中国半导体芯片制造技术突破：仅次于光刻，打破欧美日技术垄断

这个好消息你知道吗？中国在芯片半导体领域再次完成技术突破，该项技术在半导体晶圆制造的应用仅次于光刻，打破欧美日旷日持久的技术垄断,牵头该项目的是一家央企，真抓实干，不计成本，苦心钻研，终成正果。

这到底是怎么一回事呢？快给童子点个赞，咱们继续往下看。

1.发生了什么

国家电投9月10日消息称，国家电投（国家电力投资集团有限公司）下属公司核力创芯，完成首批氢离子注入性能优化芯片产品客户交付。国家电投表示：“这标志着我国已全面掌握功率半导体高能氢离子注入核心技术和工艺，补全了我国半导体产业链中缺失的重要一环，为半导体离子注入设备和工艺的全面国产替代奠定了基础”。

氢离子注入这项技术是半导体晶圆制造中仅次于光刻的重要环节，在集成电路、功率半导体、第三代半导体等多种类型半导体产品制造过程中起着关键作用，该领域核心技术及装备工艺的缺失严重制约了我国半导体产业的高端化发展，特别是 600V 以上高压功率芯片长期依赖进口。核力创芯的技术突破，解决了垄断和卡脖子的问题，意义非常重大。

这项新技术的全称是“功率半导体高能氢离子注入”，大家不用害怕，听着懵，实际是两个词“功率半导体 + 高能氢离子注入”的组合，分别了解下就很简单了。咱们先来搞清楚什么是功率半导体。

2.什么是功率半导体

高性能功率半导体是指那些在特定应用环境中能够提供卓越性能的半导体器件。这些器件通常被设计用于处理高电压、大电流或者在高温条件下工作，而且需要具备较高的转换效率、更低的功耗、更快的开关速度以及更好的可靠性。

高性能功率半导体应用场景目前有以下7个方向，核心关键核心部件如果不在我们手里可控，被卡了脖子都会致命。

在电动汽车的动力系统中，功率半导体器件是驱动电机的关键组件，用于控制电机的速度和方向，以及电池充电过程中的能量转换效率。

风力发电和光伏发电系统需要使用逆变器来转换产生的直流电为交流电，以便并网或直接使用。高能效的功率半导体可以提高逆变器的转换效率，减少能量损失。

3）工业电机控制：

在工业自动化和机器人技术中，功率半导体器件用于控制大型电机的速度和扭矩，提高机械系统的响应速度和精度。

4）轨道交通：

在高速列车和其他轨道交通工具中，功率半导体器件用于牵引系统，实现高效能的能量转换和列车运行控制。

5）智能电网：

智能电网需要高效的电力转换和管理技术来支持分布式电源和负载的动态平衡，功率半导体器件可以实现这一点。

6）消费电子产品：

在一些需要高效电源管理的设备中，如笔记本电脑、智能手机的充电适配器等，也会用到功率半导体器件。

7）航空航天与国防：

在航空航天和国防领域，高可靠性、小体积、轻重量的功率半导体器件是关键部件，用于飞行器的电力系统、通信设备等方面。

上述这些方向中，目前大部分功率半导体我们都已实现国产化，代表企业就是比亚迪，但在一些特定需求场景里还要依赖进口，一旦被卡脖子危害非常大，全部国产化确实意义重大。

那么如何实现全部国产化呢？就靠氢离子来注入。

3.氢离子注入

氢离子注入技术是一项专门用于提升功率半导体器件性能的关键工艺。这项技术通过将高能量的氢离子注入到半导体材料内部，来改变材料的物理和电气特性，增强器件的耐压能力，减少漏电流，进而优化功率半导体器件的工作性能，提高器件的可靠性和使用寿命。

