中微公司(AMEC)在CCP高深宽比刻蚀技术上已完成技术突破,产品开发顺利,预计一年左右进入市场,届时将补齐其CCP产品版图。这一进展背后,是半导体设备行业围绕等离子体控制、反应腔设计等高壁垒环节的长期积累,也是国产刻蚀设备在介质刻蚀这一关键赛道上的重要一步。
CCP刻蚀的技术路线与核心壁垒
刻蚀设备主要分为ICP(电感性等离子体刻蚀)和CCP(电容性等离子体刻蚀)两大类。两者最根本的差异在于刻蚀对象不同:ICP适用于硅刻蚀,对精确度要求高;而CCP适用于介质材料(氧化硅、氮化硅)的刻蚀,这类材料硬度高,需要高离子能量进行加工。
CCP设备面临的核心技术挑战,正是在极高离子能量下对高深宽比结构的刻蚀能力,以及新型刻蚀气体的研发。高深宽比意味着需要在更深的孔槽中实现精准刻蚀,这对反应腔设计、射频功率控制、副产物排出效率都提出了极高要求。以中微公司为例,其推出的Primo SSC系列产品,就是通过高射频功率、高副产物排出速率等设计,来满足高深宽比孔槽的刻蚀要求,应用于3D闪存芯片制造。
中微公司的技术突破与竞争格局
中微公司自成立起便着力于CCP刻蚀设备开发,制程工艺从65nm一路提升至目前最先进的5nm,覆盖了约七成的介质刻蚀应用。其独创的双反应台技术,可在一个真空腔中同时刻蚀两块晶圆,在保证结果均匀一致的同时,为客户节省约35%的原材料。
在CCP领域,中微公司此前有两块短板:用于逻辑芯片的大马士革刻蚀,以及用于3D存储芯片的高深宽比刻蚀,这两块此前主要由国外设备公司垄断。如今,大马士革刻蚀产品开发已接近完成,初步Demo结果良好,很快能进入市场;高深宽比刻蚀则已完成技术突破,产品开发顺利,预计一年左右进入市场。
从竞争格局看,全球干法刻蚀设备市场高度集中,泛林半导体、东京电子、应用材料三家合计份额约90%。在大陆市场,中微公司已占据约20%的份额,是国产替代进展最快的领域之一。中微公司的CCP设备已进入台积电7nm和5nm产线,是唯一进入台积电供应链的国产刻蚀设备厂商。
常见问题
高深宽比刻蚀为什么这么难?
高深宽比刻蚀需要在极深的孔槽中实现精准、均匀的刻蚀,对离子能量的控制、副产物的排出效率、反应腔内的气流分布都提出了极高要求。深宽比越高,刻蚀难度呈指数级上升,这也是该领域长期被少数国际巨头垄断的原因。
中微公司的CCP技术处于什么水平?
中微公司CCP设备制程工艺覆盖65nm至5nm,在7nm和5nm节点均已实现量产,并进入台积电供应链。在ICP领域,其设备制程达到28nm,14nm/7nm工艺正在验证中。未来随着高深宽比刻蚀产品落地,其CCP产品线将趋于完整。
国产刻蚀设备与国外龙头差距还有多大?
全球市场看,泛林半导体、东京电子、应用材料三家合计份额约90%,国产厂商仍有较大追赶空间。但在大陆市场,中微公司已占据约20%份额,国产替代进展显著。差距主要体现在更先进制程(如3nm)的验证与量产,以及部分细分领域(如金属刻蚀)的覆盖上。