簡單來說，所謂的蝕刻機，就是在芯片生產的過程中所必須使用的一種設備，這種設備的作用就好像是雕刻中的刻刀一樣，用種種手段把一塊完整的金屬板中我們不需要的部分給去除掉，剩下的就是我們需要的電路了。

下面這幅圖這是芯片蝕刻的過程。從圖中可以看到，金屬板的表面上有一部分沒有覆蓋光刻膠，而這部分金屬在蝕刻機的作用下被去除了，然後金屬板（或者說晶圓）的表面就變成了我們想要的形狀。

下文提到的中國中微半導體公司最先進的等離子蝕刻機已經製造到了5nm的製程有誤，其實是最新進展是4nm。與此同時，7nm製程的蝕刻機已經在去年（2017年）走出試驗室，開始向台積電等廠商供貨，充分證明了這種設備已經實現了量產化。顯然，這方面中國已經是世界頂尖水平。

整個大規模集成電路光刻和蝕刻的過程可以見再下一張圖。

↑蝕刻作用對金屬板表面的塑形↑




↑大規模集成電路的製造過程↑

那什麼是等離子蝕刻機？

蝕刻機的最終目的就是不斷把金屬板表面我們不需要的部分給挖掉。

為了達到上述目的，最開始是使用的化學物質來挖掉這些物質，畢竟化學物質可以跟金屬板中的材料發生反應，十分快速方便，但是其中也產生了一個很大的問題：液體的腐蝕是向各個方向的，不好控制。
打個形象的比方，你用一塊板子能夠擋住洪水嗎？答案是不能，因為水會繞過這塊板子。而用化學物質腐蝕金屬表面有很多的弊端。下面這張圖就很好的說明了這種問題，化學液體繞過了覆蓋晶圓表面的光刻膠，腐蝕了我們不想腐蝕的部分。如果我們要求電路非常細，那麼這種多餘的腐蝕肯定會影響電路的性能。這就好比一根柱子，你在兩邊挖掉一點兒，如果這根柱子很粗，那麼沒什麼太大的關係，如果這根柱子很細，那麼估計就要倒掉了——這也是為什麼化學物質蝕刻的方法不適用於更高製程的芯片。





↑化學物質蝕刻的缺點↑

所以我們需要一種不會拐彎的物質來腐蝕金屬表面，這種東西是什麼呢？答案是“光”。光是不會拐彎的，所以可以筆直地腐蝕金屬表面。當然了，這裡的“光”不是真的光，而是一種等離子體，通過等離子體來對金屬表面進行蝕刻。為什麼等離子可以腐蝕金屬表面、怎麼產生等離子的，這個不重要，我們只需要知道等離子蝕刻更好、可以用來製造更精密的芯片就行了。比如說下面這幅圖，就可以很好地說明兩種刻蝕方法的區別。





↑化學物質蝕刻和等離子蝕刻的區別↑

下面這張圖就是等離子刻蝕出來的金屬板表面，雖然說還是會有刻蝕“拐彎”的現象——這是由於等離子體可能發生反射造成的，但是相對而言壁面已經很光滑了。如果是化學刻蝕的話，很有可能已經把下方的金屬物質全部腐蝕掉了。





↑等離子刻蝕出來的金屬板表面↑

中國的等離子刻蝕技術如何？

在中興被美國制裁的背景之下，大家可能更加關心中國在這方面的技術如何。

我可以很高興地告訴大家，中國在蝕刻機方面做的相對較好。現在中國中微半導體公司最先進的等離子蝕刻機已經製造到了5nm的製程。與此同時，7nm製程的蝕刻機已經在去年（2017年）走出試驗室，開始向台積電等廠商供貨，充分證明了這種設備已經實現了量產化。顯然，這方面中國已經是世界頂尖水平。





↑大國重器中的中國蝕刻機（片中用的是刻蝕機）↑

↑美麗的等離子蝕刻過程↑

中國的造“芯”之路任重而道遠，但是所幸的是現在的我們並不是完全沒有基礎。只要在相關領域投入足夠的財力、人力、精力，遲早可以打破西方的壟斷！
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現在世界上最先進的光刻機製造商是荷蘭的ASML，可以說是僅此一家、別無分號（占有80%的市場份額），一台最先進的光刻機售價一億美元，而且還不接受討價還價，你愛買不買。
而在現在這個時間節點上，ASML使用的光線已經到了極紫外光（EUV），所以可以光刻7nm以下的大規模集成電路。而受制於《瓦森納協定》，ASML不可以向中國出售先進光刻機。所以在這方面中國長期處於被封鎖的狀態。