4.突破的意义

半导体制造业一直是资本密集型和技术密集型产业。

长期以来，我国在高端半导体材料和设备方面依赖进口，人家一旦不给就会被卡脖子。

当下，核力创芯掌握了功率半导体高能氢离子注入的核心技术和工艺，并成功建设了国内首条功率芯片质子辐照生产线。

这不仅填补了国内半导体产业链中的一个关键空白，也为我国半导体产业的自主可控奠定了坚实基础，使得我们向芯片制造全环节国产化又迈进了一步。

功率半导体器件是电力电子系统的核心元件，广泛应用于新能源汽车、工业电机控制、轨道交通等领域；高能氢离子注入技术作为制造高性能功率半导体的关键工艺之一，其重要性再明白不过。

中国在这一技术上的突破意味着国内企业现在终于有能力自主生产高性能的功率半导体器件，从此可以减少对外部技术的依赖，有助于推动半导体行业全面国产化的持续发展。

这对于国家的能源战略、智能制造以及其他高科技产业的发展都有着积极的意义。

为什么中国大陆，还制造不出5nm、3nm的先进芯片？

什么样的芯片算是先进芯片？按照之前行业惯例，28nm以下的芯片，称之为先进芯片，而28nm及以上的芯片，称之为成熟芯片。

不过，随着时代的进步，现在大家都觉得只有5nm及以下的芯片，才算是先进芯片，至于7nm甚至7nm之上的，10nm、14nm芯片等，都不算先进芯片了。

毕竟目前像台积电、三星、英特尔都进入3nm，甚至2nm阶段了，7nm已经算不上多先进了。

如果以7nm为成熟芯片和先进芯片的分界线的话，可以很肯定的告诉大家，目前中国大陆还造不出7nm之下的芯片。

那么问题就来了，芯片也是人造的，不是神造的，为何我们这么重视芯片产业，发展了这么多年，还造不出5nm，以及5nm之下的先进芯片呢？

其实造芯片，不是用手搓出来的，分为材料、设备、技术三个方面。

材料中最重要的是硅片，造5nm芯片需要12寸硅晶圆，纯度不能低于99.9999999%（9个9），还有平整度的要求，以前国内造不出这样的硅片。

后来张汝京创办了上海新昇，在2016年实现了300mm半导体硅片的规模化生产，才实现了12寸硅片的0的突破，但如今，在硅片上，依然被国外巨头垄断，国产份额不到5%。

而除了硅片之外，还有光刻胶、各种靶材、气体等，目前国内还有很多欠缺，比如光刻胶，国产光刻机，还只能支持到40nm左右的节点，再往下就要从日本进口了……

除了材料之外，半导体设备也同样重要。

其中最关键的光刻机，大家都清楚的，干式DUV光刻机，最多能制造65nm的芯片，浸润式DUV光刻机，最多能制造7nm的芯片。

只有EUV光刻机，能够制造5nm及以下的芯片。目前ASML的EUV光刻机，不能卖给中国，连浸润式DUV光刻机，都有部分受限了。

而国产光刻机，之前是90nm，前几天工信部公布了一台光刻机，也是65nm，还是干式DUV光刻机的范畴，不可能支持到5nm的……

除了光刻机之外，还有很多设备，也是和工艺相关的，比如刻蚀机等等，目前国内的能够进入5nm的设备，真的不多，大多数靠进口，但目前美国又不准这些厂商卖给中国。

另外还有技术本身，并不是你拥有光刻机、有材料，就一定能够制造出5nm芯片的。

芯片制造也是非常有门槛的，大家看看联电、格芯等，什么材料、设备都能买到，为何还停留在14nm，一方面是他们不想再往下了，二就是技术难度。

像intel，为何多年打磨14nm？也是因为进入先进工艺太难，后来不得不改名，将7nm改成intel4，5nm改成intel3，才算是进入了5nm……

所以，目前在制造先进芯片方面，中国大陆不仅受限于材料、设备，还有技术本身，也需要磨炼，这是一个长期的、不断前进的过程。

基于当前外部形势，中国大陆想要制造出5nm这样的芯片，需要国产产业链都达到5nm节点，这个过程会比较漫长，大家要有耐心一点。

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