打破垄断！我国半导体核心技术新突破，打通仅次于光刻的重要环节

发布日期：2024-09-19 19:13

来源类型：阿里个通 | 作者：查尔斯·纳尔逊·赖利

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前言

截止2024年9月10日，我国的半导体领域终于可以扬眉吐气地表示：我们再也不用怕国外的垄断和打压了！

据国家电力投资集团有限公司在10日发布公告，国电投核力创芯（无锡）科技有限公司，成功交付了首批氢离子注入性能优化芯片产品。

那这次的成功，对我国的半导体领域具有什么意义，又能否帮助我国的半导体技术，一举超越美国？

半导体和芯片的联系

一直以来，人们对半导体和芯片的了解比较模糊，虽然它们都是电子工程领域的关键组成部分，并且也都是用于构建电子设备和系统的核心功能，但其实两者有着很大的区别。

半导体可以认为是一种材料，它是指常温下导电性能，介于导体与绝缘体之间的材料，所以它就能成为构建电子元件的最佳选择。

常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等等，其中硅是最常用的材料，因为它在微电子领域，具有高稳定性和良好的物理化学性能。

从1833年，英国科学家法拉第首次发现半导体现象以来，经过近两个世纪的发展，半导体的应用已经十分广泛，包括集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、大功率电源转换等诸多领域。

反观芯片，它也叫“集成电路”，是一种微型电子元件，通常来讲，一个芯片中继承了多个电子元件，就比如电阻、电容、晶体管等等。

芯片的组成虽然复杂，但却几乎存在于所有的电子设备中，因为它不仅可以处理复杂的计算任务，还能做到保存数据、控制运行，以及现在常用的语音识别、图像处理等。

所以通俗来讲，半导体更像是芯片底层元件中不可或缺的材料，而这也意味着，半导体技术的成熟与否，将直接影响到芯片的研发。

豺狼的獠牙

美国联合西方国家对我国芯片的打压已经不是一朝一夕了，而他们就是通过对半导体技术的限制，来对我国的芯片技术进行干扰。

但从事实的角度出发，美国目前是全世界半导体技术最强的国家，他们拥有众多知名的芯片制造商和研发机构。

芯片制造商就包括英特尔、台积电、高通等，而研发机构就包括斯坦福大学、加州理工学院等名校。

这些公司和研究机构都具有广泛的影响力，因为他们的技术创新和研发，将会直接影响到全球的半导体技术发展。

除此之外，美国在半导体价值链的各个环节都有深厚的布局，从设计到制造，再到封装、生产，他们的产业链十分完整。

这种种因素堆积起来，使得美国能在半导体领域呼风唤雨，他们能让日韩成为亚洲的半导体大厂，同时也能因为害怕而遏制我国的半导体发展。

众所周知，美国最常用的手段就是以“国家安全”为名，对其他国家进行胁迫勒索，而这也是他们对我国半导体技术使用的手段。

表面上，美国通过政治化、泛安全化的手段，将经贸科技问题与政治挂钩。

在技术上，美国联合荷兰、日本，一起对先进半导体设备的出口进行限制，还试图锁死逻辑芯片在14nm、DRAM内存在18nm、NAND闪存在128层的技术发展。

所以这就导致我国的半导体领域陷入了窘境，在技术上我们相对落后，因此依赖进口；产能上原本靠着华为芯片有了显著的进步，可在华为受到制裁后，产能也陷入了瓶颈。

打铁还需自身硬

但自古以来，中国人最不怕的就是压迫，而这就不得不提到，国家电投旗下的国家原子能机构核技术(功率芯片质子辐照)研发中心。

国家电投成立于2015年5月29日，是由中国电力投资集团和国家核电技术合并重组而成，同时也是我国第一家拥有光伏发电、风电、核电、水电等全部发电类型的能源企业。

在我国半导体技术和装备，面临层层封锁和挑战下，原子能机构核技术研发中心坚持自力更生、自主创新的道路。

从2021年开始，该机构便专注于氢离子注入性能的研究。

氢离子注入是半导体晶圆制造中，仅次于光刻的重要环节，在集成电路、功率半导体和第三代半导体等产品的制造过程中，有着至关重要的作用。

氢离子注入的技术可以分为：产生氢离子束、注入氢离子、形成氦气泡与剥离。

首先氢离子注入的剂量、能量和深度，需要精确控制，以确保可以达到材料改性的预期效果。

其次，在注入过程中，通常要在高真空环境下进行，这样可以避免杂质污染和减少离子散射。

同时还要注意材料的兼容性，氢离子注入技术虽然适用于多种材料，其中包括半导体材料、金属、陶瓷等，但具体效果可能因材料而异。

最后就是在注入后，需要进行退火等后续处理，从而消除注入过程中产生的缺陷，并且可以提升材料性能的稳定。

经过长达三年时间的努力，原子能机构核技术研发中心突破了多项关键技术壁垒，实现了100%自主技术和100%装备国产化。

所以这一次的成功，不仅标志着我国已经全面掌握，功率半导体高能氢离子注入核心技术和制造，还补全了我国半导体产业链中缺失的重要一环。

换句话来说就是，我国的半导体在氢离子注入技术领域，已经不再惧怕外国的垄断与打压。

不过，半导体产业的发展是一个复杂且漫长的过程，并且也涉及到了多个领域的协同发展和创新。

所以氢离子注入技术的突破的确是个重要的里程碑，它代表我国在半导体制造领域取得到了进展，但想要提升半导体产业的全面发展和国际竞争力，还需要更多的技术创新和突破，同时对产业链上下游的协同合作来说，也是个不小的考验。

参考资料：