江丰电子:金属靶材的破局者
在说靶材之前,先说一个概念,溅射。
溅射则属于物理气相沉积技术的一种,是制备电子薄膜材料的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在高真空中经过加速聚集,而形成高动能的离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面,被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。
一般来说,溅射靶材主要由靶坯、背板等部分构成,其中,靶坯是高速离子束流轰击的目标材料,属于溅射靶材的核心部分,在溅射镀膜过程中,靶坯被离子撞击后,其表面原子被溅射飞散出来并沉积于基板上制成电子薄膜;由于高纯度金属普遍较软,而溅射靶材需要安装在专用的机台内完成溅射过程,机台内部为高电压、高真空环境,因此,背板主要起到固定溅射靶材的作用,且需要具备良好的导电、导热性能。
金属靶材的金属原子被一层层溅射到芯片上,再利用特殊的工艺把它们切割成金属导线。芯片的信息传输全靠这些金属导线。
和研磨液一样,这在之前也是由国外垄断的市场。11年前,这个市场国内一片空白,也是依赖于进口,但经过江丰电子的多年努力后,中国大陆半导体也在这个领域取得了突破。而这样一个靶材的价格也高达上万美元。
宁波江丰电子材料股份有限公司创建于2005年,是国家科技部、发改委及工信部重点扶植的一家高新技术企业,专门从事超大规模集成电路芯片制造用超高纯度金属材料及溅射靶材的研发生产,填补了国内的技术空白,打破了美、日国际跨国公司的垄断格局。 据介绍,一般的金属能达到99.8%的纯度,而靶材则要求其纯度能达到99.999%,这是人类能得到的最纯的金属。江丰电子董事长姚立军表示。
除了金属靶材上面打破了美日的垄断外,姚立军的江丰电子还打破了他们在材料方面的垄断。这与姚立军打造完整靶材产业链的出发点密切相关。
根据介绍,在江丰电子做出超高纯度钛(制造钛靶材的原材料)等原材料之前,中国大陆在这个领域几乎是一穷二白。而世界上只是有两个国家三个公司能制造这些产品:一个是美国的霍尼韦尔,另外两个是来自日本的东邦钛业和大阪钛业。他们当时都不肯向江丰电子出售相关原材料,从某个角度看,成为江丰电子打破他们垄断,成为全球第四个能够生产这种靶材原材料的公司。在这个过程中,他们还研发出了中国大陆第一台超高纯钛制造设备,这主要是因为美日不出售,进而简介推动了中国大陆的进步。这台设备一天能够熔五百公斤金属钛,制造等重的钛碇。这已经达到了美日相关竞争者的水平。
姚立军认为,美日不把设备卖给中国大陆企业,等于简介激发和推动中国大陆自主研发。把自己的材料、工艺、设备等抓紧做出来。来打败对手。
而在江丰电子做出了超高纯钛金属以后,国外的竞争者也寻求和姚立军合作的机会,所以归根到底中国大陆半导体建设,真的是打铁还需自身硬。
中微半导体:中国大陆第一台等离子刻蚀机的创造者
2015年到2020年,中国大陆半导体产业投资将达到680亿美元,而芯片制造设备投资额也达到500亿美元。但是我国的芯片制造设备95%依赖于进口,核心设备被国外公司垄断,如果国产的设备商没有突破,钱都会让外国公司挣走了。因此中国大陆亟需本土化的设备制造企业,中微半导体设备就是当中的佼佼者。他们制造的等离子体蚀刻机正是半导体芯片生产不可或缺的设备。 等离子体刻蚀在集成电路制造中已有40余年的发展历程,最早70年代引入用于去胶,80年代成为集成电路领域成熟的刻蚀技术。刻蚀采用的等离子体源常见的有容性耦合等离子体(CCP-capacitively coupled plasma)、感应耦合等离子体ICP(Inductively coupled plasma)和微波ECR 等离子体(microwave electron cyclotron resonance plasma) 等。
虽然等离子体刻蚀设备已广泛应用于集成电路制造,但由于等离子体刻蚀过程中复杂的物理和化学过程到目前为止仍没有一个有效的方法完全从理论上模拟和分析等离子体刻蚀过程。除刻蚀外,等离子体技术也成功的应用于其他半导体制程,如溅射和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。当然鉴于plasma丰富的活性粒子,plasma也广泛应用于其他非半导体领域,如空气净化,废物处理等。
只有通过一层层的刻蚀,才能把芯片做出来。不用问,这又是国外垄断的领域。
中微半导体设备成立于2004年,是一家面向全球的微观加工高端设备公司,为半导体行业及其他高科技领域服务。中微的设备用于创造世界上最为复杂、精密的技术:微小的纳米器件为创新型产品提供智能和存储功能,从而改善人类的生活、实现全球的可持续发展。
在去年年初,中微半导体设备有限公司取得了一系列成果:反应台交付量突破400台;单反应台等离子体刻蚀设备已交付韩国领先的存储器制造商;双反应台介质刻蚀除胶一体机研制成功,这是业界首次将双反应台介质等离子体刻蚀和光刻胶除胶反应腔整合在同一个平台上等等等。现在,中微半导体正在进行5nm的刻蚀设备研发。 但中微的人表示,由于这个需要芯片上的均匀度需要达到0.5nm,对设备开发要求就很高。
需要提一下,国外现在可以生产14或16nm的工艺,中国大陆只能生产40或者28,落后两到三代。
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