大國重器獲進(jìn)展 中國芯片高端裝備邁向新征程

　　日前，中電科電子裝備集團有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)電科裝備)傳來(lái)好消息，自主研發(fā)的國內首臺中束流離子注入機在中芯國際大生產(chǎn)線(xiàn)上穩定流片逾200萬(wàn)，首臺200mmCMP設備實(shí)現了銷(xiāo)售。這是電科裝備承擔“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”科技重大專(zhuān)項(以下簡(jiǎn)稱(chēng)02專(zhuān)項)所取得重大成果的縮影。

　　9年間，電科裝備共承擔了02專(zhuān)項“90—65nm大角度離子注入機研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”“封裝設備關(guān)鍵部件與核心技術(shù)”“45—22nm低能大束流離子注入機研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”“28—14nm拋光設備及成套工藝、材料產(chǎn)業(yè)化”“300mm超薄晶圓減薄拋光一體機研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”等項目。

　　9年來(lái)，在02專(zhuān)項的支持下，電科裝備先后突破了離子注入機、化學(xué)機械拋光設備(CMP)等若干攻關(guān)難度大、帶動(dòng)力強的集成電路關(guān)鍵裝備核心技術(shù);取得了發(fā)明專(zhuān)利授權146項，獲得了省部級以上獎勵22項;建成了符合SEMI標準的離子注入機批量制造平臺、設立博士后科研工作站;CMP研發(fā)平臺獲批“北京市化學(xué)機械平坦化工藝設備工程技術(shù)研究中心”;國產(chǎn)首臺離子注入機、200mmCMP設備進(jìn)入中芯國際大生產(chǎn)線(xiàn)，先進(jìn)封裝設備具備集成服務(wù)能力，進(jìn)入國內先進(jìn)封裝龍頭企業(yè)……

　　千錘百煉抒寫(xiě)國芯基石的責任與擔當

　　集成電路芯片是信息時(shí)代的核心基石，集成電路制造技術(shù)代表著(zhù)當今世界超精密制造的最高水平，集成電路產(chǎn)業(yè)已成為影響社會(huì )、經(jīng)濟和國防的安全保障與綜合競爭力的戰略性產(chǎn)業(yè)。

　　然而，由于集成電路產(chǎn)業(yè)資金密集型、技術(shù)密集型、人才密集型的特點(diǎn)，長(cháng)期以來(lái)，我國集成電路產(chǎn)業(yè)一直受到西方在先進(jìn)制造裝備、材料和工藝等方面的種種制約，高端芯片主要依賴(lài)進(jìn)口。我國集成電路產(chǎn)品連續多年每年進(jìn)口額超過(guò)2000億美元，超過(guò)石油成為最大宗進(jìn)口產(chǎn)品。

　　為實(shí)現自主創(chuàng )新發(fā)展，2008年國家啟動(dòng)02專(zhuān)項，主攻裝備、工藝和材料的自主創(chuàng )新。

　　北京市經(jīng)信委主任張伯旭表示，高端裝備和材料從無(wú)到有填補產(chǎn)業(yè)鏈空白，制造工藝與封裝集成由弱漸強走向世界參與國際競爭，表明國家科技重大專(zhuān)項打造集成電路制造創(chuàng )新體系的階段性目標已經(jīng)實(shí)現。在近幾年我國集成電路產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展中，重大專(zhuān)項發(fā)揮了顯著(zhù)的創(chuàng )新引領(lǐng)和技術(shù)支撐作用。

　　在02專(zhuān)項的高端裝備攻關(guān)中，電科裝備發(fā)揮了舉足輕重的作用。

　　電科裝備是中國電子科技集團公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國電科)的全資子公司，成立于2013年，由中國電科二所、四十五所和四十八所及其11家控股公司整合而成，地跨北京、太原、長(cháng)沙、上海等六省市八園區。

