新型光刻机专利曝光，上海微电子的技术储备如何

紫金 财经 5月8日消息 近日，国产芯片行业传来好消息。据媒体报道，中微公司成功研制出3nm蚀刻机，且完成了原型机的设计、制造、测试及初步的工艺开发和评估，并已进入量产阶段。

之前，中微的等离子体刻蚀设备已应用在国际一线客户先进集成电路加工制造生产线及先进封装生产线。此次3nm刻蚀机诞生，使得中国芯片企业以后能够参与到更先进的高端芯片制造产业链中。

众所周知，半导体工艺流程主要包括晶圆制造、设计、制造和封测几个环节。每个环节不但需要高尖端技术，还需要大量的软件和硬件设备。单晶硅片制造需要单晶炉等设备，IC制造需要光刻机、刻蚀机、薄膜设备、扩散离子注入设备、湿法设备、过程检测等六大类设备。其中，光刻机、刻蚀机、薄膜设备最为主要。

光刻机的工作原理与冲洗照片差不多，就是通过显影技术将线路图复制到硅片上。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。刻蚀机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。

ASML公司EUV光刻机工程师曾表示，光刻机是人类智慧的结晶，把光当成画笔，将集成电路线路图复制到硅片上。而刻蚀机则像是工匠手中的一把雕刻刀，要在头发丝几千万分之一面积的大小上做几十层楼的“龙骨”建设，直接决定了芯片的工艺制程。

在高端芯片数百亿根晶体管，集成电路的勾勒雕刻过程中，至少需要上千个工艺步骤。但如此高端、复杂的刻蚀机最终被中微半导体突破，一直自认为技术领先的美国企业大为不满。

近年来，美国半导体设备公司美国应用材料、泛林研发、维科为了遏制中微的发展，轮番向中微发起了商业机密和专利侵权的诉讼，意欲遏制中微的发展。所幸的是，中微早做了充分的准备，他们在国内外申请了1200多件相关专利，其中绝大部分是发明专利，有力地保护了其自主创新形成的知识产权。

中微掌门人尹志尧曾表示，中微是国内被美国起诉最多的半导体公司，其中主要有四场大官司。这四场官司包括了专利诉讼，商业机密等多个方面，但是无一例外，中微都取得了胜利或者达成了和解。

据悉，美国维科在蚀刻机市场被中微打得节节败退，为了遏制中微迅猛的发展势头，维科在纽约联邦法院对中微的石墨盘供应商SGL发起了专利侵权诉讼，并索要巨额赔偿。但事实是SGL并没有侵犯维科的专利，反而是后者盗用了中微的晶圆承载器同步锁定相关专利。

为了保护自己的合法权益，中微直接发起反击，向上海海关递交了扣押维科侵权的商品，这批货物价值3000多万，直接给予维科重创，使得其不得不做出妥协，主动寻求中微的谅解，双方最终达成专利交叉授权协议。

如今，中微在蚀刻机领域已经全球领先，但在整个芯片领域，我们还没有实现芯片工艺的全国产覆盖。受制于国外的设备，我国在高端芯片上和欧美还相差一段距离，逻辑器件技术水平上差三代左右，也就是5到10年的差距。

从现阶段看，国内厂商与全球龙头技术差距正在逐渐缩短，国产替代迎来机遇期，中微公司掌握3nm刻蚀技术的消息也给半导体行业的发展带来了信心。尹志尧曾表示，中国人注重数理化，工程技术，又有耐心，最适合搞集成电路。“只要我们有一定的耐心，将来一定会成为世界芯片领域先进的国家”。

光刻机和刻蚀机的区别：

刻蚀相对光刻要容易。光刻机把图案印上去，然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案（或者没有图案）的部分，留下剩余的部分。

“光刻”是指在涂满光刻胶的晶圆（或者叫硅片）上盖上事先做好的光刻板，然后用紫外线隔着光刻板对晶圆进行一定时间的照射。原理就是利用紫外线使部分光刻胶变质，易于腐蚀。

