简单来说，所谓的蚀刻机，就是在芯片生产的过程中所必须使用的一种设备，这种设备的作用就好像是雕刻中的刻刀一样，用种种手段把一块完整的金属板中我们不需要的部分给去除掉，剩下的就是我们需要的电路了。

下面这幅图这是芯片蚀刻的过程。从图中可以看到，金属板的表面上有一部分没有覆盖光刻胶，而这部分金属在蚀刻机的作用下被去除了，然后金属板（或者说晶圆）的表面就变成了我们想要的形状。

下文提到的中国中微半导体公司最先进的等离子蚀刻机已经制造到了5nm的制程有误，其实是最新进展是4nm。与此同时，7nm制程的蚀刻机已经在去年（2017年）走出试验室，开始向台积电等厂商供货，充分证明了这种设备已经实现了量产化。显然，这方面中国已经是世界顶尖水平。

整个大规模集成电路光刻和蚀刻的过程可以见再下一张图。

↑蚀刻作用对金属板表面的塑形↑




↑大规模集成电路的制造过程↑

那什么是等离子蚀刻机？

蚀刻机的最终目的就是不断把金属板表面我们不需要的部分给挖掉。

为了达到上述目的，最开始是使用的化学物质来挖掉这些物质，毕竟化学物质可以跟金属板中的材料发生反应，十分快速方便，但是其中也产生了一个很大的问题：液体的腐蚀是向各个方向的，不好控制。
打个形象的比方，你用一块板子能够挡住洪水吗？答案是不能，因为水会绕过这块板子。而用化学物质腐蚀金属表面有很多的弊端。下面这张图就很好的说明了这种问题，化学液体绕过了覆盖晶圆表面的光刻胶，腐蚀了我们不想腐蚀的部分。如果我们要求电路非常细，那么这种多余的腐蚀肯定会影响电路的性能。这就好比一根柱子，你在两边挖掉一点儿，如果这根柱子很粗，那么没什么太大的关系，如果这根柱子很细，那么估计就要倒掉了——这也是为什么化学物质蚀刻的方法不适用于更高制程的芯片。





↑化学物质蚀刻的缺点↑

所以我们需要一种不会拐弯的物质来腐蚀金属表面，这种东西是什么呢？答案是“光”。光是不会拐弯的，所以可以笔直地腐蚀金属表面。当然了，这里的“光”不是真的光，而是一种等离子体，通过等离子体来对金属表面进行蚀刻。为什么等离子可以腐蚀金属表面、怎么产生等离子的，这个不重要，我们只需要知道等离子蚀刻更好、可以用来制造更精密的芯片就行了。比如说下面这幅图，就可以很好地说明两种刻蚀方法的区别。





↑化学物质蚀刻和等离子蚀刻的区别↑

下面这张图就是等离子刻蚀出来的金属板表面，虽然说还是会有刻蚀“拐弯”的现象——这是由于等离子体可能发生反射造成的，但是相对而言壁面已经很光滑了。如果是化学刻蚀的话，很有可能已经把下方的金属物质全部腐蚀掉了。





↑等离子刻蚀出来的金属板表面↑

中国的等离子刻蚀技术如何？

在中兴被美国制裁的背景之下，大家可能更加关心中国在这方面的技术如何。

我可以很高兴地告诉大家，中国在蚀刻机方面做的相对较好。现在中国中微半导体公司最先进的等离子蚀刻机已经制造到了5nm的制程。与此同时，7nm制程的蚀刻机已经在去年（2017年）走出试验室，开始向台积电等厂商供货，充分证明了这种设备已经实现了量产化。显然，这方面中国已经是世界顶尖水平。





↑大国重器中的中国蚀刻机（片中用的是刻蚀机）↑

↑美丽的等离子蚀刻过程↑

中国的造“芯”之路任重而道远，但是所幸的是现在的我们并不是完全没有基础。只要在相关领域投入足够的财力、人力、精力，迟早可以打破西方的垄断！
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现在世界上最先进的光刻机制造商是荷兰的ASML，可以说是仅此一家、别无分号（占有80%的市场份额），一台最先进的光刻机售价一亿美元，而且还不接受讨价还价，你爱买不买。
而在现在这个时间节点上，ASML使用的光线已经到了极紫外光（EUV），所以可以光刻7nm以下的大规模集成电路。而受制于《瓦森纳协定》，ASML不可以向中国出售先进光刻机。所以在这方面中国长期处于被封锁的状态。