说起来也奇怪，自从中微造出了5纳米的蚀刻机，现在连这个名字都不常被提起，更不提某国限制了。这一切说明"自己有才是硬道理"。很多网友说这蚀刻机估计是没啥高深的技术含量，是这样的吗？

· 高端光刻机被垄断，蚀刻机冲破樊篱

荷兰阿斯麦几乎垄断高端光刻机，并且扬言：给你图纸，你也造不出来！

2004年当时已经60岁的尹志尧离开了从事20多年半导体行业的硅谷，带队回国创业，创办了上海中微半导体设备公司，在2017年该公司就成功研制了5纳米等离子刻蚀机。

这是第一台国产的生产半导体芯片的设备，同时也是世界上第一台5纳米刻蚀机。经过台积电验证，其性能优良。将用于5纳米制程生产线，当前已经供货给了台积电，并且投入使用。

等离子刻蚀机的原理：就像喷射抛光机，将喷射出的砂子去轰击器件表面，从而达到加工的目的。

蚀刻机其实是对芯片进行更加精细、微观的雕刻，每个线条和深孔的精度都需要非常精细，精度要求非常严格，总体来说加工的精度实际上取决于前一步骤光刻的精度，确切的说蚀刻机必须在精度上与芯片精度一致，所以蚀刻机几乎与光刻机同等重要，中微的5纳米刻蚀机可以说是继华为5G之后,完全自主研发的顶尖技术。

· 蚀刻机的原理和作用

芯片制造中的重要部分，想必大家都知道了，就是光刻机，而另一个重要的部分，它就是蚀刻机也叫刻蚀机，有同学会问了蚀刻机是什么？它与光刻机有啥区别呢？

光刻机把图案印上去之后，刻蚀机会根据印上去的图案刻蚀掉，光刻机标记出来应去除的区域和留下剩余的部分。

如果把在硅晶体上的施工比成木匠活的话，光刻机的作用相当于木匠在木料上用墨斗画线，刻蚀机的作用相当于木匠在木料上用的锯子、斧子、刨子等工具。木匠做细活一般精确到毫米就行，做芯片用的蚀刻机和光刻机要精确到纳米.

现在的手机芯片如海思麒麟970、高通骁龙845都是台积电的10纳米技术。如果把一根直径为0.05毫米头发丝按轴向平均抛成5000片，每片的厚度大约就是10纳米。

· 蚀刻机的工作流程

蚀刻机的工作流程主要分前后段。前段一般是硅及硅的化合物的蚀刻，后段主要是金属和电介质的蚀刻。刻蚀技术按工艺分类可分为湿法刻蚀与干法刻蚀。其中湿法刻蚀又包括化学刻蚀与电解刻蚀。湿法刻蚀一般只用于清洗，很少做图案。干法刻蚀是目前主流的刻蚀技术，它是以等离子体干法刻蚀为主导。

光刻只在光刻胶上做好图案，但是在硅片上是没有图案的，需要用干法刻蚀的等离子体蚀刻硅片。可以想象像是垂直硅片上下的一场大雨，没有光刻胶保护的硅片就会被轰击，相当于在硅片上挖出一个洞或者槽。做好之后，光刻胶可以通过湿法蚀刻洗去，这样就得到有图案的硅片了。

简单来说，所谓的蚀刻机就是在芯片生产的过程中所必须使用的一种设备，这种设备的作用就好像是雕刻中的刻刀一样，用种种手段把一块完整的金属板中我们不需要的部分给去除掉，剩下的就是我们需要的电路了。

· 什么是等离子蚀刻机？

蚀刻机的最终目的就是不断把金属表面人们不需要的部分给挖掉，为了达到上述目的，最开始使用的是化学物质来挖掉这些物质，因为化学物质可以跟金属把板中的材料发生反应十分快速方便，但是其中也产生了一个很大的问题，液体的腐蚀是各个方向的，不好控制。

用化学物质腐蚀金属表面，有很多的弊端，化学液体绕过了覆盖晶圆表面的光刻胶，腐蚀了我们不想腐蚀的部分，如果我们要求电路非常细，那么这种多余的腐蚀肯定会影响电路的性能。所以化学物质蚀刻的方法不适用于更精细制程的芯片。

那么我们需要一种不会拐弯的物质来刻蚀金属表面，这种东西是什么？答案是光。光，是不会拐弯的，所以可以笔直的腐蚀金属表面。

当然了这里的光不是真的光，而是一种等离子体。通过等离子体来对金属表面进行蚀刻。对于芯片制造领域而言，大多数人都关心光刻机，其实这有所偏颇，对于蚀刻工艺也不要看轻了，这当中的精度要求也是非常高的。可以说光刻决定了水平的精度，蚀刻决定了垂直的精度，两个工艺都是在挑战制造的极限。

· 芯片制造三大设备

芯片制造过程中有三大核心设备，：光刻机、蚀刻机和薄膜沉积设备。

如果把芯片比作一幅平面雕刻作品，那么光刻机是打草稿的画笔，刻蚀机是雕刻刀，沉积的薄膜则是构成作品的材料。光刻的精度直接决定了元器件刻画的尺寸，刻蚀和薄膜沉积的精度则决定了光刻的尺寸能否实际加工。因此光刻、刻蚀和薄膜沉积设备是芯片加工过程中最重要的三类主设备。

· 总结

经过3年的发展，中微制造5纳米刻蚀机的技术已经更加成熟，芯片生产商台积电目前正在尝试量产5纳米芯片，除了依赖荷兰阿斯麦的光刻机外，还需要中国提供的5纳米刻蚀机。

中微公司还在向3纳米的刻蚀机制造技术领域积极探索，尽管我国半导体设备产业和国际龙头仍有差距，但是可以看到国内半导体设备产业的研发实力有了质的飞跃，相比光刻机领域，中国在半导体刻蚀设备领域的水平相当不错的，甚至达到国际领先的水平，相信未来在越来越多像尹志尧博士这样的顶尖科技人才的带领下，中国的的科技实力将会更加强大，光刻机28nm已经实现，更高制程交给我们的"后浪"。

本文素材来源于西瓜视频创作人："52赫兹实验室"

中微造出5纳米蚀刻机，对中国半导体影响有多大？

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