我国半导体装备技术取得重大突破 北方华创发布新一代高端刻蚀及混合键合设备

(问题)随着算力与存储需求快速增长,先进逻辑和先进存储工艺持续向更小尺寸、更复杂结构演进。芯片关键尺寸与节距不断缩小,使刻蚀等关键工艺的窗口被明显压缩:一方面,超高深宽比结构对侧壁与底部形貌控制提出更大挑战;另一方面,跨批次、跨腔体的一致性要求更收紧,微小波动多轮沉积与刻蚀叠加后可能被放大,进而影响良率与成本。 (原因)行业数据显示,干法刻蚀是半导体设备的重要品类,市场占比高,其中电感耦合等离子体(ICP)刻蚀设备在细分市场占据较大份额。随着工艺节点推进,工序数量增加、精度要求提升,设备在偏压控制、射频脉冲调制、温度场管理、通信与系统响应各上需要同步升级。同时,先进封装与3D集成加速发展,芯片互连从“能连接”转向“更稳定、更高密度、更高速度”,对高精度对准、薄片搬运和无缺陷键合提出更高要求,涉及的装备也成为产业链重点补齐的方向。 (影响)北方华创此次发布的NMC612H,面向先进逻辑与先进存储的关键刻蚀需求,围绕高深宽比刻蚀、超高均匀性与精确形貌控制等难点进行迭代。企业介绍,该设备精准偏压控制、射频多形态脉冲控制和高速通信网络控制等上做了改进,并配置全国产多区独立控温静电卡盘及自研温控算法,以提升过程稳定性与一致性。工艺表现上,设备根据小尺寸开口结构增强深宽比能力,并增强临界尺寸(CD)均匀性控制与形貌精细调控,以满足下一代高端芯片对刻蚀能力的要求。 在产线应用上,企业披露其刻蚀产品已多类客户场景完成验证并形成一定装机规模,覆盖逻辑、存储、功率、传感等环节,并强调在规模量产条件下的稳定性、低缺陷与均匀性表现。业内人士认为,设备能否在高负载工况下长期保持一致性,是从“能用”走向“好用、可复制”的关键门槛,也是先进制造降本增效的重要基础。 (对策)同日发布的芯片对晶圆混合键合设备Qomola HPD30,面向系统级芯片、高带宽存储与芯粒化等3D集成应用对互连密度与可靠性需求,重点解决超薄芯片无损拾取、纳米级高精度对准与高质量键合等工艺难题。企业表示,设备通过高速多轴联动控制、图像识别与全局坐标定位、多规格芯片自适应等技术组合,并融合自研光学成像系统与运动控制、全局标定、末端姿态调整等算法,在对准精度与键合产能之间实现平衡,并已完成客户端工艺验证。另外,面向图像传感器、3D NAND、3D DRAM等应用的晶圆对晶圆混合键合设备也在同步推进,指向更完整的3D集成工艺装备方案。 (前景)从产业趋势看,一上,先进制程对刻蚀“极限控制”的需求将长期存,设备升级将更依赖系统工程能力:电学控制、热学管理、材料与等离子体协同,以及整机稳定性,共同决定量产表现。另一上,混合键合等先进互连技术的渗透率有望持续提升,带动精密对准、洁净搬运与缺陷控制能力加速迭代。业内预计,随着国产制造能力、供应链协同与工艺验证体系优化,更多关键装备将在量产场景中加快规模化应用,进一步增强产业链韧性与创新能力。

半导体制造是系统工程,先进制程的每一步推进都离不开装备、工艺与量产验证的协同。以刻蚀与混合键合为代表的关键环节加速迭代,既来自市场需求的推动,也体现出产业链向高端化、精密化、体系化发展的方向。持续夯实核心技术与工程化能力,在严格验证中完善产品并沉淀可复制的量产经验,将是我国半导体装备迈向更高水平的重要路径。