光刻機VS蝕刻機：同是芯片制造機，命運分兩極

談及芯片問題，大家對我國的印象也許還停留在嚴重依賴進口的形象中，一場中美貿(mào)易戰(zhàn)將這一行業(yè)暴露在了公眾的面前，于是芯片行業(yè)開始了“造芯運動”。那么，經(jīng)過這段時間的大操大辦，我國是否有進展呢？近日就傳來了好消息，中芯國際自主研發(fā)的 5nm 蝕刻機已成功被臺積電驗收。目前，臺積電已宣布與中微合作。中國芯片從 28nm 到 10nm，再到 7nm，演繹著黑馬奇跡，不斷實現(xiàn)自我超越。

中微制造的 5 納米蝕刻機是完全自主研發(fā)的。這家成立僅 15 年的半導體公司是中國最大的芯片方案制造商，為中國的科技做出了貢獻。蝕刻工藝也開始慢慢突破。在未來，它將逐步突破技術(shù)難題。

當然，值得提醒的是，5nm 蝕刻機的成功并不意味著它可以批量生產(chǎn) 5nm 芯片。目前世界上還是 7 納米芯片是最先進的。蝕刻機是芯片生產(chǎn)中不可缺少的一個環(huán)節(jié)，而最重要的環(huán)節(jié)是光刻。但目前我國的科技水平還沒有獨立開發(fā)出 10 nm 范圍內(nèi)的光刻強度，仍然處于 90 nm 光刻的水平。

說到這里，就涉及到一個問題，什么是蝕刻機?為什么在生產(chǎn)芯片的過程中需要這種設(shè)備？

什么是蝕刻機？

簡單來說，所謂的蝕刻機，就是在芯片生產(chǎn)的過程中所必須使用的一種設(shè)備，這種設(shè)備的作用就好像是雕刻中的刻刀一樣，用種種手段把一塊完整的金屬板中我們不需要的部分給去除掉，剩下的就是我們需要的電路了。

下面這幅圖這是芯片蝕刻的過程。從圖中可以看到，金屬板的表面上有一部分沒有覆蓋光刻膠，而這部分金屬在蝕刻機的作用下被去除了，然后金屬板（或者說晶圓）的表面就變成了我們想要的形狀。整個大規(guī)模集成電路光刻和蝕刻的過程可以見再下一張圖。

蝕刻作用對金屬板表面的塑形

大規(guī)模集成電路的制造過程

那什么是等離子蝕刻機？
蝕刻機的最終目的就是不斷把金屬板表面我們不需要的部分給挖掉。

為了達到上述目的，最開始是使用的化學物質(zhì)來挖掉這些物質(zhì)，畢竟化學物質(zhì)可以跟金屬板中的材料發(fā)生反應(yīng)，十分快速方便，但是其中也產(chǎn)生了一個很大的問題：液體的腐蝕是向各個方向的，不好控制。

打個形象的比方，你用一塊板子能夠擋住洪水嗎？答案是不能，因為水會繞過這塊板子。而用化學物質(zhì)腐蝕金屬表面有很多的弊端。下面這張圖就很好的說明了這種問題，化學液體繞過了覆蓋晶圓表面的光刻膠，腐蝕了我們不想腐蝕的部分。如果我們要求電路非常細，那么這種多余的腐蝕肯定會影響電路的性能。這就好比一根柱子，你在兩邊挖掉一點兒，如果這根柱子很粗，那么沒什么太大的關(guān)系，如果這根柱子很細，那么估計就要倒掉了——這也是為什么化學物質(zhì)蝕刻的方法不適用于更高制程的芯片。

化學物質(zhì)蝕刻的缺點

所以我們需要一種不會拐彎的物質(zhì)來腐蝕金屬表面，這種東西是什么呢？答案是“光”。光是不會拐彎的，所以可以筆直地腐蝕金屬表面。當然了，這里的“光”不是真的光，而是一種等離子體，通過等離子體來對金屬表面進行蝕刻。為什么等離子可以腐蝕金屬表面、怎么產(chǎn)生等離子的，這個不重要，我們只需要知道等離子蝕刻更好、可以用來制造更精密的芯片就行了。比如說下面這幅圖，就可以很好地說明兩種刻蝕方法的區(qū)別。

化學物質(zhì)蝕刻和等離子蝕刻的區(qū)別

下面這張圖就是等離子刻蝕出來的金屬板表面，雖然說還是會有刻蝕“拐彎”的現(xiàn)象——這是由于等離子體可能發(fā)生反射造成的，但是相對而言壁面已經(jīng)很光滑了。如果是化學刻蝕的話，很有可能已經(jīng)把下方的金屬物質(zhì)全部腐蝕掉了。

等離子刻蝕出來的金屬板表面

蝕刻機、光刻機傻傻分不清楚
可能會有一部分人把蝕刻機與光刻機搞混，畢竟這倆經(jīng)常一起出現(xiàn)，但其實它們之間還是有很大的差別的?？梢哉f光刻機是芯片制造的魂，蝕刻機是芯片制造的魄，要想制造高端的芯片，這兩個東西都必須頂尖。

