全球领先：中国台湾制造业实现5纳米制程

集成电路离不开材料及其制造工艺的创新。晶体管是集成电路的核心器件，其性能依赖于锗或硅的纯度。1948年，肖克利在制作结型晶体管时，物理化学家蒂尔（Gordon Teal）和工程师利特尔（John B.Little）曾帮助他制成了第一台拉晶机，从熔晶中制成了PN结，并用掺入杂质的方法制成NPN结单晶体。正如后来的研究者评价所说：“肖克利无论设计出什么种类的放大器，也只能是一些供自己消遣的草图而已。”也就是说，没有半导体材料的提纯和生长单晶以及掺入杂质的技术，高性能的晶体管就不可能诞生。

同样，没有硅氧化物掩膜、电路图印刷、蚀刻和扩散技术，平面式晶体管和集成电路也不可能实现，微电子技术的发展更无从谈起。1957年，人们发现了硅表面的二氧化硅具有阻止杂质向硅内扩散的作用，直接导致硅平面工艺技术的出现。所谓平面工艺，就是制作平面晶体管时的每一道工序都是在半导体晶体片表面很浅的平面层内进行的，氧化、光刻、扩散、离子注入是其重要的工序环节。1959年，美国仙童半导体公司的霍尔尼（Jean Hoerni）发明了这个平面工艺，该技术的关键是用氧化层去保护PN结的表面不受污染。这项伟大的发明使半导体生产发生了革命性的变化。(www.xing528.com)

1970年，美国IBM公司的斯皮勒（Eberhard Spiller）等人发明了光刻工艺。正是光刻工艺的出现才使得硅器件制造技术真正进入平面工艺技术时代。因此，光刻机是芯片制作的核心设备，其原理与古老印刷业中的照相制版并无不同，就是把光通过带电路图的掩膜投影到涂有光敏胶的晶圆上。在产业需求的推动下，集成电路的密集程度按照摩尔的预测每两年翻一番，而光刻技术就需要每两年把曝光关键尺寸降低30%～50%。因此，光刻工艺曝光方式经历了20世纪60年代的接触式光刻机/接近式光刻机、70年代的投影式光刻机、80年代的步进式光刻机/步进式扫描光刻机/浸入式光刻机及现在的极紫外光（EUV）光刻机的变革，技术上跨越了1微米、0.5微米、0.18微米、90纳米、65纳米、45纳米、32纳米、28纳米、14纳米、7纳米等制程节点的芯片生产。光刻技术的不断创新推动着集成电路技术由微米技术发展到纳米技术，而微电子学也发展到纳米电子学。目前，中国台湾的积体电路制造股份有限公司光刻工艺已能实现5纳米制程的芯片生产，而中国大陆的中芯国际集成电路制造有限公司只能实现14纳米制程的芯片生产。