日前,中電科電子裝備集團(tuán)有限公司(以下簡稱電科裝備)傳來好消息,自主研發(fā)的國內(nèi)首臺(tái)中束流離子注入機(jī)在中芯國際大生產(chǎn)線上穩(wěn)定流片逾200萬,首臺(tái)200mmCMP設(shè)備實(shí)現(xiàn)了銷售。這是電科裝備承擔(dān)“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”科技重大專項(xiàng)(以下簡稱02專項(xiàng))所取得重大成果的縮影。

9年間,電科裝備共承擔(dān)了02專項(xiàng)“90—65nm大角度離子注入機(jī)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”“封裝設(shè)備關(guān)鍵部件與核心技術(shù)”“45—22nm低能大束流離子注入機(jī)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”“28—14nm拋光設(shè)備及成套工藝、材料產(chǎn)業(yè)化”“300mm超薄晶圓減薄拋光一體機(jī)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”等項(xiàng)目。

9年來,在02專項(xiàng)的支持下,電科裝備先后突破了離子注入機(jī)、化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備(CMP)等若干攻關(guān)難度大、帶動(dòng)力強(qiáng)的集成電路關(guān)鍵裝備核心技術(shù);取得了發(fā)明專利授權(quán)146項(xiàng),獲得了省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)22項(xiàng);建成了符合SEMI標(biāo)準(zhǔn)的離子注入機(jī)批量制造平臺(tái)、設(shè)立博士后科研工作站;CMP研發(fā)平臺(tái)獲批“北京市化學(xué)機(jī)械平坦化工藝設(shè)備工程技術(shù)研究中心”;國產(chǎn)首臺(tái)離子注入機(jī)、200mmCMP設(shè)備進(jìn)入中芯國際大生產(chǎn)線,先進(jìn)封裝設(shè)備具備集成服務(wù)能力,進(jìn)入國內(nèi)先進(jìn)封裝龍頭企業(yè)……

千錘百煉 抒寫國芯基石的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)

集成電路芯片是信息時(shí)代的核心基石,集成電路制造技術(shù)代表著當(dāng)今世界超精密制造的最高水平,集成電路產(chǎn)業(yè)已成為影響社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和國防的安全保障與綜合競爭力的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

然而,由于集成電路產(chǎn)業(yè)資金密集型、技術(shù)密集型、人才密集型的特點(diǎn),長期以來,我國集成電路產(chǎn)業(yè)一直受到西方在先進(jìn)制造裝備、材料和工藝等方面的種種制約,高端芯片主要依賴進(jìn)口。我國集成電路產(chǎn)品連續(xù)多年每年進(jìn)口額超過2000億美元,超過石油成為最大宗進(jìn)口產(chǎn)品。

為實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新發(fā)展,2008年國家啟動(dòng)02專項(xiàng),主攻裝備、工藝和材料的自主創(chuàng)新。

北京市經(jīng)信委主任張伯旭表示,高端裝備和材料從無到有填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)鏈空白,制造工藝與封裝集成由弱漸強(qiáng)走向世界參與國際競爭,表明國家科技重大專項(xiàng)打造集成電路制造創(chuàng)新體系的階段性目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。在近幾年我國集成電路產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展中,重大專項(xiàng)發(fā)揮了顯著的創(chuàng)新引領(lǐng)和技術(shù)支撐作用。

在02專項(xiàng)的高端裝備攻關(guān)中,電科裝備發(fā)揮了舉足輕重的作用。

電科裝備是中國電子科技集團(tuán)公司(以下簡稱中國電科)的全資子公司,成立于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(qū)。

成立以來,電科裝備高舉電子制造裝備國家隊(duì)的旗幟,發(fā)揚(yáng)能吃苦、講奉獻(xiàn)、肯堅(jiān)守的“十年磨一劍”裝備精神,按照“重點(diǎn)突破、平臺(tái)支撐、局部成套、集成服務(wù)”的發(fā)展思路,堅(jiān)持創(chuàng)新發(fā)展,堅(jiān)持軍民融合,堅(jiān)持裝備報(bào)國,攻克了集成電路制造關(guān)鍵裝備離子注入機(jī)、化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備等關(guān)鍵技術(shù),解決了一批制約我國軍工電子元器件自主可控發(fā)展的“卡脖子”問題,支撐了半導(dǎo)體和新興電子元器件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,抒寫了大國重器的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