這倆機器最簡單的解釋就是光刻機把電路圖投影到覆蓋有光刻膠的硅片上面，刻蝕機再把剛才畫了電路圖的硅片上的多余電路圖腐蝕掉，這樣看起來似乎沒什么難的，但是有一個形象的比喻，每一塊芯片上面的電路結(jié)構(gòu)放大無數(shù)倍來看比整個北京都復雜，這就是這光刻和蝕刻的難度。

光刻的過程就是現(xiàn)在制作好的硅圓表面涂上一層光刻膠（一種可以被光腐蝕的膠狀物質(zhì)），接下來通過光線（工藝難度紫外光＜深紫外光＜極紫外光）透過掩膜照射到硅圓表面（類似投影），因為光刻膠的覆蓋，照射到的部分被腐蝕掉，沒有光照的部分被留下來，這部分便是需要的電路結(jié)構(gòu)。

我國蝕刻機發(fā)展狀況
正如文章首段展示的那樣，我國蝕刻機發(fā)展的狀況相對不錯。中微半導體的表現(xiàn)充分證明了這種設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了量產(chǎn)化。顯然，這方面中國已經(jīng)是世界頂尖水平。然而，光刻機的境地就比較尷尬，光刻機企業(yè)不管是上海微電子的 90nm 光刻機，還是無錫影速 200nm 光刻機，與世界最先進的 7nm 制程都相去甚遠，在這兩條道路上，蝕刻機要再接再厲，而光刻機則需要迎頭趕上。

我國蝕刻機生產(chǎn)廠商 Top10

杭州協(xié)宇自動化設(shè)備有限公司
杭州協(xié)宇自動化設(shè)備有限公司，位于杭州市余杭區(qū)，是金屬標牌制作設(shè)備的專業(yè)生產(chǎn)廠家。

銷售：廣告設(shè)備、標牌設(shè)備、標牌蝕刻機、金屬爛板機、腐蝕設(shè)備、金屬腐蝕機、線路版蝕刻設(shè)備、精密蝕刻網(wǎng)片濾片設(shè)備、金屬薄板精密加工設(shè)備、電子設(shè)備、制版設(shè)備等。

常州正成機電科技有限公司
常州正成機電科技有限公司，1994 年創(chuàng)建于常州。20 年來，一直專注于金屬之特種加工裝備及其表面處理耗材的研發(fā)與制造銷售。產(chǎn)品行銷全國各地、東南亞、中東、南亞、美洲等國家與地區(qū)。

正成設(shè)備，廣泛適用于金屬特種加工的方方面面。目前主要提供環(huán)保性能優(yōu)越之電化學加工成套工藝裝備、化學蝕刻成套設(shè)備、黃光設(shè)備、金屬表面處理成套設(shè)備、工業(yè)自動化生產(chǎn)線。主要產(chǎn)品有：化學或電化學表面處理設(shè)備（鋁陽極氧化線、電鍍線，電泳線，電鑄等）；金屬模板（裝飾）板蝕刻成套工藝設(shè)備、刀模蝕刻機成套設(shè)備、精密蝕刻成套裝備、卷對卷蝕刻成套設(shè)備、曝光制版設(shè)備、等離子拋光工藝裝備、機械表面精飾成套設(shè)備（鏡面拋光，研磨，拉絲等） 、標牌金屬工藝品成套設(shè)備。多項設(shè)備與工藝已獲發(fā)明專利。
南通卓力達金屬科技有限公司
卓力達專業(yè)從事高端精密化學蝕刻與精密激光切割業(yè)務(wù)，在全體卓力達人共同努力下，金屬精密蝕刻和精密激光切割兩大產(chǎn)業(yè)并駕齊驅(qū)成為了國內(nèi)同行業(yè)排名前三的多元化高新技術(shù)型企業(yè)，在國內(nèi)擁有 4 家實體工廠，業(yè)務(wù)范圍橫跨航天航空、軍工、醫(yī)療、汽車、精密電子、數(shù)碼家電等等尖端行業(yè)。

主要從事：金屬制品蝕刻技術(shù)、精密五金蝕刻技術(shù)、激光技術(shù)的研發(fā)；精密蝕刻金屬零部件、五金配件、激光模板、電子設(shè)備、自動化設(shè)備、電子工業(yè)專用設(shè)備、電子產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售；貨物及技術(shù)進出口業(yè)務(wù)。目前主要客戶有蘋果、三星、OPPP、聯(lián)想、華為、通用、豐田、中航工業(yè)、中國兵器等國內(nèi)外知名企業(yè)。截止目前為止，卓力達持有各項專利證書達 50 多項，引領(lǐng)國內(nèi)蝕刻行業(yè)不斷的發(fā)展。
佛山鑫恒力五金機械廠
佛山市南海區(qū)鑫恒力五金機械廠座落于全國的不銹鋼生產(chǎn)加工基地—廣東佛山市南海區(qū)桂城石肯工業(yè)區(qū)。 佛山鑫恒力五金機械廠技術(shù)先進、經(jīng)驗豐富、團隊強大、設(shè)備齊全，擁有一支技術(shù)精湛的年輕團隊，掌握完整的腐蝕加工工藝及配套設(shè)備研發(fā)能力。 在國內(nèi)外先進技術(shù)基礎(chǔ)上，我們先后自主研發(fā)推出的了大型（1220mm）不銹鋼花板蝕刻機生產(chǎn)線、滾輪蝕刻機、立式蝕刻機、平曲面蝕刻機、圓盤蝕刻機、精密曝光機、顯影生產(chǎn)線、水平電解退鈦線等一系列先進的金屬蝕刻、前處理設(shè)備和輔助設(shè)施。