　　成立以來(lái)，電科裝備高舉電子制造裝備國家隊的旗幟，發(fā)揚能吃苦、講奉獻、肯堅守的“十年磨一劍”裝備精神，按照“重點(diǎn)突破、平臺支撐、局部成套、集成服務(wù)”的發(fā)展思路，堅持創(chuàng )新發(fā)展，堅持軍民融合，堅持裝備報國，攻克了集成電路制造關(guān)鍵裝備離子注入機、化學(xué)機械拋光設備等關(guān)鍵技術(shù)，解決了一批制約我國軍工電子元器件自主可控發(fā)展的“卡脖子”問(wèn)題，支撐了半導體和新興電子元器件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，抒寫(xiě)了大國重器的責任與擔當。

　　依托多年集成電路核心裝備領(lǐng)域技術(shù)積累和軍工科研生產(chǎn)技術(shù)的底蘊，電科裝備形成了高端顯示、光伏新能源、動(dòng)力電池材料等泛半導體裝備局部成套和集成服務(wù)能力，大幅提升裝備國產(chǎn)化率。目前是國內主要集成電路裝備、最大的高端顯示裝備、光伏制造裝備、動(dòng)力電池材料制造裝備供應商，具備集成電路局部成套和系統集成能力，具備完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈和整線(xiàn)交鑰匙能力。

　　打破壟斷鍛造出離子注入機國產(chǎn)品牌

　　突破關(guān)鍵技術(shù)，取得發(fā)明專(zhuān)利101項，國際專(zhuān)利2項，已實(shí)現系列化產(chǎn)品并用于中芯國際90nm、55nm、40nm、28nm工藝生產(chǎn)線(xiàn)……這是電科裝備承擔02專(zhuān)項兩個(gè)離子注入機研發(fā)項目所取得的部分成果。

　　離子注入機是集成電路制造至關(guān)重要的核心裝備——主要是將粒子注入到半導體材料中，從而控制半導體材料的導電性能，進(jìn)而形成PN結等集成電路器件的基本單元。

　　作為國內唯一一家集研發(fā)、制造、服務(wù)于一體的離子注入機供應商，電科裝備在承擔了02專(zhuān)項后，在離子注入機研發(fā)方面，一年邁上一個(gè)新臺階。

　　2014年，12英寸中束流離子注入機以?xún)?yōu)秀等級通過(guò)國家02專(zhuān)項實(shí)施管理辦公室組織的驗收。2015年，在中芯國際先后完成了55nm、45nm和40nm小批量產(chǎn)品工藝驗證，國產(chǎn)首臺中束流離子注入機率先實(shí)現了量產(chǎn)晶圓過(guò)百萬(wàn)片。2016年，推出滿(mǎn)足高端工藝的新機型45—22nm低能大束流離子注入機，中束流、低能大束流系列產(chǎn)品批量應用于IC大線(xiàn)。2017年，離子注入機批量制造條件廠(chǎng)房及工藝實(shí)驗室投入使用，具備符合SEMI標準的產(chǎn)業(yè)化平臺，年產(chǎn)能達50臺，并應用信息化管理系統實(shí)現離子注入機批量制造全程質(zhì)量控制及追溯。

　　“積厚成器，對于裝備制造業(yè)來(lái)說(shuō)，不僅要關(guān)注單臺設備的開(kāi)發(fā)，在一定范圍內成套供應，形成平臺化的生產(chǎn)能力更加重要?！倍麻L(cháng)、黨委書(shū)記劉濟東強調，電科裝備自主研發(fā)的離子注入機打破了高端市場(chǎng)被美日壟斷的局面，打造了離子注入機國產(chǎn)品牌。

　　零的突破國產(chǎn)200mmCMP進(jìn)入中芯產(chǎn)線(xiàn)驗證

　　11月21日，電科裝備自主研發(fā)的200mmCMP商用機完成內部測試，發(fā)往中芯國際天津公司進(jìn)行上線(xiàn)驗證。這是國產(chǎn)200mmCMP設備首次進(jìn)入集成電路大生產(chǎn)線(xiàn)，有效解決了制約我國集成電路產(chǎn)業(yè)自主可控發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

