半导体行业有着复杂的产业链，从上游到下游，依次又有材料和设备、芯片设计、芯片制造、芯片产品封测等行业。在芯片的实际制造过程中，尽管会因为不同的材料和工艺而有所差异，但大体上会用到如下图所示的类似工艺过程。于是就需要用到光刻机和刻蚀机。
其中，刻蚀作为半导体制造工艺，是微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相当重要的步骤，是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。
刻蚀机是除光刻机以外最关键的设备。单价在万美元左右，一个晶圆厂需要40-50台刻蚀机，一台刻蚀机的准确度要达到99.99%才能满足整个硅片的良率要求。因为如果刻蚀过程中出现失误，将造成难以恢复的硅片报废。
但光刻机和刻蚀机又是两种不同的设备。光刻机的工作原理是用光将掩膜版上的电路结构临时复制到硅片上。而刻蚀机的工作原理是按光刻机刻出的电路结构，在硅片上进行微观雕刻，刻出沟槽或接触孔。刻蚀利用显影后的光刻胶图形作为掩模，在衬底上腐蚀掉一定深度的薄膜物质，随后得到与光刻胶图形相同的集成电路图形。
再打个比方，光刻机的工作就好象木匠用墨线在木板上画线，而刻蚀机的工作则是木匠在木板上按照墨线的痕迹雕花。
国产刻蚀机市场现状
据SEMI预测，年中国的设备销售增长率将创新高，为49.3%，达到亿美元，中国大陆将紧随韩国，成为世界第二大半导体设备需求市场。
图：中国大陆半导体设备市场规模（单位：十亿美元）
来源：SEMI
在巨大的需求面前，国内面临的却是把半导体设备几乎全部依赖进口的局面。中国电子专用设备工业协会秘书长金存忠此前指出，国产设备只占到全球半导体总量的2%。其中工艺设备是一个基础，如果没有工艺设备，我们设计的东西就没办法实现，但是我们国家在这方面实际上是跟国外企业存在一些差距的，中国科学院半导体所研究员张峰曾在研讨会中表示，我国80%-90%工艺设备需要进口。
国内排名靠前的刻蚀机和光刻机的设备厂商也是屈指可数，主要为：北方华创，产品有刻蚀机、镀膜设备、CVD设备、氧化扩散设备、清洗机、辅助设备；中微半导体，主要生产MOCVD、刻蚀和封装设备；上海微电子，主要生产光刻机，且已经能够提供90nm工艺设备。
中微半导体
4年在上海创立，从零开始研发和制造刻蚀机等设备，中微半导体董事长尹志尧和他的团队很快就开发出了第一台国产的生产半导体芯片的设备——等离子体刻蚀机。8年，中微半导体的刻蚀机进入国际市场。目前中微半导体的设备产品已经远销欧洲、韩国、新加坡、台湾等地，且在原材料方面同样取得了局部性的突破。
北方微电子
1年，为承接“十五”国家计划集成电路制造装备重大专项-nm高密度等离子刻蚀机研发项目，北京电子控股有限责任公司联合清华、北大以及中科院共同出资成立北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司（简称“北方微电子”）。
它是国内第一家高端集成电路生产设备企业，重点发展刻蚀设备（Etch）、物理气相沉积设备（PVD）和化学气相沉积设备（CVD）三大类设备，年8月，七星电子与北方微电子并购重组，年2月，公司正式更名为“北方华创科技集团股份有限公司”，简称“北方华创”。
金盛微纳科技
主要从事半导体设备、微细加工设备的产品研制、设计开发、生产销售，并开展相关工艺的研究及应用。主要产品有：匀胶机（SC）、烘胶台(BP)、曝光机、刻蚀机(RIE、ICP、IBE)、等离子体淀积台（PECVD）、磁控溅射台（Sputter）、去胶机、溅射/刻蚀/淀积一体机、键合炉等。
国内外刻蚀机差距
国外刻蚀机设备厂商主要有应用材料（AppliedMaterials）、科林研发（LAM）、东京威力科创（TEL）、日立先端（Hitach）、牛津仪器，其中前五家企业已经可以实现7nm制程。随着器件互连层数增多，介质刻蚀设备使用量有望进一步增大。在这样的趋势下，刻蚀机龙头泛林集团（LamResearch）利用其较低的设备成本和简单的设计，逐渐在65nm、45nm设备市场超过TEL等企业，占据了大半个市场，成为行业龙头。
泛林集团LamResearch于年成立于美国加利福尼亚州弗里蒙特市，是全球领先的晶圆制造设备、技术和服务提供商。泛林集团的产品广泛分布于半导体制造，包括薄膜沉积、等离子蚀刻、光刻胶带、晶圆清洗等设备的设计和制造方面。目前泛林集团正在努力让原子层刻蚀满足客户的需求，且已经准备好进行大批量生产，甚至已有几个关键客户开始采用这种工艺。
国内企业也正在向高端制程上不断发力，同时由上图可看到国产刻蚀机的市场份额也在逐年提高。中微半导体的16nm刻蚀机已经实现商业化量产并在客户的产线上顺利运行，7-10nm刻蚀机设备可以与世界最前沿技术比肩，据悉，中微是唯一打入台积电7纳米制程蚀刻设备的大陆本土设备商,并与台积电联合进行5nm认证。北方华创8英寸高密度等离子硅刻蚀机已进入中芯国际产线，深硅刻蚀设备也挺近了东南亚市场。
小结
在半导体产业发展迅猛的浪潮中，国家出台了科技重大专项之“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项”(02专项)，我国半导体设备业确实实现了从无到有的突破。
中微半导体尹志尧在近期接受的采访中也曾表示，现在中国在集成电路前段和后段相关设备和材料公司有30多个，几乎所有的设备行业都有涵盖。除了美国之外只有中国有这个能力。中国有这种基础，但大多数设备还都是不够成熟的。国产设备已经有十几种的设备可以加工40纳米的器件，有些已可以加工28纳米器件了。
我国半导体制造业多年来脚踏实地，勇于创新。目前部分设备已具备进口替代能力，凭借地理上的优势，国产设备商在与晶圆生产商在合作进行设备的开发和验证上有巨大的便利性，加上国产设备在性价比和售后服务上的更强的竞争优势，有望率先享受晶圆制造厂扩产红利。
但是总体来说，我国半导体设备业依旧面临着许多挑战。很多生产线不愿意采购国产设备，不愿意给国产设备试用的机会，因为他们要考虑经济效益，选择国外成熟设备是最安全的方式，而选择国产设备有很多的风险。国产设备因为没有试用的机会，没有发现问题、改进问题的机会，所以很难快速进步。
偶遇知芯人
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