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(fā)的國內(nèi)首臺中束流離子注入機在中芯國際大生產(chǎn)線上穩(wěn)定流片逾200萬,首臺200mmCMP設(shè)備實現(xiàn)了銷售。這是電科裝備承擔“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”科技重大專項(以下簡稱02專項)所取得重大成果的縮影。

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(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研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”等項目。

9年來,在02專項的支持下,電科裝備先后突破了離子注入機、化學(xué)機械拋光設(shè)備(CMP)等若干攻關(guān)難度大、帶動力強的集成電路關(guān)鍵裝備核心技術(shù);取得了發(fā)明專利授權(quán)146項,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制造平臺、設(shè)立博士后科研工作站;CMP研發(fā)平臺獲批“北京市化學(xué)機械平坦化工藝設(shè)備工程技術(shù)研究中心”;國產(chǎn)首臺離子注入機、200mmCMP設(shè)備進入中芯國際大生產(chǎn)線,先進封裝設(shè)備具備集成服務(wù)能力,進入國內(nèi)先進封裝龍頭企業(yè)……

千錘百煉 抒寫國芯基石的責(zé)任與擔當

集成電路芯片是信息時代的核心基石,集成電路制造技術(shù)代表著當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、經(jīng)濟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,長期以來,我國集成電路產(chǎn)業(yè)一直受到西方在先進制造裝備、材料和工藝等方面的種種制約,高端芯片主要依賴進口。我國集成電路產(chǎn)品連續(xù)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(chǎn)品。

為實現(xiàn)自主創(chuàng)新發(fā)展,2008年國家啟動02專項,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產(chǎn)業(yè)鏈空白,制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制造創(chuàng)新體系的階段性目標已經(jīng)實現(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的旗幟,發(fā)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、平臺支撐、局部成套、集成服務(wù)”的發(fā)展思路,堅持創(chuàng)新發(fā)展,堅持軍民融合,堅持裝備報國,攻克了集成電路制造關(guān)鍵裝備離子注入機、化學(xué)機械拋光設(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)任與擔當。

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,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(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 鍛造出離子注入機國產(chǎn)品牌

突破關(guān)鍵技術(shù),取得發(fā)明專利101項,國際專利2項,已實現(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02專項兩個離子注入機研發(fā)項目所取得的部分成果。

離子注入機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供應(yīng)商,電科裝備在承擔了02專項后,在離子注入機研發(fā)方面,一年邁上一個新臺階。

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

“積厚成器,對于裝備制造業(yè)來說,不僅要關(guān)注單臺設(shè)備的開發(fā),在一定范圍內(nèi)成套供應(yīng),形成平臺化的生產(chǎn)能力更加重要。”董事長、黨委書記劉濟東強調(diào),電科裝備自主研發(fā)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(chǎn)品牌。

零的突破 國產(chǎn)200mmCMP進入中芯產(chǎn)線驗證

11月21日,電科裝備自主研發(fā)的200mmCMP商用機完成內(nèi)部測試,發(fā)往中芯國際天津公司進行上線驗證。這是國產(chǎn)200mmCMP設(shè)備首次進入集成電路大生產(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“十二五”02專項“28—14nm拋光設(shè)備及成套工藝、材料產(chǎn)業(yè)化”項目的同時,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、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)團隊用無數(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余項關(guān)鍵技術(shù),完成了技術(shù)改進50余項,終于在2017年8月成功研發(fā)出了國內(nèi)首臺擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的200mmCMP商用機,成功打破國外技術(shù)封鎖壟斷。經(jīng)嚴格的萬片“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個月里,200mm CMP設(shè)備要正式接受大生產(chǎn)的考驗,設(shè)備的可靠性和一致性將經(jīng)受嚴格考核。

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

封裝設(shè)備累計銷售2000余臺套,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專項的支持下,電科裝備先后承擔了300mm超薄晶圓減薄拋光一體機以及封裝設(shè)備關(guān)鍵部件與核心技術(shù)等技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)項目。

如今,電科裝備研發(fā)的倒裝芯片鍵合機、自動晶圓減薄機、全自動精密劃片機達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平;并以自主研發(fā)的設(shè)備建設(shè)了集成電路先進封裝設(shè)備局部工藝驗證線,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。

“在設(shè)備開發(fā)的時候就需要以工藝需求為導(dǎo)向展開設(shè)備設(shè)計和制造,并且不斷地進行工藝驗證?！眲鷸|說。

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

責(zé)任呼喚擔當,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,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,圍繞攻克集成電路制造核心裝備關(guān)鍵技術(shù),電科裝備將堅持科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)投入雙輪驅(qū)動,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,培育智能制造電子細分行業(yè)標準制定、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)