从无到有:国产芯片“差三代”怎样实现“全覆盖”

未来科技眼 2025-03-17 10:58:35

公司小会议室的空气似乎格外紧张。

几个年轻的工程师挤在一起,盯着桌上那台不起眼的机器,好像它随时会发出什么轰动的声音。

“搞不定它,我们就回不了家了。”一个略显疲惫的声音打破了长时间的沉默。

这是彭立波技术总设计师那时候的日常,他带着团队正在突破一项几乎被西方国家垄断的高端科技设备——离子注入机。

这些设备是制造芯片不可或缺的核心装备,而当时我们国家在这方面的技术水平还差“差了三代”。

离子注入机:芯片制造的关键设备

离子注入机,说简单点,就是在芯片制造过程中,将不同种类的元素掺入纯净硅中,这样硅才能具备导电性。

而这个过程就要靠离子注入机来搞定。

这台设备通过电磁场控制高速运动的离子,把它们按照要求精准地注入到硅基材料里去。

这样一来,材料的电导性能就能得以控制,最终形成各种集成电路的基本单元。

这么看的话,这个设备真的可以说是制造芯片的“基石”了。

但长期以来,这块“基石”的高端市场一直被国外的几家公司牢牢垄断着。

攻克困难:从研发样机到市场验证

2003年,国内技术封锁、经验匮乏的背景下,电科装备的研发团队开始了攻关的历程。

你可以想象那个场景——那时候的团队成员挤在狭小的公寓里研究设计图纸,租来的小厂房里却是各种实验设备。

许多团队成员刚毕业不久,年轻的面孔中还有刚成家生子的青壮年,以及即将退休的老专家们。

大家一起吃住,一起工作,三个月才能回一次家,真的就是“孤勇出征”。

团队首先选择了一款100纳米机型作为参考,从设计到实验,他们逐步认知、消化、吸收所有的技术点。

那时候,没有先进的计算机辅助设计工具,一切都要靠手工和二维图纸完成。

几位经验丰富的老师傅,整天围在机器旁苦苦思索,用几个星期才把机器的构造搞明白。

最困难的是,他们还得反向破解样机中的二进制代码,摸索光纤通信模块的底层控制逻辑。

这些听起来就让人头疼的工作内容,他们却一点一点梳理清楚。

经过两年的努力,研发团队终于造出了首台样机。

但这只是个开始。

从样机到市场,还有漫长的路要走。

2003年,研发团队成功研制出28纳米中束流离子注入机,可市场验证的过程却异常漫长且艰辛。

有一轮不上就得重新调出参数,逐一检查,找到问题再修正。

那时候的高温和连连的失败让团队成员无比煎熬,但他们顶住压力,坚持到了

多点开花:国产离子注入机的全面突破

首个中束流离子注入机28纳米工艺验证完成后,团队于2017年开始大束流离子注入机的研发,这又是没有硝烟的战斗。

每款设备应用在芯片制造的不同环节,各有其难度和精细度。

从中束流机型的“精细活”到大束流机型的“粗活”,研发团队再次开始他们的“高歌猛进”。

到2020年,大束流离子注入机样机装配及调试完成,并交付用户。

可验证过程并没有想象中顺利,研发团队又一次爬坡过坎。

几个夜晚他们24小时守在实验室里,做了大量仿真实验和工艺验证,终于达到了国际先进水平。

难度和探索如影随形,可随着时间的推移,团队逐渐掌握了更强的研制能力,软件系统也在不断升级。

2023年,团队实现了全系列离子注入机28纳米工艺全覆盖,从中束流到大束流,再到高能和特种等设备,国产离子注入机真正做到了“多点开花”。

未来展望:为高端装备制造贡献中国力量

历经20多年的辛苦付出,研发团队成功研制出一批具有市场竞争力的国产离子注入机,并广泛应用于国内各集成电路制造企业。

这样的成绩不仅为我国集成电路产业链供应链的安全稳定提供了保障,还大大增强了产业自信。

习近平总书记曾说过,必须瞄准国家战略需求,系统布局关键创新资源,发挥产学研深度融合优势,不断在关键核心技术上取得新突破。

这句话无疑给了科研团队更大的信心和动力,未来他们将继续推动离子注入机的创新迭代和量产应用,力求打造出更多的“中国名片”。

故事的背后是无数人的坚守与付出,更是一个国家在高端装备制造领域的不懈追求。

每一次技术突破,都是一场无声的战斗;每一个创新点滴,都是一条坚实的路。

在未来,国产芯片设备将不断提升,迈向新的高度,不只是突破,更是引领。

离子注入机的故事告诉我们,科技突破没有捷径,需要的是持之以恒的努力和永不放弃的精神。

这不仅是一部科技的成长史,更是一部不屈精神的传承。

在前进的路上,我们始终相信,国产芯片装备的全球领先只是一个起点,更宏大的蓝图正在绘就。

在这场波澜壮阔的科技革命浪潮中,每一个人的努力都是推动时代进步的力量。

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