“刻蚀”是光刻后，用腐蚀液将变质的那部分光刻胶腐蚀掉（正胶），晶圆表面就显出半导体器件及其连接的图形。然后用另一种腐蚀液对晶圆腐蚀，形成半导体器件及其电路。

1944年，尹志尧出生在北京的一个爱国家庭，他的祖父是公费留学生，父亲也曾留学日本然后又回到祖国，为国家做贡献。

1962年尹志尧顺利考入中国科学技术大学化学物理系，1968年顺利毕业后，他先后分配到兰州炼油厂和中科院兰州物理化学所工作，1978年，尹志尧再接再厉又进入到北京大学化学系攻读硕士学位，1980年他又前往美国加利福尼亚大学洛杉矶分校，继续深造在获得物理化学博士学位。

之后尹志尧在硅谷工作了20年在此期间先进入到英特尔公司，1986年尹志尧受邀加入到L5M，主要负责等离子体刻蚀设备的研发，1991年应用材料公司请他担任等离子刻蚀总部的工程及技术主管。为了避免知识产权方面的问题，他带领团队从头开始，仅用了九年时间，就让应用材料公司占据国际刻蚀机设备市场的40%

尹志尧在半导体行业，有86项美国专利，和200多项各国专利，并被公认为是硅谷最有成就的华人之一。

然而就在60岁退休之际，尹志尧做出了一个大胆的决定，他带着自己的15人团队回到了中国，2004年，他创办了中微半导体公司，让中国突破了刻蚀机的技术垄断奠定了我国自主生产芯片的技术，如今，中微半导体公司生产的刻蚀机在米粒上刻一亿个字到十亿个字的突破，而尹志尧对祖国的贡献还在继续。