能在不銹鋼、銅、鐵、鋁等金屬表面上蝕刻及鏤空各種花紋圖案，廣泛應(yīng)用于不銹鋼金屬蝕刻、五金腐蝕加工、工藝禮品蝕刻、不銹鋼電器燈飾腐蝕、廣告裝飾、金屬過濾網(wǎng)等各種行業(yè)。我廠并與國內(nèi)多家化工研究所保持密切合作，熟知市場動向。所生產(chǎn)的蝕刻生產(chǎn)線，能對不銹鋼 200 系（LH）蝕刻加工。
北京正盛鴻成電子科技有限公司
北京正盛鴻成電子科技有限公司是一家集技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造、產(chǎn)品加工、技術(shù)培訓為一體的現(xiàn)代化先進工藝設(shè)備制造商。本公司于二零零叁年成立以來一直注重科技創(chuàng)新、精誠服務(wù)、用戶第一的理念，打造了一支訓練有素的員工隊伍。公司位于首都北京大興工業(yè)開發(fā)區(qū)京開高速路傍，離北京站、機場高速近在咫尺，交通便利。公司主要專業(yè)設(shè)計生產(chǎn)銷售：PCB 濕法制程設(shè)備、FPC 設(shè)備生產(chǎn)線、五金精密蝕刻成套設(shè)備、刀模蝕刻設(shè)備、燙金版（銅鈑、鋅鈑、鎂鈑）蝕刻設(shè)備、不銹鋼裝飾蝕花生產(chǎn)線、標牌成套設(shè)備、壓紋鈑蝕刻生產(chǎn)線、電解蝕刻生產(chǎn)線、電解拋。
佛山市禪城區(qū)利達蝕刻有限公司
佛山市利達蝕刻設(shè)備廠是一家集生產(chǎn)加工、經(jīng)銷批發(fā)的廠家，專業(yè)生產(chǎn)蝕刻機、顯影機、曝光機、退膜機、蝕刻加工、蝕刻器材等多種產(chǎn)品。

深圳市蝕刻先鋒設(shè)備科技有限公司
深圳市蝕刻先鋒設(shè)備科技有限公司，位于寶安區(qū)沙井鎮(zhèn)沙一西部工業(yè)園，現(xiàn)公司擁有一支勤奮敬業(yè)經(jīng)驗豐富的技術(shù)骨干隊伍，緊跟行業(yè)發(fā)展步伐，攜數(shù)十年制造生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)驗，長期不斷技術(shù)改進研究創(chuàng)新設(shè)備開發(fā)。是一家專注制造與生產(chǎn)高端、高精密金屬鋼片蝕刻設(shè)備，及（PCB）線路板蝕刻設(shè)備的供應(yīng)商。歷經(jīng)全面穩(wěn)步發(fā)展，逐步形成集科研，生產(chǎn)銷售為一體，產(chǎn)品遍布全國各地！

深圳市新順鑫科技有限公司
深圳市新順鑫科技有限公司是專業(yè)研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售曝光系列設(shè)備及顯影蝕刻退膜清洗設(shè)備的專業(yè)科技型企業(yè)。產(chǎn)品廣泛用于 LCD 液晶顯示、觸摸屏、玻璃清洗、光伏太陽能、光電、半導體、電鍍、五金蝕刻、精密五金電子、電梯門板等。
東莞市光旭自動化設(shè)備科技有限公司
東莞市光旭自動化設(shè)備科技有限公司是 LED 曝光機、蝕刻機、清洗機、顯影機、UV 機、脫膜機、自動送料機、自動收料機、隧道爐、涂布機等產(chǎn)品專業(yè)生產(chǎn)加工的公司，擁有完整、科學的質(zhì)里管理體系。東莞市光旭自動化設(shè)備科技有限公司的誠信、實力和產(chǎn)品質(zhì)里獲得業(yè)界的認可。

深圳市鑫東輝自動化設(shè)備有限公司
深圳市鑫東輝自動化設(shè)備有限公司是一是一家家專業(yè)生產(chǎn)、銷售純鈦板，璃玻蝕刻機廣告牌金屬蝕刻機的企業(yè)。公司主營產(chǎn)品： 標牌印刷、銘牌、 工藝禮品加工設(shè)備、其他油墨、金屬、工藝品，專業(yè)制造金屬蝕刻一條龍設(shè)備。

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