2018年中兴事情迸发时,我国半导体设备的国产化率还缺乏10%。其时某晶圆厂收购总监老李清楚记住,美国设备商忽然中止服务支撑时,产线上那台价值上亿的进口刻蚀机直接成了“废铁”。正是这种切肤之痛,让“全工业链自主可控”从标语变成了行动指南。
依据世界半导体协会最新数据,国产设备在28nm老练制程范畴已完成80%自给,这一个数字背面藏着无数个“生死时速”的故事。比方上海微电子的光刻机团队,为打破28nm要害技能,曾在实验室接连驻守237天,用掉的光掩模版堆满了三个集装箱。
当职业还在惊叹28nm打破时,更剧烈的战役已在14nm战场打响。上一年春天,中芯世界用纯国产设备试产的14nm芯片良率初次打破75%,这个看似一般的数字,在业界引发了堪比地震的轰动——要知道,就在两年前,某国产离子注入机运行时还会把硅片击穿。
“咱们现在就像在搭积木。”中微公司工程师张工这样描述14nm设备的打破进程。他们最新研制的原子层堆积设备,能在指甲盖巨细的芯片上精准铺筑0.000001毫米厚的薄膜,相当于在北京到上海的间隔上操控差错不超越一根头发丝。而沈阳拓荆的PECVD设备,则让二氧化硅薄膜的均匀性到达了惊人的99.7%,这个目标乃至让前来验厂的韩国客户竖起了大拇指。
不过真实的“硬骨头”藏在细节里。某国产整理洗刷设备在测验时总会在硅片边际留下纳米级水渍,研制团队为此做了178次实验,终究发现是水分子表面张力的问题。解决方案?把超声波频率调到158.4kHz——这一个数字现在刻在每台设备的铭牌上,成了我国精度的新刻度。
在一切设备中,光刻机始终是那道最长的暗影。上海微电子行将交给的28nm光刻机,被业界称为“争气机”。但不为人知的是,为霸占其间一个激光反射镜的纳米级颤动问题,研制团队曾接连三个月每天作业16小时,试用了37种阻尼资料,终究在高铁减震技能中找到创意。
更隐秘的打破发生在使用端。傍边芯世界用ASML的DUV光刻机合作国产核算光刻软件,经过四次曝光做出7nm芯片时,远在荷兰的ASML总部连夜举行紧急会议——他们没料到我国工程师能用“土法炼钢”打破物理极限。这种“带着镣铐跳舞”的立异,正在改写半导体职业的游戏规则。
在长春光机所的实验室里,一台原型机正用纳米压印技能试产芯片。尽管当时只能做到28nm,但这种避开传统光刻途径的“奇兵”,或许会成为未来破局的要害。“就像当年导弹不一定非要追上U2,咱们也可以用防空导弹把它打下来。”项目负责人这个比方,透着我国科研人特有的才智。
走在姑苏的半导体设备工业园,能看到戏剧性的场景:街这边是北方华创的百级洁净车间,街对面却是卖阳澄湖大闸蟹的商铺。这种“土洋结合”的现象,恰似我国半导体工业的现状——既有全球顶尖的5nm刻蚀机,也有还在攻关的14nm检测设备。
到2025年,当国产设备自给率到达50%,整个工业将迎来突变。中芯世界的工程师们已经在想象:用纯国产设备建造的14nm产线%。而广东某封装厂正在实验的“设备同享渠道”,让中小芯片厂也能用上平价的国产高端设备。
但真实的检测或许才起步。看着仓库里那台等候装置的国产光刻机,收购总监老李既振奋又忐忑:“就像新手爸爸第一次抱孩子,既怕摔了,又恨不能向全世界夸耀。”这种杂乱的心情,或许便是我国芯破茧成蝶时必经的阵痛。
夜幕降临,深圳华强北的电子市场仍然人声鼎沸。摊主老陈指着柜台上印着“我国芯”的蓝牙耳机说:“三年前这些芯片还要进口,现在里边装的都是国产28nm工艺芯片。”在他死后,霓虹灯照亮了墙上那句标语——一切卡脖子的当地,终将是咱们的肌肉。