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集成電路相當(dāng)于是一個(gè)微型建筑群，一個(gè)集成電路板包含電容、電阻、電感和晶體管等電子元器件，需要非常精細(xì)的制作工藝。
一個(gè)集成電路芯片的制作流程包括熱處理、氧化、擴(kuò)散、薄膜沉淀、光刻、刻蝕、去膠、離子注入、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）等環(huán)節(jié)。因此，一個(gè)完整的集成電路芯片不可能有一家企業(yè)單獨(dú)完成，整個(gè)制作需要上下游一整套產(chǎn)業(yè)鏈的配合，需要用到的設(shè)備包括半導(dǎo)體設(shè)備包括離子注入設(shè)備、刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、熱處理設(shè)備、光刻機(jī)、涂膠顯影設(shè)備、CMP設(shè)備、去膠設(shè)備等。
這些設(shè)備都屬于半導(dǎo)體設(shè)備。討論國(guó)產(chǎn)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的整體實(shí)力，離不開半導(dǎo)體設(shè)備廠商的發(fā)展現(xiàn)狀。從目前市場(chǎng)資金的流動(dòng)趨勢(shì)來看，半導(dǎo)體設(shè)備還是備受青睞的，研發(fā)和產(chǎn)能有了資金的保障，不少國(guó)產(chǎn)品牌已經(jīng)符合了28nm的工藝標(biāo)準(zhǔn)，部分產(chǎn)品甚至能達(dá)到5nm的國(guó)際先進(jìn)水平。
一、熱處理與氧化
熱處理和氧化是半導(dǎo)體制造過程中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，通過熱處理使半導(dǎo)體材料的表面發(fā)生氧化反應(yīng)，形成一層氧化膜。再利用熱擴(kuò)散的原理，將一些不同特性的元素加入到硅底基材料中，達(dá)到改變其電學(xué)特性的效果，這個(gè)過程就是擴(kuò)散處理。
在這道制作工藝中，龍頭國(guó)產(chǎn)企業(yè)之一的北方華創(chuàng)，擁有一整套先進(jìn)設(shè)備，包括立式低壓化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)、多功能LPCVD、立式退火爐、臥式擴(kuò)散/氧化系統(tǒng)、立式氧化爐和立式合金爐等，其中立式低壓化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)、立式氧化爐、立式合金爐和立式低壓化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)都可以用作28nm水平的集成電路制造。除了北方華創(chuàng)，屹唐股份等先進(jìn)生產(chǎn)商都擁有制作28nm邏輯芯片的設(shè)備。
屹唐股份的重要客戶代表
二、薄膜沉淀
薄膜沉淀的目的是為了在半導(dǎo)體材料的表面生成一層化學(xué)膜，根據(jù)不同的化學(xué)成分，使半導(dǎo)體材料達(dá)到導(dǎo)電和絕緣的目的。
北方華創(chuàng)在12英寸28-55nm的Ti/TiN PVD制造工藝上，可以提供TiN金屬硬掩膜機(jī)臺(tái)，其屬于北方華創(chuàng)exiTin產(chǎn)品系列。而且TiN金屬硬掩膜機(jī)臺(tái)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)供應(yīng)，其市場(chǎng)接收度已經(jīng)被認(rèn)可，目前產(chǎn)量非常穩(wěn)定。
北方華創(chuàng)在薄膜沉淀工藝方面提供的產(chǎn)品有原子層沉積設(shè)備（ALD）、化學(xué)氣相沉積設(shè)備（CVD）和物理氣相沉積設(shè)備（PVD）。
拓荊科技在半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備制造方面也非常有優(yōu)勢(shì)，目前正在積極籌備科創(chuàng)板上市，其產(chǎn)品達(dá)到了28nm/14nm邏輯芯片的工藝水準(zhǔn)，部分甚至可以延伸到14nm以下。
次常壓化學(xué)氣相沉積（SACVD）設(shè)備、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）設(shè)備和原子層沉積（ALD）設(shè)備等，拓荊科技都有對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)線。
三、光刻機(jī)
