北方华创进军离子注入设备市场，发布首款离子注入机Sirius MC 313

3月26日，在SEMICON China 2025大会上，北方华创正式宣布进军离子注入设备市场，并发布首款离子注入机Sirius MC 313。此举标志着公司在半导体核心装备的战略布局上迈出了重要一步。

据了解，北方华创在离子注入设备的束流控制、调束算法、剂量精准控制等关键技术方面取得多项突破，自主开发出具备能量精度高、剂量均匀性好、注入角度控制精度高等特性的高端离子注入设备。截止目前，北方华创离子注入机Sirius MC 313具体信息并未披露。

离子注入是一种将所需要的掺杂剂注入到半导体或其他材料中的一种技术手段。在芯片制造流程里，除了备受关注的光刻、刻蚀、薄膜沉积等环节，离子注入设备同样占据着极为关键的地位。离子注入设备能够以极高的精度和效率，将特定元素的带电离子注入半导体材料，从而精准改变材料的电性能，为芯片制造提供不可或缺的技术支撑。

离子注入机的核心是离子源，电子从原子或分子中剥离出来，形成正离子。然后使用高压静电场从离子源中提取正离子以形成离子束。接着，离子束穿过质量分析模块，选择性地仅分离出改性半导体材料所需的所需离子种类。质量分析后，对高纯度离子束进行聚焦和整形。然后，调节离子束被加速到所需的能量，并在半导体衬底上均匀扫描。

目前市场离子注入机主要分为四大类：低能大束流离子注入机、中低束流离子注入机、高能离子注入机、高温离子注入机。其中，低能大束流离子注入机为主，低能大束流可满足先进制程的低离子能量，又具备高浓度高产率掺杂的大离子束流，同时向下兼容大线宽和低浓度的工艺制程，所以占市场绝大部分需求。根据Gartner统计，在半导体领域，大束流离子注入机占到60%的比例，中低束流离子注入机占比20%，高能离子注入机占18%。

离子注入机包含了5个子系统。包括：气体系统、电机系统、真空系统、控制系统和射线系统。其中，射线系统为最重要的子系统。

• 气体系统存储和提供离子注入所需要的特种气体，并防止它们泄露到生产环境中。在离子注入机中，气体系统与离子源相连，离子源利用这些气体产生掺杂离子。

• 电机系统负责提供稳定精准的高压直流电源，用于加速离子至所需的能量水平。

• 真空系统的作用是维持离子注入过程所需的高真空环境，以减少带电离子和中性气体分子的碰撞而造成散射和能量损耗，以及减少因离子和中性原子间的电荷交换造成射线污染。

• 控制系统负责精确控制离子束的能量、电流和种类，以及机械部分如装载与卸载晶圆的机器手臂。

• 射线系统是离子注入机最为核心的部分，主要由6大核心零部件构成：离子源、吸极、离子分析器、加速管、扫描系统、工艺腔。

值得注意的是，离子注入机的市场份额高度集中。根据前瞻产业研究院的统计，在半导体晶圆制造领域美国应用材料占据全球半导体制造离子注入机市场约70%的份额，Axcelis占据20%的份额，呈现寡头垄断的格局。最为重要的低能大束流离子注入机领域，有报告统计应用材料公司市场份额为40%、Axcelis占据32%市场份额，汉辰科技AIBT占据25%市场份额。

当前国内离子注入机也基本上被应用材料、Axcelis和日本Sumitomo垄断，此次北方华创进军离子注入装备领域，将撬动国内 160 亿元的市场空间，有力推动中国半导体装备在高端市场实现进阶发展。

未来，北方华创的目标是实现离子注入设备全品类布局，推动离子注入设备全面覆盖逻辑、存储、特色工艺及化合物半导体等领域。北方华创将持续加大研发投入，为客户提供高性能、高可靠性的离子注入解决方案，为国内半导体装备产业注入新活力，推动产业技术进步和发展，助力中国半导体产业在全球竞争格局中实现更大跨越。