3月26日，在SEMICON China 2025大會上，北方華創(chuàng)正式宣布進(jìn)軍離子注入設(shè)備市場，并發(fā)布首款離子注入機(jī)Sirius MC 313。此舉標(biāo)志著北方華創(chuàng)正在半導(dǎo)體核心裝備的戰(zhàn)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(dǎo)體前道制造設(shè)備。
在晶圓制造過程當(dāng)中，總共有七大關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分別是擴(kuò)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(xué)機(jī)械拋光)、金屬化(Metalization)。與之對應(yīng)的七大類的生產(chǎn)設(shè)備包括：擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)、薄膜沉積設(shè)備（包括PECVD、LPCVD、ALD等）、化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)、清洗機(jī)。
離子注入機(jī)是芯片制造中的關(guān)鍵裝備。在芯片制造過程中，需要摻入不同種類的元素按預(yù)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(yù)定能量并注入至特定半導(dǎo)體材料中，從而精準(zhǔn)改變材料的電性能，離子注入機(jī)就是執(zhí)行這一摻雜工藝的芯片制造設(shè)備。
具體來說，離子注入機(jī)由離子源、離子引入和質(zhì)量分析器、加速管、掃描系統(tǒng)和工藝腔組成，可以根據(jù)實(shí)際需要省去次要部位。離子源是離子注入機(jī)的主要部位，作用是把需要注入的元素氣態(tài)粒子電離成離子，決定要注入離子的種類和束流強(qiáng)度。離子源直流放電或高頻放電產(chǎn)生的電子作為轟擊粒子，當(dāng)外來電子的能量高于原子的電離電位時(shí)，通過碰撞使元素發(fā)生電離。碰撞后除了原始電子外，還出現(xiàn)正電子和二次電子。正離子進(jìn)入質(zhì)量分析器選出需要的離子，再經(jīng)過加速器獲得較高能量，由四級透鏡聚焦后進(jìn)入靶室，進(jìn)行離子注入。
而根據(jù)能量范圍和注入劑量范圍的不同，常用的生產(chǎn)型離子注入機(jī)主要分為三種類型：低能大束流注入機(jī)、中束流注入機(jī)和高能注入機(jī)。其中，高能離子注入機(jī)的能量范圍需要高達(dá)幾MeV（百萬電子伏特），是離子注入機(jī)中技術(shù)難度最大的機(jī)型。
過去，離子注入機(jī)的國產(chǎn)化率較低，大部分的離子注入機(jī)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(jī)市場，國內(nèi)更是比較薄弱。近年來隨著國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備替代熱潮的興起，中國電科、凱世通、北京爍科等國產(chǎn)離子注入設(shè)備廠商也進(jìn)步很快。
隨著此次北方華創(chuàng)進(jìn)軍離子注入設(shè)備市場，并發(fā)布首款離子注入機(jī)Sirius MC 313，無疑將進(jìn)一步助力我國在離子注入設(shè)備領(lǐng)域的突破。
據(jù)介紹，北方華創(chuàng)憑借二十余年在半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域的深耕，在等離子體控制、電磁場控制、射頻技術(shù)、嵌入式開發(fā)、算法及仿真等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域積累了深厚的技術(shù)積淀。同時(shí)，北方還曾海成功構(gòu)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(shù)平臺。
目前，北方華創(chuàng)在離子注入設(shè)備的束流控制、調(diào)束算法、劑量精準(zhǔn)控制等關(guān)鍵技術(shù)方面取得多項(xiàng)突破，自主開發(fā)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(shè)備。
據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）數(shù)據(jù)，2024 年全球離子注入設(shè)備市場規(guī)模達(dá) 276 億元，至 2030 年有望攀升至 307 億元。
北方華創(chuàng)表示，公司此次進(jìn)軍離子注入裝備領(lǐng)域，將撬動國內(nèi) 160 億元的市場空間，有力推動中國半導(dǎo)體裝備在高端市場實(shí)現(xiàn)進(jìn)階發(fā)展。
展望未來，北方華創(chuàng)表示，公司將以實(shí)現(xiàn)離子注入設(shè)備全品類布局為目標(biāo)，推動離子注入設(shè)備全面覆蓋邏輯、存儲、特色工藝及化合物半導(dǎo)體等領(lǐng)域。北方華創(chuàng)將持續(xù)加大研發(fā)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(nèi)半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)注入新活力，推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，助力中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在全球競爭格局中實(shí)現(xiàn)更大跨越。
