國產離子注入機產業化 中國晶元高端裝備再添利器

日前，中電科電子裝備集團有限公司（以下簡稱電科裝備）傳來好消息，自主研發的國內首台中束流離子注入機在中芯國際大生產線上穩定流片逾200萬，首台200mmCMP設備實現了銷售。這是電科裝備承擔「極大規模集成電路製造裝備及成套工藝」科技重大專項（以下簡稱02專項）所取得重大成果的縮影。

28nm離子注入機在中芯國際12英寸生產線現場

200mmCMP設備進入中芯國際生產線進行工藝驗證

PERC高效光伏電池智能製造生產線核心智能裝備國產化率達91.8%

9年間，電科裝備共承擔了02專項「90—65nm大角度離子注入機研發及產業化」「封裝設備關鍵部件與核心技術」「45—22nm低能大束流離子注入機研發及產業化」「28—14nm拋光設備及成套工藝、材料產業化」「300mm超薄晶圓減薄拋光一體機研發與產業化」等項目。

9年來，在02專項的支持下，電科裝備先後突破了離子注入機、化學機械拋光設備（CMP）等若干攻關難度大、帶動力強的集成電路關鍵裝備核心技術；取得了發明專利授權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製造平台、設立博士後科研工作站；CMP研發平台獲批「北京市化學機械平坦化工藝設備工程技術研究中心」；國產首台離子注入機、200mmCMP設備進入中芯國際大生產線，先進封裝設備具備集成服務能力，進入國內先進封裝龍頭企業……

千錘百鍊 抒寫國芯基石的責任與擔當

集成電路晶元是信息時代的核心基石，集成電路製造技術代表著當今世界超精密製造的最高水平，集成電路產業已成為影響社會、經濟和國防的安全保障與綜合競爭力的戰略性產業。

然而，由於集成電路產業資金密集型、技術密集型、人才密集型的特點，長期以來，我國集成電路產業一直受到西方在先進位造裝備、材料和工藝等方面的種種制約，高端晶元主要依賴進口。我國集成電路產品連續多年每年進口額超過2000億美元，超過石油成為最大宗進口產品。

為實現自主創新發展，2008年國家啟動02專項，主攻裝備、工藝和材料的自主創新。

北京市經信委主任張伯旭表示，高端裝備和材料從無到有填補產業鏈空白，製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項打造集成電路製造創新體系的階段性目標已經實現。在近幾年我國集成電路產業的蓬勃發展中，重大專項發揮了顯著的創新引領和技術支撐作用。

在02專項的高端裝備攻關中，電科裝備發揮了舉足輕重的作用。

電科裝備是中國電子科技集團公司（以下簡稱中國電科）的全資子公司，成立於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、長沙、上海等六省市八園區。

成立以來，電科裝備高舉電子製造裝備國家隊的旗幟，發揚能吃苦、講奉獻、肯堅守的「十年磨一劍」裝備精神，按照「重點突破、平台支撐、局部成套、集成服務」的發展思路，堅持創新發展，堅持軍民融合，堅持裝備報國，攻克了集成電路製造關鍵裝備離子注入機、化學機械拋光設備等關鍵技術，解決了一批制約我國軍工電子元器件自主可控發展的「卡脖子」問題，支撐了半導體和新興電子元器件產業的快速發展，抒寫了大國重器的責任與擔當。

依託多年集成電路核心裝備領域技術積累和軍工科研生產技術的底蘊，電科裝備形成了高端顯示、光伏新能源、動力電池材料等泛半導體裝備局部成套和集成服務能力，大幅提升裝備國產化率。目前是國內主要集成電路裝備、最大的高端顯示裝備、光伏製造裝備、動力電池材料製造裝備供應商，具備集成電路局部成套和系統集成能力，具備完整的光伏產業鏈和整線交鑰匙能力。

打破壟斷 鍛造出離子注入機國產品牌

突破關鍵技術，取得發明專利101項，國際專利2項，已實現系列化產品並用於中芯國際90nm、55nm、40nm、28nm工藝生產線……這是電科裝備承擔02專項兩個離子注入機研發項目所取得的部分成果。

