別把刻蝕機和光刻機混為一談

小杰

中微刻蝕設備整體結構分布圖

刻蝕機和光刻機大不同

在 5G、AIoT 等新興技術合力推動下，產業智能化進程加速，下游應用市場需求迸發，拉動著全球半導體需求放量上漲，反向驅動上游半導體制造設備需求和技術更迭。據方正證券報告預計，全球晶圓制造設備（WFE）市場規模將達到850 億美元量級。SEMI 預測2025 年全球刻蝕設備市場規模將增長至155 億美元（約合超1000 億元），CAGR 約為5%。

在這樣的背景之下，網絡上出現一些內容，報道中微發布了最新的EUV 光刻機，這是真的嗎？

從技術上來講， 現在全世界也就ASML 有能力制造EUV 光刻機，且不說國內半導體很多領域還在發展中，就算技術進展不錯，也沒聽說誰有能力單獨制造EUV 光刻機。

從我們了解的情況進行了一下分析，基本可以確定，大概是某些自媒體為了博流量和熱度，自己也沒什么技術水平和辨析能力，所以將中微做的刻蝕機當作光刻機拿來吹了一番。而且吹的時候也是邏輯漏洞百出，一方面表示這是中國自主研發的EUV 光刻機，一方面又在說這是采用了ASML 的技術。

中微半導體在半導體行業的地位倒是相當高，盡管不做光刻機，也很早就官方表態無意進入光刻機領域，不過中微半導體在芯片行業依然有著舉足輕重的地位，因為他們做的設備同樣對芯片制造非常重要，那就是刻蝕機。

刻蝕機的結構可以分為主體和附屬設備兩大部分。其中刻蝕設備主體包括EFEM（設備前端）、TM（傳輸模塊）、PM（工藝模塊）三大模塊；附屬設備則是為以上三大模塊提供保障支持，布局相對獨立于機臺主體。

大家對于芯片制造而言，更多關注了光刻機，而缺乏對刻蝕機的了解。說到刻蝕機，其實它在芯片制造中的地位同樣非常重要。光刻機、薄膜機、刻蝕機在芯片制造中都是缺一不可的，如果簡單點來形容，光刻機是在硅片上畫圖，那刻蝕機就是將不需要的東西去掉。甚至在之前，美國同樣將刻蝕機作為管控設備，不允許對中國出口。只不過在中微半導體自主研發的刻蝕機達到全球先進水平后，這個設備才解除了管控。

根據工作原理不同，刻蝕最常見的分類就是干法刻蝕和濕法刻蝕，兩者的區別在于是否使用溶劑或溶液進行刻蝕。其中，干法刻蝕市場占比超95%。

濕法刻蝕：浸入化學溶液中進行腐蝕去除，這種方法具有成本低、刻蝕速度快和生產率高的優勢；但會導致掩膜與刻蝕后的氧化膜不能完全對齊，因此難以保證制程線寬的精細度，導致良率下降。

干法刻蝕：干法刻蝕也被稱為等離子體刻蝕，在半導體刻蝕中占主流地位。等離子體刻蝕機根據等離子體產生和控制技術的不同而大致分為兩大類，即電容耦合等離子體（CCP）刻蝕機和電感耦合等離子體（ICP）刻蝕機。CCP 刻蝕機主要用于電介質材料的刻蝕工藝，ICP 刻蝕機主要用于硅刻蝕和金屬刻蝕，亦稱為導體刻蝕機。介質刻蝕的對象是氧化硅、氮化硅、二氧化鉿等介質材料，而導體刻蝕的對象包括硅材料（單晶硅、多晶硅和硅化物等）和金屬材料（鋁、鎢等）。

隨著芯片特征尺寸的減小和鹵素類等離子體能量的逐漸提高，刻蝕工藝腔和腔體內部件的耐等離子體刻蝕性能變得越來越重要，而陶瓷材料具有較好的耐腐蝕性能。等離子體刻蝕設備上采用陶瓷材料制作的部件主要有窗視鏡、氣體分散盤、噴嘴、絕緣環、蓋板、聚焦環和靜電吸盤等，這些國產廠商都能夠制造出來。

刻蝕機三強之一也要看清市場

需要知道的是，光刻機和刻蝕機其實是需要同步的，比如要生產7nm 或者5nm 的芯片，不但需要EUV 光刻機，同時刻蝕機也要達到支持7nm 以及5nm 的水準。中微半導體在這部分是比較先進的，2018 年就開始攻克5nm，前兩年已經可以商業化，而最近又攻克了3nm 的刻蝕機。我們估計一些人就是看到了這個，才誤以為中微半導體搞定了EUV 光刻機，的確讓人有點哭笑不得。

事實上從一些靠譜的報道看到，中微的刻蝕機現在出口量也不小，比如說臺積電就在使用中微的刻蝕機，臺積電在美國的芯片代工廠，去年就開始進口中微生產的刻蝕機設備，甚至于更早臺積電就在中國臺灣使用中微半導體的刻蝕機了。然后就有人又開始想，既然美國不允許我們購買光刻機，那么為啥我們不能封禁刻蝕機的出口呢？

這個問題其實想想就知道，中微刻蝕機的水平很高，但并不是全球獨一無二。要知道目前全球三大刻蝕機廠商，分別是美國泛林半導體、應用材料以及日本的東京電子這三家，他們的刻蝕機占據了全球94% 的市場。中微不是攻克了3nm 的刻蝕機么？但是除了中微之外，包括日本東京電子、美國應用材料等，其實也已經早早解決了，更別說其他工藝的刻蝕機了。所以我們既然無法形成“壟斷”，那還不如多出口賺外匯呢。

說了這么多，回到我們想說的東西上來，支持國內自主研發芯片沒問題，鼓勵國內企業開發國產光刻機也沒問題，但是要從技術的本質來思考問題，不要人云亦云。