一、准备工作

1. 工作时必须穿工作衣、工作鞋，戴工作帽,佩戴绝热手套；

2. 做好工艺卫生（包括层压机内部和高温布的清洁）；

3．确认紧急按扭处于正常状态；

4．检查循环水水位。

二、所需材料、工具和设备

1、叠层好的组件 2、层压机 3、绝热手套 4、四氟布（高温布） 5、美工刀6、1cm文具胶带 7、汗布手套 8、手术刀

三、操作程序

1．检查行程开关位置；

2．开启层压机，并按照工艺要求设定相应的工艺参数，升温至设定温度；

3．走一个空循环，全程监视真空度参数变化是否正常，确认层压机真空度达规定要求；

4．试压，铺好一层纤维布，注意正反面和上下布，抬一块待层压组件；

5．取下流转单，检查电流电压值，察看组件中电池片、汇流条是否有明显位移，是否有异物，破片等其他不良现象，如有则退回上道工序；

6．戴上手套从存放处搬运叠层完毕并检验合格的组件，在搬运过程中手不得挤压电池片（防止破片），要保持平稳（防止组件内电池片位移）；

7．将组件玻璃面向下、引出线向左，平稳放入层压机中部，然后再盖一层纤维布（注意使纤维布正面向着组件），进行层压操作；

8．观察层压工作时的相关参数（温度、真空度及上、下室状态），尤其注意真空度是否正常，并将相关参数记录在流转单

9．待层压操作完成后，层压机上盖自动开启，取出组件（或自动输出）；

10．冷却后揭下纤维布，并清洗纤维布；

11．检查组件符合工艺质量要求并冷却到一定程度后，修边；（玻璃面向下，刀具斜向约45°，注意保持刀具锋利，防止拉伤背板边沿）；

12．经检验合格后放到指定位置，若不合格则隔离等待返工。

层压前检查

1． 组件内序列号是否与流转单序列号一致；

2． 流转单上电流、电压值等是否未填或未测、有错误等 ；

3． 组件引出的正负极（一般左正右负）；

4． 引出线长度不能过短（防止装不入接线盒）、不能打折；

5． TPT是否有划痕、划伤、褶皱、凹坑、是否安全覆盖玻璃、正反面是否正确；

6． EVA的正反面、大小、有无破裂、污物等；

7． 玻璃的正反面、气泡、划伤等；

8． 组件内的锡渣、焊花、破片、缺角、头发、黑点、纤维、互连条或汇流条的残留等；

9． 隔离TPT是否到位、汇流条与互连条是否剪齐或未剪；

10．间距（电池片与电池片、电池片与玻璃边缘、串与串、电池片与汇流条、汇流条与汇流条、汇流条到玻璃边缘等）

层压中观察

打开层压机上盖，上室真空表为-0.1MPa、下室真空表为0.00MPa，确认温度、参数

符合工艺要求后进料；组件完全进入层压机内部后点击下降；上、下室真空表都要

达到-0.1MPa （抽真空）（如发现异常按“急停”，改手动将组件取出，排除故障后再试压一块组件）等待设定时间走完后上室充气（上室真空表显示）0.00MPa、

下室真空表仍然保持-0.1MPa开始层压。层压时间完成后下室放气（下室真空表变

为0.00MPa、上室真空表仍为0.00MPa）放气时间完成后开盖（上室真空表变为

-0.1MPa、下室真空表不变）出料；接着四氟布自动返回至原点。

层压后再次检查

1． TPT是否有划痕、划伤，是否安全覆盖玻璃、正反面是否正确、是否平整、有无褶皱、有无凹凸现象出现；

2． 组件内的锡渣、焊花、破片、缺角、头发、纤维等；

3． 隔离TPT是否到位、汇流条与互连条是否剪齐；

4． 间距（电池片与电池片、电池片与玻璃边缘、串与串、电池片与汇流条、汇流条与汇流条、汇流条到玻璃边缘等）；

5． 色差、负极焊花现象是否严重；

6． 互连条是否有发黄现象，汇流条是否移位；

7． 组件内是否出现气泡或真空泡现象；

8． 是否有导体异物搭接于两串电池片之间造成短路；

四、质量要求

1．TPT是无划痕、划伤，正反面要正确；

2．组件内无头发、纤维等异物，无气泡、碎片；

3．组件内部电池片无明显位移，间隙均匀，最小间距不得小于1mm；

4．组件背面无明显凸起或者凹陷；

5．组件汇流条之间间距不得小于2mm；

6．EVA的凝胶率不能低于75%，每批EVA测量二次。

五、注意事项

1．层压机由专人操作，其他人员不得进入红；

2．修边时注意安全；

3．玻璃纤维布上无残留EVA,杂质等；

4．钢化玻璃四角易碎，抬放时须小心保护；

5．摆放组件，应平拿平放，手指不得按压电池片；

6．放入组件后，迅速层压，开盖后迅速取出；

7．检查冷却水位、行程开关和真空泵是否正常；

8．区别画面状态和控制状态，防止误操作；

9．出现异常情况按“急停”后退出，排除故障后，首先恢复下室真空；

10．下室放气速度设定后，不可随意改动，经设备主管同意后方可改动，并相应调整下室放气时间，层压参数由技术不来定，不得随意改动；

11．上室橡胶皮属贵重易耗品，进料前应仔细检查，避免利器、铁器等物混入，划伤胶皮；

12．开盖前必须检查下箱充气是否完成，否则不允许开盖，以免损伤设备；

13．更换参数后必须走空循环，试压一块组件。

组件装框

一、准备工作

1．工作时必穿工作衣、鞋，戴工作帽。

2．做好工艺卫生，清洁整理台面，创造清洁有序的装框环境。

二、所需材料、工具和设备

1、层压好的电池组件 2、铝边框 3、硅胶 4、酒精 6、擦胶纸 7、接线盒 8、气动胶枪 9、橡胶锤 10、装框机 11、剪刀 12、镊子 13、抹布 14、小一字起 15、卷尺 16、角尺 17、工具台 18、预装台