依托多年集成電路核心裝備領(lǐng)域技術(shù)積累和軍工科研生產(chǎn)技術(shù)的底蘊(yùn),電科裝備形成了高端顯示、光伏新能源、動(dòng)力電池材料等泛半導(dǎo)體裝備局部成套和集成服務(wù)能力,大幅提升裝備國產(chǎn)化率。目前是國內(nèi)主要集成電路裝備、最大的高端顯示裝備、光伏制造裝備、動(dòng)力電池材料制造裝備供應(yīng)商,具備集成電路局部成套和系統(tǒng)集成能力,具備完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈和整線交鑰匙能力。

打破壟斷 鍛造出離子注入機(jī)國產(chǎn)品牌

突破關(guān)鍵技術(shù),取得發(fā)明專利101項(xiàng),國際專利2項(xiàng),已實(shí)現(xiàn)系列化產(chǎn)品并用于中芯國際90nm、55nm、40nm、28nm工藝生產(chǎn)線……這是電科裝備承擔(dān)02專項(xiàng)兩個(gè)離子注入機(jī)研發(fā)項(xiàng)目所取得的部分成果。

離子注入機(jī)是集成電路制造至關(guān)重要的核心裝備——主要是將粒子注入到半導(dǎo)體材料中,從而控制半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能,進(jìn)而形成PN結(jié)等集成電路器件的基本單元。

作為國內(nèi)唯一一家集研發(fā)、制造、服務(wù)于一體的離子注入機(jī)供應(yīng)商,電科裝備在承擔(dān)了02專項(xiàng)后,在離子注入機(jī)研發(fā)方面,一年邁上一個(gè)新臺(tái)階。

2014年,12英寸中束流離子注入機(jī)以優(yōu)秀等級(jí)通過國家02專項(xiàng)實(shí)施管理辦公室組織的驗(yàn)收。2015年,在中芯國際先后完成了55nm、45nm和40nm小批量產(chǎn)品工藝驗(yàn)證,國產(chǎn)首臺(tái)中束流離子注入機(jī)率先實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)晶圓過百萬片。2016年,推出滿足高端工藝的新機(jī)型45—22nm低能大束流離子注入機(jī),中束流、低能大束流系列產(chǎn)品批量應(yīng)用于IC大線。2017年,離子注入機(jī)批量制造條件廠房及工藝實(shí)驗(yàn)室投入使用,具備符合SEMI標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)化平臺(tái),年產(chǎn)能達(dá)50臺(tái),并應(yīng)用信息化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離子注入機(jī)批量制造全程質(zhì)量控制及追溯。

“積厚成器,對(duì)于裝備制造業(yè)來說,不僅要關(guān)注單臺(tái)設(shè)備的開發(fā),在一定范圍內(nèi)成套供應(yīng),形成平臺(tái)化的生產(chǎn)能力更加重要。”董事長、黨委書記劉濟(jì)東強(qiáng)調(diào),電科裝備自主研發(fā)的離子注入機(jī)打破了高端市場被美日壟斷的局面,打造了離子注入機(jī)國產(chǎn)品牌。

零的突破 國產(chǎn)200mmCMP進(jìn)入中芯產(chǎn)線驗(yàn)證

11月21日,電科裝備自主研發(fā)的200mmCMP商用機(jī)完成內(nèi)部測試,發(fā)往中芯國際天津公司進(jìn)行上線驗(yàn)證。這是國產(chǎn)200mmCMP設(shè)備首次進(jìn)入集成電路大生產(chǎn)線,有效解決了制約我國集成電路產(chǎn)業(yè)自主可控發(fā)展的瓶頸問題。

CMP是集成電路制造七大關(guān)鍵設(shè)備之一,用于平坦化工藝及銅互聯(lián)工藝。

電科裝備迎難而上,兩端發(fā)力。在承擔(dān)“十二五”02專項(xiàng)“28—14nm拋光設(shè)備及成套工藝、材料產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目的同時(shí),面向國內(nèi)市場的緊迫需求,自主投入研制200mmCMP商用設(shè)備,形成300mm、200mm設(shè)備研發(fā)齊頭并進(jìn)、相互支撐的局面。

