从沉积到抛光：原子级制造四大技术，中国企业突破了哪些？

十大品牌 2025年10月20日 15:56 2 admin

现在芯片都做到3纳米了，啥概念？相当于100个原子排一排那么宽。

但传统光刻机这会儿有点力不从心，就像用大刷子刷墙面，想精准到原子级别根本不可能。

这时候原子级制造站出来了，说直白点，就是给工程师配了套“原子镊子”，能一个个摆原子、修原子，芯片制造这下才算真的摸到了“天花板”。

这技术不是简单把芯片做小，而是彻底改了制造逻辑。

以前造芯片是“塑形”，把材料切成想要的样子；现在是“重组”，直接按需求摆原子，性能能往理论极限靠。

工信部早就把它列为六大核心未来方向，毕竟这东西要是搞成了，芯片尺寸和功耗能降到现在的千分之一，算力却能翻上千倍，整个半导体行业都得变天。

原子级制造：芯片从“挤牙膏”到“跳级”的关键

以前芯片升级都是“挤牙膏”，5纳米到3纳米，功耗降一点、算力升一点，没什么质变。

但原子级制造不一样，它能直接控制原子排列，把芯片里的杂质和缺陷降到最少。

行业里算过，要是能实现量产，单原子特征的芯片，不光体积小，还特别省电，以后手机可能充一次电用一周，笔记本电脑也能做得比平板还薄。

这背后其实是行业刚需。

现在数据量长得太快，三年就翻一倍，现有芯片的算力和功耗矛盾越来越突出。

数据中心里全是服务器，电费都是天文数字，要是芯片功耗降千分之一，一年能省多少钱？原子级制造就是解决这个问题的唯一办法，没别的替代路径。

咱们国家对这技术也很重视，不光工信部点名，财政部还给企业减税，研发费用能多扣75%。

祝世宁、杨华勇这些院士也一直在呼吁，说要抓紧搞顶层设计，别错过机会。

毕竟现在全球都在抢这个赛道，谁先突破，谁就能在未来半导体竞争里占上风。

原子级制造不是单一技术，而是一整套“组合拳”，最关键的有四个技术，咱们一个个说。

第一个是原子层沉积（ALD），简单说就是“逐层堆原子”，跟叠乐高似的，一层一层堆得特别均匀。

这技术现在最成熟，国内的微导纳米已经做出了好几款设备，能用于逻辑芯片、存储芯片，还跟中芯国际、长江存储这些大厂合作了。

全球现在ALD设备在半导体镀膜里占11%-13%，未来几年增速会很快，微导纳米这几年出货量也涨得厉害，国内市场份额能占到35%，算是走在前面了。

第二个是原子层刻蚀（ALE），跟ALD反过来，是“逐层刮原子”，用自限性反应，每次只刮掉一层原子，精度特别高。

现在3纳米芯片已经要用这技术了，但国内还在验证阶段，北方华创刚推出一台设备，在中芯国际试产，还没大规模用。

主要问题是核心部件，比如反应腔里的精密部件，还得靠进口，成本不低。

第三个是原子级抛光，就是把晶圆磨得特别平，要达到0.1纳米的精度，比头发丝直径的百万分之一还细。

国内华海清科做的CMP设备已经达到这个精度，在14纳米产线里能用了，填补了国内空白。

但在7纳米及以下的先进制程里，还得优化，而且抛光液大多靠日本进口，咱们自己的抛光液高端产品还不够多。

国内企业已经很努力了，微导纳米、华海清科这些公司，这几年融资也拿了不少，都投在研发上。

但还是有短板，比如原子级设计软件，咱们国产化率还不到5%，全靠国外的软件；还有原位检测设备，用来检查原子排列对不对的，也得进口。

这就像你有了好的施工队，却没有好的设计图和质检工具，效率还是上不去。

如此看来，原子级制造是个长期赛道，咱们有进展，但也不能盲目乐观。

未来得靠产学研一起发力，企业搞应用，高校和研究所搞基础研究，把核心部件和软件都突破了，才能真正把这技术变成咱们的竞争力。

毕竟这不是一蹴而就的事，得一步一步来，先在成熟制程里站稳脚跟，再往先进制程突破。

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