3月26日，在SEMICON China 2025大會上，北方華創正式宣布進軍離子注入設備市場，并發布首款離子注入機Sirius MC 313。此舉標志著北方華創正在半導體核心裝備的戰略布局上又邁出了重要一步，基本覆蓋了除光刻之外的所有半導體前道制造設備。
在晶圓制造過程當中，總共有七大關鍵環節，分別是擴散(Thermal Process)、光刻(Photo- lithography)、刻蝕(Etch)、離子注入(Ion Implant)、薄膜生長(Dielectric Deposition)、拋光(CMP，即化學機械拋光)、金屬化(Metalization)。與之對應的七大類的生產設備包括：擴散爐、光刻機、刻蝕機、離子注入機、薄膜沉積設備（包括PECVD、LPCVD、ALD等）、化學機械拋光機、清洗機。
離子注入機是芯片制造中的關鍵裝備。在芯片制造過程中，需要摻入不同種類的元素按預定方式改變材料的電性能，這些元素以帶電離子的形式被加速至預定能量并注入至特定半導體材料中，從而精準改變材料的電性能，離子注入機就是執行這一摻雜工藝的芯片制造設備。
具體來說，離子注入機由離子源、離子引入和質量分析器、加速管、掃描系統和工藝腔組成，可以根據實際需要省去次要部位。離子源是離子注入機的主要部位，作用是把需要注入的元素氣態粒子電離成離子，決定要注入離子的種類和束流強度。離子源直流放電或高頻放電產生的電子作為轟擊粒子，當外來電子的能量高于原子的電離電位時，通過碰撞使元素發生電離。碰撞后除了原始電子外，還出現正電子和二次電子。正離子進入質量分析器選出需要的離子，再經過加速器獲得較高能量，由四級透鏡聚焦后進入靶室，進行離子注入。
而根據能量范圍和注入劑量范圍的不同，常用的生產型離子注入機主要分為三種類型：低能大束流注入機、中束流注入機和高能注入機。其中，高能離子注入機的能量范圍需要高達幾MeV（百萬電子伏特），是離子注入機中技術難度最大的機型。
過去，離子注入機的國產化率較低，大部分的離子注入機市場被 Applied Materials、Axcelis、SEN、AIBT 等國際品牌壟斷。特別是在高能離子注入機市場，國內更是比較薄弱。近年來隨著國內半導體設備替代熱潮的興起，中國電科、凱世通、北京爍科等國產離子注入設備廠商也進步很快。
隨著此次北方華創進軍離子注入設備市場，并發布首款離子注入機Sirius MC 313，無疑將進一步助力我國在離子注入設備領域的突破。
據介紹，北方華創憑借二十余年在半導體設備研發領域的深耕，在等離子體控制、電磁場控制、射頻技術、嵌入式開發、算法及仿真等關鍵技術領域積累了深厚的技術積淀。同時，北方還曾海成功構建了涵蓋刻蝕、薄膜沉積、爐管、清洗等四大類、三百余款裝備的全面技術平臺。
目前，北方華創在離子注入設備的束流控制、調束算法、劑量精準控制等關鍵技術方面取得多項突破，自主開發出具備能量精度高、劑量均勻性好、注入角度控制精度高等特性的高端離子注入設備。
據國際半導體產業協會（SEMI）數據，2024 年全球離子注入設備市場規模達 276 億元，至 2030 年有望攀升至 307 億元。
北方華創表示，公司此次進軍離子注入裝備領域，將撬動國內 160 億元的市場空間，有力推動中國半導體裝備在高端市場實現進階發展。
展望未來，北方華創表示，公司將以實現離子注入設備全品類布局為目標，推動離子注入設備全面覆蓋邏輯、存儲、特色工藝及化合物半導體等領域。北方華創將持續加大研發投入，為客戶提供高性能、高可靠性的離子注入解決方案，為國內半導體裝備產業注入新活力，推動產業技術進步和發展，助力中國半導體產業在全球競爭格局中實現更大跨越。
