最近，国产半导体迎来一波技术突破小高潮，如工信部近日官宣国产DUV光刻机正式破壳而出。与此同时，国家电力投资集团也官宣，其下属公司核力创芯成功完成了首批氢离子注入性能优化芯片产品的客户交付。
这标志着国产半导体制造的关键领域——氢离子注入技术上，实现了核心技术和工艺的完全自主掌握，填补了国内半导体产业链的重要空白。
为何说是重大突破？其主要价值意义又是什么呢？
一、什么是氢离子注入技术
氢离子注入技术主要应用于半导体器件制造过程中的掺杂步骤，通过将氢离子精确地注入到硅片中，可以调节半导体材料的导电性能，这对于制造高性能的集成电路至关重要。从氢离子注入技术的关键环节来看,它包括离子源、注入系统、真空系统、温度控制系统等诸多环节,都需要高度精密的工艺和装备。
在具体性能上，氢离子注入芯片相比传统技术具有更高的效率和稳定性。它能够更精确地控制离子剂量，从而优化半导体材料的电气特性。
因此，氢离子注入广泛应用于半导体晶圆制造过程之中，其是仅次于光刻的重要环节，在集成电路、功率半导体、第三代半导体等多种类型半导体产品制造过程中起着关键作用。
二、功率半导体率先应用
此次核力创芯成功交付的首批氢离子注入性能优化芯片产品，主要为功率半导体产品。这也意味着国产功率半导体制造的核心技术上取得重大突破。
而我们知道功率半导体被广泛应用于各重要领域，包括电力电子、汽车电子、通信、医疗和军事系统等等。在电力电子领域中,功率半导体更是重中之重，是电力电子设备中电能转换与电路控制的核心。
从上图我们可知，功率半导体的应用已涵盖电子产业链的各个领域，近年来随着新能源汽车、新能源等产业的高速发展，功率半导体的产业规模将逐步提升，IGBT、第三代功率半导体国产替代也在加速推进过程之中。
根据Gartner预测的数据，2024年单辆汽车中的半导体价值有望超过1000美元，汽车半导体包含功率、控制芯片、传感器，其中功率半导体的在新能源汽车半导体价值量中的占比达到55%。其中IGBT是功率半导体最重要组成部分。
从IGBT产品国产化率来看，在国产替代的大背景之下，IGBT国产化率从2015年12.3%上升到2023年的32.9%。但主要集中于IGBT中低压，而高压产品国产率偏低。
而此次核力创芯成功交付首批氢离子注入性能优化芯片产品，从核心技术及装备工艺上打破了高压功率芯片（600V以上）的瓶颈，也将助力国产芯片打破长期依赖进口的格局。
三、国产半导体设备替代基石
我们知道当前全球半导体设备主要掌握在美、日、荷等少数几个国家手中，在地缘政治的影响下，上述国家半导体设备出口管制将会越来越严格。
如上所述，核力创芯成功交付首批氢离子注入性能优化芯片产品，标志着我国已全面掌握了功率半导体高能氢离子注入的核心技术和工艺，实现了100%的自主技术和装备国产化。
但更重要的是，氢离子注入技术几乎应用于芯片制造的全过程，此次的突破意味着我们全面掌握了高能氢离子注入的技术和工艺，补全了我国半导体产业链中的关键一环，更为半导体离子注入设备和工艺的全面国产替代奠定了坚实的基础；也为我国半导体产业链的自主可控奠定了基础。
因此，随着氢离子注入核心技术的全面国产化，以及国产DUV光刻机的横空出世，国产半导体产业在解决“卡脖子”问题迈出了关键一步，将有助于摆脱国产半导体产业对外依赖，实现更加自主、可控的发展。
当然，我们实现了技术突破，但还是要看到现实的差距；更重要的是，我们要始终保持开放的心态，汲取全球先进技术，实现技术与产业的全球同步。
