晶圆制造到底难在哪？

近年来，国家对半导体行业越来越重视，已经将集成电路作为重点发展的战略产业之一。作为全球最重要的电子制造基地，中国的电子应用市场巨大，有着广阔的前景。尽管如此，我们仍不能过于骄傲，毕竟还有很多的技术等待着去突破，除了芯片相关技术，晶圆的制造也是相对薄弱的环节。

电子产业有一个特点，越往上游企业相对越少，技术难度越大，晶圆是造芯片的原材料，属于芯片的上游。芯片、晶圆制造都属于 “航天级”的尖端技术，难度系数均是最高的一级，晶圆制造是比造芯片还要难的一门技术。如果把芯片比作宇宙飞船，那么晶圆就是航空母舰了，没几家能造得出来。

全球能制造高纯度电子级硅的企业不足100家，其中主要的15家硅晶圆厂垄断95%以上的市场。在晶圆制造上，没有所谓的“百花齐放”，有的是巨头们的“孤芳自赏”，正是如此，全球的晶圆也是持续涨价，市场呈现一种繁荣景气的形势。

晶圆制造到底难在哪？

晶圆的制造工艺倒不是很复杂，其难度在于半导体产品对晶圆的纯度要求很高，纯度需要达到99.999999999%或以上。

以硅晶片为例，硅从石英砂里提炼出来，在高温下，碳和里面的二氧化硅发生化学反应只能得到纯度约为98%的纯硅，这对于微电子器件来说不够纯，因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感，因此需要进一步提纯。

而在进行硅的进一步提纯工艺中，光刻技术的难度很高，在晶圆制造工艺中，光刻是必须经历的一个步骤。

光刻工艺是晶圆制造最大的“一道坎”

晶圆制造中的光刻是指在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。

1、光刻去薄膜是晶圆制造的必经流程

由于晶圆生产工艺中，其表面会形成薄膜，这需要光刻技术将它去掉。在晶圆制造过程中，晶体、电容、电阻等在晶圆表面或表层内构成，这些部件是每次在一个掩膜层上生成的，并且结合生成薄膜及去除特定部分，通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留特征图形的部分。

2、光刻确定尺寸，马虎不得

光刻确定了器件的关键尺寸，光刻过程中的错误可造成图形歪曲或套准不好，最终可转化为对器件的电特性产生影响。

3、高端光刻机产能严重不足

光刻机也叫掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等，常用的光刻机是掩膜对准光刻。光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。目前光刻机市场，以荷兰、日本的企业为主力军，全球能制造出光刻机的企业不足百家，能造出顶尖的光刻机的不足五家，在高端光刻机市场，中国企业几乎全军覆没。