光刻機(jī)一直都是半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化的弱項(xiàng)，上海微電子是國(guó)內(nèi)目前唯一的一家光刻機(jī)整機(jī)廠商。北京華卓精科、北京國(guó)望光學(xué)、北京科益虹源、浙江啟爾機(jī)電和長(zhǎng)春國(guó)科精密光學(xué)都是上海微電子的供貨商，供貨內(nèi)容包括雙工件臺(tái)、物鏡系統(tǒng)、光源系統(tǒng)、浸沒系統(tǒng)和曝光光學(xué)系統(tǒng)。
9月18號(hào)，上海微電子新推出了一款主要用于高密度異構(gòu)集成領(lǐng)域的光刻機(jī)，該款光刻機(jī)采用先進(jìn)的封裝工藝，性能上具備超大曝光視場(chǎng)、高套刻精度和高分辨率的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)上海微電子的產(chǎn)品介紹，SSA600/20是其目前最為先進(jìn)的一款采用ArF光源的IC前道制造光刻機(jī)，制程可以達(dá)到90nm，距離28nm制程仍有不小的差距。
國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)弱點(diǎn)主要在光刻膠材料和曝光工藝方面，就算能用上193nm ArF浸沒式DUV光刻機(jī)，單次曝光的分辨率也只能達(dá)到38nm。
四、涂膠顯影
涂膠顯影設(shè)備主要影響光刻圖案的形成，光刻圖案的質(zhì)量又將影響離子注入和蝕刻等環(huán)節(jié)。因此，涂膠顯影設(shè)備在光刻設(shè)備中也是非常重要的一環(huán)。
在涂膠顯影設(shè)備設(shè)備領(lǐng)域，擁有國(guó)資背景的芯源微電子是國(guó)內(nèi)主要的供貨商，其生產(chǎn)的涂膠顯影設(shè)備可以處理12英寸的單晶圓，前道KS-FT200/300涂膠顯影機(jī)可以達(dá)到28nm及以上制程。
五、刻蝕
采用物理或化學(xué)方法，在硅基材料的表面有選擇性地除掉多余材料的過程，就是刻蝕?？涛g的目的就是在硅基材料的涂膠上，準(zhǔn)確的留下掩模圖形。
在硅基刻蝕領(lǐng)域，屹唐股份、中微公司和北方華創(chuàng)是主要的設(shè)備供應(yīng)商。而且，中微公司在國(guó)內(nèi)刻蝕領(lǐng)域的實(shí)力最強(qiáng)，其高端刻蝕設(shè)備已經(jīng)達(dá)到了5nm制程水平，且尺寸只有12英寸。另外，中微公司已經(jīng)完成了制程達(dá)到3nm的原型機(jī)---Alpha的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試環(huán)節(jié)和開發(fā)工藝評(píng)估，其實(shí)力在全球半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備范圍內(nèi)已屬頂尖。
六、去膠
在蝕刻之前，光刻膠是晶圓的保護(hù)層。完成蝕刻之后，就需要從硅基材料表面除掉光刻膠。除掉光刻膠的方法有兩種：干法除膠和濕法除膠。干法除膠采用的是等離子體除膠，在除膠效果和對(duì)晶圓的保護(hù)方面，比濕法除膠更好，因此使用的更多。
屹唐股份的干法除膠工藝，在全球范圍內(nèi)都處于領(lǐng)先水平，占據(jù)全球超過三分之一的市場(chǎng)。從90nm制程到5nm制程，屹唐股份都有對(duì)應(yīng)的芯片干法除膠工藝。
七、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）
在12英寸CMP商業(yè)機(jī)型制造領(lǐng)域，華海清科在國(guó)內(nèi)是一棵獨(dú)苗，是包括中芯國(guó)際在內(nèi)的一眾下游產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)商。華海清科在2020年6月成功驗(yàn)收了關(guān)于“CMP拋光系統(tǒng)研發(fā)與整機(jī)系統(tǒng)集成”的課題研究，并承擔(dān)了《28-14nm拋光設(shè)備及工藝、配套材料產(chǎn)業(yè)化》的項(xiàng)目。華海清科當(dāng)前正在做機(jī)臺(tái)產(chǎn)品的產(chǎn)線驗(yàn)證，相信不久就會(huì)打入28/14nm產(chǎn)線。
華海清科2020年前五大客戶
綜上所述，目前國(guó)內(nèi)整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)齊整了，但是局部環(huán)節(jié)還存在偏科現(xiàn)象。但是，從今年六月份開始，不少國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備制造商先后開始了上市進(jìn)程，相信隨著資金的注入，研發(fā)水平的提升，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈會(huì)越來越均衡，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品會(huì)越來越突出。
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