近日,一则来自中核集团的消息振奋人心:由中国原子能科学研究院自主研制的我国首台串列型高能氢离子注入机(POWER-750H)成功出束,其核心指标达到国际先进水平。这标志着我国已全面掌握了串列型高能氢离子注入机的全链路研发技术,攻克了功率半导体制造链上的一个关键环节,为推动高端制造装备的自主可控、保障产业链安全奠定了坚实基础。

在半导体制造领域,离子注入机与光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备并称为“四大核心装备”,是芯片得以诞生的不可或缺的“刚需”设备。其中,高能氢离子注入机技术门槛极高,长期被国外厂商垄断,是我国战略性产业升级,尤其是在功率半导体等关键领域发展的瓶颈之一。
那么,这项技术的核心优势何在?
首先,它源于成熟且强大的核技术基础。串列加速器技术原本是核物理研究与同位素生产等领域的关键手段,具有能量稳定、束流品质高、可靠性强等特点。将其创新性地应用于离子注入,相当于为半导体制造引入了一套经过长期验证的“高精度动力系统”,为设备的高性能和高可靠性提供了先天保障。
其次,它精准满足了功率半导体的特殊工艺需求。与传统逻辑芯片相比,制造IGBT、碳化硅(SiC)等功率半导体器件,往往需要将离子注入到更深的半导体材料层中,且对掺杂的均匀性、浓度控制要求极为严苛。串列型高能氢离子注入机恰好能提供更高能量的离子束,实现更深的注入深度和更精确的掺杂控制,这对于提升功率器件的耐压能力、导通性能及可靠性至关重要。
最后,它代表了完全自主的正向研发能力。与简单的模仿或集成不同,从底层原理掌握意味着对设备每一个环节的深刻理解和自主优化能力。这不仅能够根据国内生产线的具体需求进行定制化改进,也为未来技术的迭代升级、应对更尖端工艺挑战铺平了道路,真正将发展的主动权掌握在自己手中。
此次突破,不仅是单一设备的成功研制,更是核技术与半导体产业一次深度的、富有成效的跨界融合。原子能院凭借在核物理加速器领域数十年的深厚技术积淀,以独特的串列加速器技术为核心,破解了一系列难题,实现了从底层原理到整机集成的正向设计,彻底打破了国外在该领域的技术封锁与长期垄断。
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