)能的離子束流，轟擊固體表面，離子和固體表面原子發(fā)生動(dòng)能交換，使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面，被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料，稱為濺射靶材。

一般來說，濺射靶材主要由靶坯、背板等部分構(gòu)成，其中，靶坯是高速離子束流轟擊的目標(biāo)材料，屬于濺射靶材的核心部分，在濺射鍍膜過程中，靶坯被離子撞擊后，其表面原子被濺射飛散出來并沉積于基板上制成電子薄膜;由于高純度金屬普遍較軟，而濺射靶材需要安裝在專用的機(jī)臺(tái)內(nèi)完成濺射過程，機(jī)臺(tái)內(nèi)部為高電壓、高真空環(huán)境，因此，背板主要起到固定濺射靶材的作用，且需要具備良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。

金屬靶材的金屬原子被一層層濺射到芯片上，再利用特殊的工藝把它們切割成金屬導(dǎo)線。芯片的信息傳輸全靠這些金屬導(dǎo)線。

和研磨液一樣，這在之前也是由國(guó)外壟斷的市場(chǎng)。11年前，這個(gè)市場(chǎng)國(guó)內(nèi)一片空白，也是依賴于進(jìn)口，但經(jīng)過江豐電子的多年努力后，中國(guó)大陸半導(dǎo)體也在這個(gè)領(lǐng)域取得了突破。而這樣一個(gè)靶材的價(jià)格也高達(dá)上萬(wàn)美元。

寧波江豐電子材料股份有限公司創(chuàng)建于2005年，是國(guó)家科技部、發(fā)改委及工信部重點(diǎn)扶植的一家高新技術(shù)企業(yè)，專門從事超大規(guī)模集成電路芯片制造用超高純度金屬材料及濺射靶材的研發(fā)生產(chǎn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的技術(shù)空白，打破了美、日國(guó)際跨國(guó)公司的壟斷格局。據(jù)介紹，一般的金屬能達(dá)到99.8%的純度，而靶材則要求其純度能達(dá)到99.999%，這是人類能得到的最純的金屬。江豐電子董事長(zhǎng)姚立軍表示。

除了金屬靶材上面打破了美日的壟斷外，姚立軍的江豐電子還打破了他們?cè)诓牧戏矫娴膲艛?。這與姚立軍打造完整靶材產(chǎn)業(yè)鏈的出發(fā)點(diǎn)密切相關(guān)。

根據(jù)介紹，在江豐電子做出超高純度鈦（制造鈦靶材的原材料）等原材料之前，中國(guó)大陸在這個(gè)領(lǐng)域幾乎是一窮二白。而世界上只是有兩個(gè)國(guó)家三個(gè)公司能制造這些產(chǎn)品：一個(gè)是美國(guó)的霍尼韋爾，另外兩個(gè)是來自日本的東邦鈦業(yè)和大阪鈦業(yè)。他們當(dāng)時(shí)都不肯向江豐電子出售相關(guān)原材料，從某個(gè)角度看，成為江豐電子打破他們壟斷，成為全球第四個(gè)能夠生產(chǎn)這種靶材原材料的公司。在這個(gè)過程中，他們還研發(fā)出了中國(guó)大陸第一臺(tái)超高純鈦制造設(shè)備，這主要是因?yàn)槊廊詹怀鍪?，進(jìn)而簡(jiǎn)介推動(dòng)了中國(guó)大陸的進(jìn)步。這臺(tái)設(shè)備一天能夠熔五百公斤金屬鈦，制造等重的鈦碇。這已經(jīng)達(dá)到了美日相關(guān)競(jìng)爭(zhēng)者的水平。

姚立軍認(rèn)為，美日不把設(shè)備賣給中國(guó)大陸企業(yè)，等于簡(jiǎn)介激發(fā)和推動(dòng)中國(guó)大陸自主研發(fā)。把自己的材料、工藝、設(shè)備等抓緊做出來。來打敗對(duì)手。

而在江豐電子做出了超高純鈦金屬以后，國(guó)外的競(jìng)爭(zhēng)者也尋求和姚立軍合作的機(jī)會(huì)，所以歸根到底中國(guó)大陸半導(dǎo)體建設(shè)，真的是打鐵還需自身硬。

中微半導(dǎo)體：中國(guó)大陸第一臺(tái)等離子刻蝕機(jī)的創(chuàng)造者

2015年到2020年，中國(guó)大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資將達(dá)到680億美元，而芯片制造設(shè)備投資額也達(dá)到500億美元。但是我國(guó)的芯片制造設(shè)備95%依賴于進(jìn)口，核心設(shè)備被國(guó)外公司壟斷，如果國(guó)產(chǎn)的設(shè)備商沒有突破，錢都會(huì)讓外國(guó)公司掙走了。因此中國(guó)大陸亟需本土化的設(shè)備制造企業(yè)，中微半導(dǎo)體設(shè)備就是當(dāng)中的佼佼者。他們制造的等離子體蝕刻機(jī)正是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)不可或缺的設(shè)備。

等離子體刻蝕在集成電路制造中已有40余年的發(fā)展歷程，最早70年代引入用于去膠，80年代成為集成電路領(lǐng)域成熟的刻蝕技術(shù)?？涛g采用的等離子體源常見的有容性耦合等離子體(CCP-capacitively coupled plasma)、感應(yīng)耦合等離子體ICP(Inductively coupled plasma)和微波ECR 等離子體(microwave electron cyclotron resonance plasma) 等。