從2015年1月開始,電科裝備CMP設(shè)備研發(fā)團(tuán)隊(duì)用無數(shù)的不眠之夜,終澆灌出CMP設(shè)備產(chǎn)業(yè)化之花:突破了10余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),完成了技術(shù)改進(jìn)50余項(xiàng),終于在2017年8月成功研發(fā)出了國內(nèi)首臺(tái)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的200mmCMP商用機(jī),成功打破國外技術(shù)封鎖壟斷。經(jīng)嚴(yán)格的萬片“馬拉松”測試,該設(shè)備目前可媲美國際同類設(shè)備。

據(jù)悉,在接下來的6個(gè)月里,200mm CMP設(shè)備要正式接受大生產(chǎn)的考驗(yàn),設(shè)備的可靠性和一致性將經(jīng)受嚴(yán)格考核。

成套供應(yīng) 先進(jìn)封裝關(guān)鍵設(shè)備批量應(yīng)用于龍頭企業(yè)

封裝設(shè)備累計(jì)銷售2000余臺(tái)套,已經(jīng)批量應(yīng)用于長電科技、通富微電、蘇州晶方等國內(nèi)知名封測企業(yè)——在高端封裝設(shè)備領(lǐng)域,電科裝備已經(jīng)形成局部成套的供應(yīng)能力。

“十一五”以來,在02專項(xiàng)的支持下,電科裝備先后承擔(dān)了300mm超薄晶圓減薄拋光一體機(jī)以及封裝設(shè)備關(guān)鍵部件與核心技術(shù)等技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目。

如今,電科裝備研發(fā)的倒裝芯片鍵合機(jī)、自動(dòng)晶圓減薄機(jī)、全自動(dòng)精密劃片機(jī)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平;并以自主研發(fā)的設(shè)備建設(shè)了集成電路先進(jìn)封裝設(shè)備局部工藝驗(yàn)證線,為持續(xù)提升國產(chǎn)集成電路封裝設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性提供良好的平臺(tái)。

“在設(shè)備開發(fā)的時(shí)候就需要以工藝需求為導(dǎo)向展開設(shè)備設(shè)計(jì)和制造,并且不斷地進(jìn)行工藝驗(yàn)證。”劉濟(jì)東說。

目前,封裝設(shè)備工藝驗(yàn)證線具備三大功效:一是驗(yàn)證設(shè)備、驗(yàn)證工藝,將減薄、劃切、倒裝、引線鍵合等設(shè)備在驗(yàn)證線上進(jìn)行穩(wěn)定性、可靠性、工藝適應(yīng)性的考核驗(yàn)證;二是驗(yàn)證設(shè)備批量化生產(chǎn),提升設(shè)備批量交付的能力;三是強(qiáng)化局部成線的能力,為提供整體解決方案積累經(jīng)驗(yàn)。

責(zé)任呼喚擔(dān)當(dāng),使命引領(lǐng)未來。

電科裝備作為電子制造裝備領(lǐng)域的國家隊(duì),將秉承裝備報(bào)國的重任,打造電子高端裝備“大國重器”,鑄就國芯基石。未來,圍繞攻克集成電路制造核心裝備關(guān)鍵技術(shù),電科裝備將堅(jiān)持科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)投入雙輪驅(qū)動(dòng),持續(xù)發(fā)力。圍繞裝備和裝備產(chǎn)業(yè)支撐下的相關(guān)產(chǎn)業(yè),著力提升產(chǎn)業(yè)化水平,通過內(nèi)整外聯(lián)、聚集資源,建設(shè)北京集成電路裝備創(chuàng)新中心和產(chǎn)業(yè)化基地、中國電科(山西)電子信息科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園和長沙光伏裝備產(chǎn)業(yè)園,服務(wù)國家和地方發(fā)展;同時(shí),培育智能制造電子細(xì)分行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、智能裝備制造和智能制造系統(tǒng)解決方案的能力,成為國內(nèi)主流的智能制造骨干企業(yè)、智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商之一。(孫友芳)