5納米，相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑（約0.1毫米）的二萬分之一，將成為集成電路芯片上的最小線寬。臺積電計劃明年進行5納米制程試產(chǎn)，預(yù)計2020年量產(chǎn)。最近，中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司收到一個好消息：其自主研制的5納米等離子體刻蝕機經(jīng)臺積電驗證，性能優(yōu)良，將用于全球首條5納米制程生產(chǎn)線。刻蝕機是芯片制造的關(guān)鍵裝備之一，中微突破關(guān)鍵核心技術(shù)，讓“上海制造”躋身刻蝕機國際第一梯隊。

　　中微5nm刻蝕機通過臺積電認(rèn)證

　　走進位于金橋出口加工區(qū)的中微公司，就要換上公司提供的皮鞋，這家精密制造企業(yè)要求一塵不染。在潔凈室門外，記者看到身穿白色工作服，戴著白帽子、口罩和手套的研發(fā)人員，正在測試一臺大型設(shè)備，它就是全球屈指可數(shù)的5納米刻蝕機。只見一片片300毫米大硅片被機械手抓起，放入真空反應(yīng)腔內(nèi)，開始了它們的刻蝕之旅。“多種氣體會進入真空反應(yīng)腔，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)變成等離子氣體，隨即產(chǎn)生帶電粒子和自由基，與硅片發(fā)生化學(xué)物理反應(yīng)。”中微首席專家、副總裁倪圖強說，這些化學(xué)物理反應(yīng)在硅片上開槽打洞，形成令人嘆為觀止的微觀結(jié)構(gòu)，一塊指甲蓋大小的芯片可集成60多億個晶體管。

　　方寸間近乎極限的操作，對刻蝕機的控制精度提出很高要求。刻蝕尺寸的大小與芯片溫度一一對應(yīng)，中微自主研發(fā)的部件使刻蝕過程的溫控精度保持在0.75攝氏度內(nèi)，達到國際領(lǐng)先水平。氣體噴淋盤是刻蝕機的核心部件之一，中微和國內(nèi)企業(yè)聯(lián)合開發(fā)出一套創(chuàng)新工藝，用這套工藝制造的金屬陶瓷，其晶粒十分精細(xì)、致密。與進口噴淋盤相比，國產(chǎn)陶瓷鍍膜的噴淋盤使用壽命延長一倍，造價卻不到五分之一。

　　創(chuàng)新成功的秘訣是什么？秘訣之一是超前布局研發(fā)。2004年中微創(chuàng)立時，全球最先進的芯片生產(chǎn)線是90納米制程，那時他們就開始研發(fā)40納米刻蝕機，因為集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代很快，超前兩代研發(fā)才能掌握主動權(quán)。擁有國際化團隊，也是一個成功原因。經(jīng)過本土培養(yǎng)和海外引進，中微600多名員工來自十多個國家和地區(qū)。而且公司研發(fā)團隊很完整，200多人的專業(yè)覆蓋30多門學(xué)科，為刻蝕機研發(fā)這一系統(tǒng)工程奠定了基礎(chǔ)。

　　憑借自主創(chuàng)新，中微已申請1200多件國內(nèi)外專利。“因為有大量專利保護，我們經(jīng)歷4次與發(fā)達國家企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)訴訟，未嘗敗績。”公司副總裁曹煉生說。如今，中微與泛林、應(yīng)用材料、東京電子、日立4家美日企業(yè)一起，組成了國際第一梯隊，為7納米芯片生產(chǎn)線供應(yīng)刻蝕機。明年，臺積電將率先進入5納米制程，已通過驗證的國產(chǎn)5納米刻蝕機預(yù)計會獲得比7納米生產(chǎn)線更大的市場份額。