雖然等離子體刻蝕設(shè)備已廣泛應(yīng)用于集成電路制造，但由于等離子體刻蝕過程中復(fù)雜的物理和化學(xué)過程到目前為止仍沒有一個(gè)有效的方法完全從理論上模擬和分析等離子體刻蝕過程。除刻蝕外，等離子體技術(shù)也成功的應(yīng)用于其他半導(dǎo)體制程，如濺射和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)。當(dāng)然鑒于plasma豐富的活性粒子，plasma也廣泛應(yīng)用于其他非半導(dǎo)體領(lǐng)域，如空氣凈化，廢物處理等。

只有通過一層層的刻蝕，才能把芯片做出來。不用問，這又是國(guó)外壟斷的領(lǐng)域。

中微半導(dǎo)體設(shè)備成立于2004年，是一家面向全球的微觀加工高端設(shè)備公司，為半導(dǎo)體行業(yè)及其他高科技領(lǐng)域服務(wù)。中微的設(shè)備用于創(chuàng)造世界上最為復(fù)雜、精密的技術(shù)：微小的納米器件為創(chuàng)新型產(chǎn)品提供智能和存儲(chǔ)功能，從而改善人類的生活、實(shí)現(xiàn)全球的可持續(xù)發(fā)展。

在去年年初，中微半導(dǎo)體設(shè)備有限公司取得了一系列成果：反應(yīng)臺(tái)交付量突破400臺(tái)；單反應(yīng)臺(tái)等離子體刻蝕設(shè)備已交付韓國(guó)領(lǐng)先的存儲(chǔ)器制造商；雙反應(yīng)臺(tái)介質(zhì)刻蝕除膠一體機(jī)研制成功，這是業(yè)界首次將雙反應(yīng)臺(tái)介質(zhì)等離子體刻蝕和光刻膠除膠反應(yīng)腔整合在同一個(gè)平臺(tái)上等等等。現(xiàn)在，中微半導(dǎo)體正在進(jìn)行5nm的刻蝕設(shè)備研發(fā)。但中微的人表示，由于這個(gè)需要芯片上的均勻度需要達(dá)到0.5nm，對(duì)設(shè)備開發(fā)要求就很高。

需要提一下，國(guó)外現(xiàn)在可以生產(chǎn)14或16nm的工藝，中國(guó)大陸只能生產(chǎn)40或者28，落后兩到三代。

中微半導(dǎo)體設(shè)備公司董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官尹志堯表示，由于工藝進(jìn)度推進(jìn)得很快，他們要加快新設(shè)備的開發(fā)，他還指出，設(shè)備的研發(fā)要比工藝的推進(jìn)快5年，因此按照他的觀點(diǎn)，5nm工藝將會(huì)在五年后到來。

坦白說，能生產(chǎn)10nm或者7nm的設(shè)備，已經(jīng)與世界先進(jìn)技術(shù)接軌了，何況中微現(xiàn)在已經(jīng)推進(jìn)到了5nm。

因?yàn)樯a(chǎn)一個(gè)設(shè)備要涉及到方方面面，中微的團(tuán)隊(duì)有來自應(yīng)用材料、科林等企業(yè)的，擁有數(shù)十年經(jīng)驗(yàn)的專家，且最少需要五十多個(gè)精通材料、機(jī)器等多方面的專家來支持，才能打造出現(xiàn)在的中微。尹志堯認(rèn)為其復(fù)雜程度不亞于兩彈一星。

另外，MOCVD設(shè)備，也是中微研發(fā)的方向。

這在以前是美國(guó)和德國(guó)等公司的自留地，中微進(jìn)入了這個(gè)領(lǐng)域，并研發(fā)出了不錯(cuò)的產(chǎn)品，不但拉低了LED芯片的價(jià)格，還打破了美德的壟斷，增加了中國(guó)大陸的影響力和實(shí)力。這是中微達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，甚至超越世界先進(jìn)的設(shè)備。這種設(shè)備一年有100到150臺(tái)的量，其中的六七十臺(tái)是由中微提供的。在中微的二代MOCVD設(shè)備之前，大家都是用400多毫米的晶圓托盤，而新設(shè)備用的是700多毫米的晶圓托盤，在相同的投入和時(shí)間里，芯片產(chǎn)量翻了一番。

尹志堯還提到，由于中微取得了突破，打破了美德的壟斷，美國(guó)商業(yè)部特意發(fā)了一個(gè)公告，由于認(rèn)識(shí)到中微在中國(guó)大陸可以做出在國(guó)際有同樣競(jìng)爭(zhēng)力的等離子刻蝕機(jī)，決定把這個(gè)等離子刻蝕機(jī)從美國(guó)對(duì)中國(guó)大陸的單子上去掉。

無疑，在現(xiàn)在的國(guó)際環(huán)境中，中國(guó)大陸需要在設(shè)備、材料、設(shè)計(jì)、制造等方面有了突破，才能達(dá)到可控。雖然現(xiàn)在有了些成績(jī)，但中國(guó)大陸廠商仍需要繼續(xù)努力。就像王淑敏舉的一個(gè)例子：裝載研磨液的桶國(guó)內(nèi)都做不了，還需要全部進(jìn)口，因此中國(guó)大陸半導(dǎo)體的崛起，還有很長(zhǎng)的一段路要走，中國(guó)大陸廠商需要繼續(xù)努力。