　　CMP是集成電路制造七大關(guān)鍵設備之一，用于平坦化工藝及銅互聯(lián)工藝。

　　電科裝備迎難而上，兩端發(fā)力。在承擔“十二五”02專(zhuān)項“28—14nm拋光設備及成套工藝、材料產(chǎn)業(yè)化”項目的同時(shí)，面向國內市場(chǎng)的緊迫需求，自主投入研制200mmCMP商用設備，形成300mm、200mm設備研發(fā)齊頭并進(jìn)、相互支撐的局面。

　　從2015年1月開(kāi)始，電科裝備CMP設備研發(fā)團隊用無(wú)數的不眠之夜，終澆灌出CMP設備產(chǎn)業(yè)化之花：突破了10余項關(guān)鍵技術(shù)，完成了技術(shù)改進(jìn)50余項，終于在2017年8月成功研發(fā)出了國內首臺擁有完全自主知識產(chǎn)權的200mmCMP商用機，成功打破國外技術(shù)封鎖壟斷。經(jīng)嚴格的萬(wàn)片“馬拉松”測試，該設備目前可媲美國際同類(lèi)設備。

　　據悉，在接下來(lái)的6個(gè)月里，200mmCMP設備要正式接受大生產(chǎn)的考驗，設備的可靠性和一致性將經(jīng)受?chē)栏窨己恕?/p>

　　成套供應先進(jìn)封裝關(guān)鍵設備批量應用于龍頭企業(yè)

　　封裝設備累計銷(xiāo)售2000余臺套，已經(jīng)批量應用于長(cháng)電科技、通富微電、蘇州晶方等國內知名封測企業(yè)——在高端封裝設備領(lǐng)域，電科裝備已經(jīng)形成局部成套的供應能力。

　　“十一五”以來(lái)，在02專(zhuān)項的支持下，電科裝備先后承擔了300mm超薄晶圓減薄拋光一體機以及封裝設備關(guān)鍵部件與核心技術(shù)等技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項目。

　　如今，電科裝備研發(fā)的倒裝芯片鍵合機、自動(dòng)晶圓減薄機、全自動(dòng)精密劃片機達到國內領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平;并以自主研發(fā)的設備建設了集成電路先進(jìn)封裝設備局部工藝驗證線(xiàn)，為持續提升國產(chǎn)集成電路封裝設備的穩定性和可靠性提供良好的平臺。

　　“在設備開(kāi)發(fā)的時(shí)候就需要以工藝需求為導向展開(kāi)設備設計和制造，并且不斷地進(jìn)行工藝驗證?！眲鷸|說(shuō)。

　　目前，封裝設備工藝驗證線(xiàn)具備三大功效：一是驗證設備、驗證工藝，將減薄、劃切、倒裝、引線(xiàn)鍵合等設備在驗證線(xiàn)上進(jìn)行穩定性、可靠性、工藝適應性的考核驗證;二是驗證設備批量化生產(chǎn)，提升設備批量交付的能力;三是強化局部成線(xiàn)的能力，為提供整體解決方案積累經(jīng)驗。

　　責任呼喚擔當，使命引領(lǐng)未來(lái)。

　　電科裝備作為電子制造裝備領(lǐng)域的國家隊，將秉承裝備報國的重任，打造電子高端裝備“大國重器”，鑄就國芯基石。未來(lái)，圍繞攻克集成電路制造核心裝備關(guān)鍵技術(shù)，電科裝備將堅持科技創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)投入雙輪驅動(dòng)，持續發(fā)力。圍繞裝備和裝備產(chǎn)業(yè)支撐下的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，著(zhù)力提升產(chǎn)業(yè)化水平，通過(guò)內整外聯(lián)、聚集資源，建設北京集成電路裝備創(chuàng )新中心和產(chǎn)業(yè)化基地、中國電科(山西)電子信息科技創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)園和長(cháng)沙光伏裝備產(chǎn)業(yè)園，服務(wù)國家和地方發(fā)展;同時(shí)，培育智能制造電子細分行業(yè)標準制定、智能裝備制造和智能制造系統解決方案的能力，成為國內主流的智能制造骨干企業(yè)、智能制造系統解決方案供應商之一。