離子注入機是集成電路製造至關重要的核心裝備——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、製造、服務於一體的離子注入機供應商，電科裝備在承擔了02專項後，在離子注入機研發方面，一年邁上一個新台階。

2014年，12英寸中束流離子注入機以優秀等級通過國家02專項實施管理辦公室組織的驗收。2015年，在中芯國際先後完成了55nm、45nm和40nm小批量產品工藝驗證，國產首台中束流離子注入機率先實現了量產晶圓過百萬片。2016年，推出滿足高端工藝的新機型45—22nm低能大束流離子注入機，中束流、低能大束流系列產品批量應用於IC大線。2017年，離子注入機批量製造條件廠房及工藝實驗室投入使用，具備符合SEMI標準的產業化平台，年產能達50台，並應用信息化管理系統實現離子注入機批量製造全程質量控制及追溯。

「積厚成器，對於裝備製造業來說，不僅要關注單台設備的開發，在一定範圍內成套供應，形成平台化的生產能力更加重要。」董事長、黨委書記劉濟東強調，電科裝備自主研發的離子注入機打破了高端市場被美日壟斷的局面，打造了離子注入機國產品牌。

零的突破 國產200mmCMP進入中芯產線驗證

11月21日，電科裝備自主研發的200mmCMP商用機完成內部測試，發往中芯國際天津公司進行上線驗證。這是國產200mmCMP設備首次進入集成電路大生產線，有效解決了制約我國集成電路產業自主可控發展的瓶頸問題。

CMP是集成電路製造七大關鍵設備之一，用於平坦化工藝及銅互聯工藝。

電科裝備迎難而上，兩端發力。在承擔「十二五」02專項「28—14nm拋光設備及成套工藝、材料產業化」項目的同時，面向國內市場的緊迫需求，自主投入研製200mmCMP商用設備，形成300mm、200mm設備研發齊頭並進、相互支撐的局面。

從2015年1月開始，電科裝備CMP設備研發團隊用無數的不眠之夜，終澆灌出CMP設備產業化之花：突破了10餘項關鍵技術，完成了技術改進50餘項，終於在2017年8月成功研發出了國內首台擁有完全自主知識產權的200mmCMP商用機，成功打破國外技術封鎖壟斷。經嚴格的萬片「馬拉松」測試，該設備目前可媲美國際同類設備。

據悉，在接下來的6個月里，200mm CMP設備要正式接受大生產的考驗，設備的可靠性和一致性將經受嚴格考核。

成套供應 先進封裝關鍵設備批量應用於龍頭企業

封裝設備累計銷售2000餘台套，已經批量應用於長電科技、通富微電、蘇州晶方等國內知名封測企業——在高端封裝設備領域，電科裝備已經形成局部成套的供應能力。

「十一五」以來，在02專項的支持下，電科裝備先後承擔了300mm超薄晶圓減薄拋光一體機以及封裝設備關鍵部件與核心技術等技術和產品開發項目。

如今，電科裝備研發的倒裝晶元鍵合機、自動晶圓減薄機、全自動精密劃片機達到國內領先、國際先進水平；並以自主研發的設備建設了集成電路先進封裝設備局部工藝驗證線，為持續提升國產集成電路封裝設備的穩定性和可靠性提供良好的平台。

「在設備開發的時候就需要以工藝需求為導向展開設備設計和製造，並且不斷地進行工藝驗證。」劉濟東說。

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

責任呼喚擔當，使命引領未來。

電科裝備作為電子製造裝備領域的國家隊，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，圍繞攻克集成電路製造核心裝備關鍵技術，電科裝備將堅持科技創新和產業投入雙輪驅動，持續發力。圍繞裝備和裝備產業支撐下的相關產業，著力提升產業化水平，通過內整外聯、聚集資源，建設北京集成電路裝備創新中心和產業化基地、中國電科（山西）電子信息科技創新產業園和長沙光伏裝備產業園，服務國家和地方發展；同時，培育智能製造電子細分行業標準制定、智能裝備製造和智能製造系統解決方案的能力，成為國內主流的智能製造骨幹企業、智能製造系統解決方案供應商之一。

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