国产刻蚀机很棒 但造芯片只是“配角”

近来有网络媒体称，“中微半导体自主研制的5纳米等离子体刻蚀机，性能优良，将用于全球首条5纳米芯片制程生产线”，并评论说“中国芯片生产技术终于突破欧美封锁，第一次占领世界制高点”“中国弯道超车”等等。

中微公司的刻蚀机的确水平一流，但夸大阐述其战略意义，则被相关专家反对。刻蚀只是芯片制造多个环节之一。刻蚀机也不是对华禁售的设备，在这个意义上不算“卡脖子”。

首先，外行容易混淆“光刻机”和“刻蚀机”。光刻机相当于画匠，刻蚀机是雕工。前者投影在硅片上一张精细的电路图（就像照相机让胶卷感光），后者按这张图去刻线（就像刻印章一样，腐蚀和去除不需要的部分）。

光刻机是芯片制造中用到的最金贵的机器，要达到5纳米曝光精度难比登天，ASML公司一家通吃高端光刻机；而刻蚀机没那么难，中微的竞争对手还有应用材料、泛林、东京电子等等，国外巨头体量优势明显。

“中微的等离子刻蚀机这几年进步确实不小，”科技日报记者采访的一位从事离子刻蚀的专家说，“但现在的刻蚀机精度已远超光刻机的曝光精度；芯片制程上，刻蚀精度已不再是最大的难题，更难的是保证在大面积晶圆上的刻蚀一致性。”

该专家解释说，难在如何让电场能量和刻蚀气体都均匀地分布在被刻蚀基体表面上，以保证等离子中的有效基元，在晶片表面的每一个位置实现相同的刻蚀效果，为此需要综合材料学、流体力学、电磁学和真空等离子体学的知识。

该专家说：“刻蚀机更合理的结构设计和材料选择，可保证电场的均匀分布。刻蚀气体的馈入方式也是关键之一。据我所知，中微尹志尧博士的团队在气体喷淋盘上下过不少的功夫。另外包括功率电源、真空系统、刻蚀温度控制等，都影响刻蚀结果。”

另外，该专家也指出，刻蚀机技术类型很多，中微和他们的技术原理就有很大区别，至于更详细的技术细节，是每个厂家的核心机密。

顺便一提：刻蚀分湿法（古代人就懂得用强酸去刻蚀金属，现代工艺用氟化氢刻蚀二氧化硅）和干法（如用真空中的氩等离子体去加工硅片）。“湿法出现较早，一般用在低端产品上。干法一般是能量束刻蚀，离子束、电子束、激光束等等，精度高，无污染残留，芯片制造用的就是等离子刻蚀。”该专家称。

上述专家称赞说，尹博士以及中微的核心技术团队，基本都是从国际知名半导体设备大厂出来的，尹博士原来就在国外获得了诸多的技术成就。中微不断提高改进，逐步在芯片刻蚀机领域保持了与国外几乎同步的技术水平。

在IC业界工作多年的电子工程师张光华告诉科技日报记者：“一两年前网上就有中微研制5纳米刻蚀机的报道。如果能在台积电应用，的确说明中微达到世界领先水平。但说中国芯片‘弯道超车’就是夸大其词了。”

“硅片从设计到制造到封测，流程复杂。刻蚀是制造环节的工序之一，还有造晶棒、切割晶圆、涂膜、光刻、掺杂、测试等等，都需要复杂的技术。中国在大部分工序上落后。”张光华说，“而且，中微只是给台积电这样的制造企业提供设备，产值比台积电差几个数量级。”

科技日报记者发现，2017年开始网络上经常热炒“5纳米刻蚀机”，而中微公司一再抗议媒体给他们“戴高帽”。

“不要老把产业的发展提高到政治高度，更不要让一些新闻人和媒体搞吸引眼球的不实报导。”尹志尧2018年表示，“对我和中微的夸大宣传搞得我们很被动……过一些时候，又改头换面登出来，实在让我们头痛。”