三、操作程序

1．按照图纸选择相对应的材料，铝型材，并对其检验，筛选出不符合要求的铝型材，将其摆放到指定位置；

2．对层压完毕的电池组件进行表面清洗，同时对上道工序进行检查，不合格的返回上道工序返工；

3．用螺丝钉（素材将长型材和短型材作直角连接，拼缝小于0.5mm）将边型材和E型材作直角连结，并保证接缝处平整；

4．在铝合金外框的凹槽中均匀地注入适量的硅胶；

5．将组件嵌入已注入硅胶的铝边框内，并压实；

6．将组件移至装框机上（紧靠一边，关闭气动阀，将其固定）；

7．用螺钉（素材）将铝边框其余两角固定，并调整玻璃与边框之间的距离以及边框对角线长度；

8．用补胶枪对正面缝隙处均匀地补胶；

9．除去组件表面溢出的硅胶，并进行清洗；

10．打开气动阀，翻转组件，然后将组件固定；

11．用适当的力按压TPT四角，使玻璃面紧贴铝合金边框内壁，按压过程中注意TPT表面

12．用补胶枪对组件背面缝隙处进行补胶（四周全补）；

13．按图纸要求将接线盒用硅胶固定在组件背面，并检查二极管是否接反；

14．对装框完毕的组件进行自检（有无漏补、气泡或缝隙）；

15．符合要求后在“工艺流程单”上做好纪录，将组件放置在指定区域，流入下道工序。

四、质量要求

1．铝合金框两条对角线小于1m的误差要求小于2mm，大于等于1m的误差小于3mm；

2．外框安装平整、挺直、无划伤；

3．组件内电池片与边框间距相等；

4．铝边框与硅胶结合出无可视缝隙；

5．接线盒内引线根部必须用硅胶密封、接线盒无破裂、隐裂、配件齐全、线盒底部硅胶厚度1~2毫米，接线盒位置准确，与四边平行；

6． 组件铝合金边框背面接缝处高度落差小于0.5mm；

7．组件铝合金边框背面接缝处缝隙小于1mm；

8．铝合金边框四个安装孔孔间距的尺寸允许偏差±0.5mm。

五、注意事项

1．轻拿轻放抬未装框组件是注意不要碰到组件的四角。

2注意手要保持清洁

3．将已装入铝框内的组件从周转台抬到装框机上时应扶住四角，防止组件从框内滑落。

这意味着我国环保工作全世界最好。

总体来说，我国双碳科技专利数量世界第一，意味着我国掌握了碳达峰和碳中和核心科技，通过这两项核心科技减少排放和中和碳排放。具体来说，这意味着：首先我国环保工作全世界最先进，其次我国可以极大解放生产力，最后我国将打造一个良好生态环境。笔者以下将详细讲解这些内容：

第一、中国双碳科技专利数量世界最多，意味着我国环保工作全世界最先进：因为双碳科技是环保工作最核心技术，而我国在此领域专利数量世界第一，就意味着我国掌握更多更多核心科技，我国技术最先进。所谓双碳，就是碳达峰和碳中和，碳达峰就是碳排放最高值。碳中和就是用技术手段中和掉碳排放。由此可见减少碳达峰和提高碳中和是减少碳排放和保护环境关键之所在。在这两个领域我国专利成果最丰硕，这说明我国在环境保护问题上具有优越性。

第二、中国双碳科技专利数量世界最多，这意味着我国可以极大解放生产力：根据巴黎气候协议，每个国家碳排放都必须在一定程度以下，否则碳排放超标就会受到制裁。而一个国家发展很大程度上要提高碳排放，无形中约束了一个国家发展，而我国双碳科技专利可以有效降低碳排放，所以我国可以极大解放生产力。

第三、中国双碳科技专利数量世界最多，这意味着我国将打造良好生态环境：我国双碳科技专利已经在实际工作生产中得以应用，极大减少了碳排放，并且通过碳中和科技技术进行了综合治理，使得我国碳排放得以遏制，真正实现了绿水青山，打造了一个良好生态环境。

1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效应，并制作第一片硒太阳能电池。

1883年美国发明家charlesFritts描述了第一块硒太阳能电池的原理。

1904年Hallwachs发现铜与氧化亚铜(Cu/Cu2O)结合在一起具有光敏特性德国物理学家爱因斯坦(AlbertEinstein)发表关于光电效应的论文。

1918年波兰科学家Czochralski发展生长单晶硅的提拉法工艺。

1921年德国物理学家爱因斯坦由于1904年提出的解释光电效应的理论获得诺贝尔(Nobel)物理奖。

1930年B.Lang研究氧化亚铜/铜太阳能电池，发表“新型光伏电池”论文W.Schottky发表“新型氧化亚铜光电池”论文。

1932年Audobert和Stora发现硫化镉(CdS)的光伏现象。

1933年L.O.Grondahl发表“铜-氧化亚铜整流器和光电池”论文。

1941年奥尔在硅上发现光伏效应。

1951年生长p-n结，实现制备单晶锗电池。

1953年Wayne州立大学DanTrivich博士完成基于太阳光普的具有不同带隙宽度的各类材料光电转换效率的第一个理论计算。

1954年RCA实验室的P.Rappaport等报道硫化镉的光伏现象，(RCA:RadioCorporationofAmerica，美国无线电公司)。

贝尔(Bell)实验室研究人员D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson报道4.5%效率的单晶硅太阳能电池的发现，几个月后效率达到6%。(贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功)

