走進位于金橋出口加工區(qū)的中微公司,就要換上公司提供的皮鞋,這家精密制造企業(yè)要求一塵不染。在潔凈室門外,解放日報·上觀新聞記者看到身穿白色工作服、戴著白帽子和口罩的研發(fā)人員,正在測試一臺大型設(shè)備,它就是全球屈指可數(shù)的5納米刻蝕機。只見一片片300毫米大硅片被機械手抓起,放入真空反應(yīng)腔內(nèi),開始了它們的刻蝕之旅。“多種氣體會進入真空反應(yīng)腔,經(jīng)過化學反應(yīng)變成等離子氣體,隨即產(chǎn)生帶電粒子和自由基,與硅片發(fā)生化學物理反應(yīng)。”中微首席專家、副總裁倪圖強博士說,這些化學物理反應(yīng)在硅片上開槽打洞,形成令人嘆為觀止的微觀結(jié)構(gòu)——一塊指甲蓋大小的芯片,可集成60多億個晶體管。
方寸間近乎極限的操作,對刻蝕機的控制精度提出很高要求。據(jù)倪圖強介紹,刻蝕尺寸的大小與芯片溫度有一一對應(yīng)關(guān)系,中微自主研發(fā)的部件使刻蝕過程的溫控精度保持在0.75攝氏度內(nèi),達到國際領(lǐng)先水平。氣體噴淋盤是刻蝕機的核心部件之一,中微和國內(nèi)企業(yè)聯(lián)合開發(fā)出一套創(chuàng)新工藝,用這套工藝制造的金屬陶瓷,其晶粒十分精細、致密。與進口噴淋盤相比,國產(chǎn)陶瓷鍍膜的噴淋盤使用壽命延長一倍,造價卻不到五分之一。
創(chuàng)新成功的秘訣是什么?2004年,尹志堯博士與杜志游博士、倪圖強博士、麥仕義博士等40多位半導體設(shè)備專家創(chuàng)辦了中微公司。當時,世界上最先進的芯片生產(chǎn)線是90納米制程,但中微創(chuàng)立之初就開始研發(fā)40納米刻蝕機,因為他們深知,集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代很快,必須超前兩代開展自主研發(fā)。90納米的下一代是65納米,再下一代就是40納米。擁有國際化團隊,也是成功的一大原因。經(jīng)過海外引進和本土培養(yǎng),中微600多名員工來自十多個國家和地區(qū)。而且公司的研發(fā)團隊十分完整,200多人的專業(yè)背景覆蓋30多門學科,為刻蝕機研發(fā)這一系統(tǒng)工程奠定了基礎(chǔ)。
憑借自主創(chuàng)新,中微已申請1200多件國內(nèi)外專利。“因為有大量專利保護,我們已經(jīng)歷4次與西方國家企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)訴訟,未嘗敗績。”公司副總裁曹煉生告訴記者。今年1月,國家知識產(chǎn)權(quán)局專利復審委基于中微提交的證據(jù),認定納斯達克上市公司維易科的一件發(fā)明專利無效。此后,中微經(jīng)歷的第三次訴訟以和解告終——他們和維易科分別在福建和紐約撤訴,握手言和。
“刻蝕機曾是一些發(fā)達國家的出口管制產(chǎn)品,但近年來,這種高端裝備在出口管制名單上消失了。”倪圖強表示,這說明如果我們突破了“卡脖子”技術(shù),出口限制就會不復存在。如今,中微與泛林、應(yīng)用材料、東京電子、日立4家美日企業(yè)一起,組成了國際第一梯隊,為7納米芯片生產(chǎn)線供應(yīng)刻蝕機。明年,臺積電將率先進入5納米制程,已通過驗證的國產(chǎn)5納米刻蝕機,預(yù)計會獲得比7納米生產(chǎn)線更大的市場份額。