1955年西部电工(WesternElectric)开始出售硅光伏技术商业专利，在亚利桑那大学召开国际太阳能会议，Hoffman电子推出效率为2%的商业太阳能电池产品，电池为14mW/片，25美元/片，相当于1785USD/W。

1956年P.Pappaport，J.J.Loferski和E.G.Linder发表“锗和硅p-n结电子电流效应”的文章。

1957年Hoffman电子的单晶硅电池效率达到8%D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson获得“太阳能转换器件”专利权。

1958年美国信号部队的T.Mandelkorn制成n/p型单晶硅光伏电池，这种电池抗辐射能力强，这对太空电池很重要Hoffman电子的单晶硅电池效率达到9%第一个光伏电池供电的卫星先锋1号发射，光伏电池100c㎡，0.1W，为一备用的5mW话筒供电。

1959年Hoffman电子实现可商业化单晶硅电池效率达到10%，并通过用网栅电极来显著减少光伏电池串联电阻卫星探险家6号发射，共用9600片太阳能电池列阵，每片2c㎡，共20W。

1960年Hoffman电子实现单晶硅电池效率达到14%。

1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳能电池功率14W。

1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳能电池功率14W。

1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳能电池功率14W。

1963年Sharp公司成功生产光伏电池组件日本在一个灯塔安装242W光伏电池阵列，在当时是世界最大的光伏电池阵列。

1964年宇宙飞船“光轮发射”，安装470W的光伏阵列。

1965年PeterGlaser和A.D.Little提出卫星太阳能电站构思。

1966年带有1000W光伏阵列大轨道天文观察站发射。

1972年法国人在尼日尔一乡村学校安装一个硫化镉光伏系统，用于教育电视供电。

1973年美国特拉华大学建成世界第一个光伏住宅。

1974年日本推出光伏发电的“阳光计划”Tyco实验室生长第一块EFG晶体硅带，25mm宽，457mm长(EFG:EdgedefinedFilmFed-Growth，定边喂膜生长)。

1977年世界光伏电池超过500KWD.E.Carlson和C.R.Wronski在W.E.Spear的1975年控制p-n结的工作基础上制成世界上第一个非晶硅(a-Si)太阳能电池。

1979年世界太阳能电池安装总量达到1MW。

1980年ARCO太阳能公司是世界上第一个年产量达到1MW光伏电池生产厂家三洋电气公司利用非晶硅电池率先制成手持式袖珍计算器，接着完成了非晶硅组件批量生产并进行了户外测试。

1981年名为SolarChallenger的光伏动力飞机飞行成功。

1982年世界太阳能电池年产量超过9.3MW。

1983年世界太阳能电池年产量超过21.3MW名为SolarTrek的1KW光伏动力汽车穿越澳大利亚，20天内行程达到4000Km.

1984年面积为929c㎡的商品化非晶硅太阳能电池组件问世。

1985年单晶硅太阳能电池售价10USD/W澳大利亚新南威尔土大学MartinGreen研制单晶硅的太阳能电池效率达到20%。

1986年6月，ARCOSolar发布G-4000———世界首例商用薄膜电池“动力组件”。

1987年11月，在3100Km穿越澳大利亚的PentaxWorldSolarChallengePV-动力汽车竞赛上，GMSunraycer获胜，平均时速约为71km/h。

1990年世界太阳能电池年产量超过46.5MW。

1991年世界太阳能电池年产量超过55.3MW瑞士Gratzel教授研制的纳米TiO2染料敏化太阳能电池效率达到7%。

1992年世界太阳能电池年产量超过57.9MW。

1993年世界太阳能电池年产量超过60.1MW。

1994年世界太阳能电池年产量超过69.4MW。

1995年世界太阳能电池年产量超过77.7MW光伏电池安装总量达到500MW。

1996年世界太阳能电池年产量超过88.6MW。

1997年世界太阳能电池年产量超过125.8MW。

1998年世界太阳能电池年产量超过151.7MW多晶硅太阳能电池产量首次超过单晶硅太阳能电池。

1999年世界太阳能电池年产量超过201.3MW美国NREL的M.A.Contreras等报道铜铟锡(CIS)太阳能电池效率达到18.8%非晶硅太阳能电池占市场份额12.3%。

2000年世界太阳能电池年产量超过399MWWuX.，DhereR.G.，AibinD.S.等报道碲化镉(CdTe)太阳能电池效率达到16.4%单晶硅太阳能电池售价约为3USD/W。

2002年世界太阳能电池年产量超过540MW多晶硅太阳能电池售价约为2.2USD/W。

2003年世界太阳能电池年产量超过760MW德国FraunhoferISE的LFC(Laserfired-contact)晶体硅太阳能电池效率达到20%。

2004年世界太阳能电池年产量超过1200MW德国FraunhoferISE多晶硅太阳能电池效率达到20.3%非晶硅太阳能电池占市场份额4.4%，降为1999年的1/3，CdTe占1.1%而CIS占0.4%。

2005年世界太阳能电池年产量1759MW。

中国太阳能发电发展历史

中国作为新的世界经济发动机，光伏业业呈现出前所未有的活力。大量光伏企业应运而生，现在光伏产量已经达到世界领先水平。现在OFweek太阳能光伏网带大家来回顾下中国太阳能发展历史：

1958，中国研制出了首块硅单晶

1968年至1969年底，半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中，研究人员发现，P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射，造成电池衰减，使电池无法长时间在空间运行。

1969年，半导体所停止了硅太阳电池研发，随后，天津18所为东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳电池阵。

1975年宁波、开封先后成立太阳电池厂，电池制造工艺模仿早期生产空间电池的工艺，太阳能电池的应用开始从空间降落到地面。

1998年，中国政府开始关注太阳能发电，拟建第一套3MW多晶硅电池及应用系统示范项目。

2001年，无锡尚德建立10MWp(兆瓦)太阳电池生产线获得成功，2002年9月，尚德第一条10MW太阳电池生产线正式投产，产能相当于此前四年全国太阳电池产量的总和，一举将我国与国际光伏产业的差距缩短了15年。

2003到2005年，在欧洲特别是德国市场拉动下，尚德和保定英利持续扩产，其他多家企业纷纷建立太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产迅速增长。

2004年，洛阳单晶硅厂与中国有色设计总院共同组建的中硅高科自主研发出了12对棒节能型多晶硅还原炉，以此为基础，2005年，国内第一个300吨多晶硅生产项目建成投产，从而拉开了中国多晶硅大发展的序幕。

2007，中国成为生产太阳电池最多的国家，产量从2006年的400MW一跃达到1088MW。

2008年，中国太阳电池产量达到2600MW。

2009年，中国太阳电池产量达到4000MW。

2006年世界太阳能电池年产量2500MW。

2007年世界太阳能电池年产量4450MW。

2008年世界太阳能电池年产量7900MW。

2009年世界太阳能电池年产量10700MW。

2010年世界太阳能电池年产量将达15200MW。

太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。

当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。

晶体硅太阳能电池的制作过程：

“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。20世纪末，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为五个步骤：a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。

太阳能电池的应用：

上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势

生产不稳定是非晶硅生产中的最大难点.

光刻机就是通过显影技术将线路图复制到硅片上，而刻蚀机是在硅片上进行微观雕刻，刻出沟槽或接触孔。光刻机就像把光当作画笔进行作画，刻蚀机则是雕刻刀，这两种设备都直接决定了芯片的工艺。

中微半导体突破的3nm刻蚀机属于世界先进水平，这让一些美国企业大为不满，多次向中微发起商业机密和专利侵权的诉讼，但是中微早就做足准备，最后结果都取得胜利或者达成和解，但在深入调查中，反而发现美企使用中微的专利技术造成侵权。

3nm刻蚀机此次为何意义重大，就是因为已经落实到量产，直接跻身于世界一线，提高了我们国家在芯片领域的话语权。在几乎相同的时间，美国IBM发布了2nm芯片制造技术，但是实现量产还需要几年时间，台积电也在研发3nm技术，最终谁的技术更快实现还是未知数。

当然，我们也应该正视国家技术不足的方面，我们的芯片制程和国际先进水平差距明显，但我们并不是全无基础，国内厂商迎来机会，现在正是国产替代的新机遇，半导体行业突破指日可待。