發(fā)力底層創(chuàng)新 國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備探索走出低端替代“陷阱”
回顧過往發(fā)展,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了以低成本、低端產(chǎn)品替代為主要特點的發(fā)展階段。在日前舉辦的第26屆集成電路制造年會暨供應(yīng)鏈創(chuàng)新發(fā)展大會期間,證券時報·e公司記者注意到,多位國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備、零部件供應(yīng)商在半導(dǎo)體設(shè)備與核心部件配套發(fā)展論壇上分享發(fā)展經(jīng)驗與行業(yè)前景,并指出在全球競爭加劇的背景下,過往單純依賴低端替代的國產(chǎn)自主可控路線已難以為繼,而培養(yǎng)本土人才,開拓底層創(chuàng)新、借力人工智能、協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新成為當前重要選擇。
發(fā)力底層創(chuàng)新
深圳市埃芯半導(dǎo)體科技有限公司董事長張雪娜介紹,得益于自主創(chuàng)新,公司底層3D建模軟件能適應(yīng)復(fù)雜工藝需求,從物理基礎(chǔ)出發(fā),結(jié)合AI技術(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化,幫助客戶解決實際問題。目前埃芯半導(dǎo)體設(shè)備形成光學(xué)和X射線兩套產(chǎn)品線,并自主研發(fā)了主機軟件、分析軟件、3D建模軟件、以及人工智能軟件等平臺。
在設(shè)備創(chuàng)新上,埃芯推出國內(nèi)首臺集成XRD、XF和XR的設(shè)備,另外公司光學(xué)薄膜設(shè)備采用獨特的架構(gòu),能比競爭對手收集更多信息,進行更精細解析。此外,埃芯在X射線領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全球首個同步協(xié)同系統(tǒng),能夠在同一位置同時收集數(shù)據(jù),打破傳統(tǒng)設(shè)備的局限,顯著提升了設(shè)備效能,實現(xiàn)從底層創(chuàng)新到高端突破。
干法刻蝕設(shè)備在半導(dǎo)體前道設(shè)備中占據(jù)重要地位,市場份額穩(wěn)定在20%以上。隨著存儲市場復(fù)蘇,邏輯器件探索更先進技術(shù)節(jié)點,對刻蝕工藝提出了更高的要求。而干法刻蝕最主要的形式便是等離子體刻蝕,分為等離子體刻蝕分CCP(電容性耦合等離子體)和ICP(電感性耦合等離子體)兩種類型。
中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)股份有限公司刻蝕產(chǎn)品部、技術(shù)市場資深經(jīng)理王紅超表示,目前中微公司已經(jīng)覆蓋了CCP和ICP,并布局單反應(yīng)臺和雙反應(yīng)臺兩條技術(shù)路線,其中,雙反應(yīng)臺機型旨在平衡成本與性能,能夠共享系統(tǒng)降低成本,同時保持獨立的性能監(jiān)控系統(tǒng),腔體設(shè)計優(yōu)化確保氣體流量均勻,提升刻蝕效果。
據(jù)統(tǒng)計,目前中微公司CCP在先進邏輯半導(dǎo)體領(lǐng)域覆蓋34%,ICP達25.5%,目標未來分別提升至66%和78%;先進存儲領(lǐng)域,公司CCP已近70%覆蓋,ICP為54%,目標提升至87%和65%;裝機量方面,CCP過去七年穩(wěn)定增長,2023年達2857臺,ICP近三年飛速增長,裝機量已達到45臺。
擁抱人工智能
面對人工智能發(fā)展浪潮,半導(dǎo)體設(shè)備廠商借力AI破解行業(yè)痛點。以物流自動化為例,盡管多個行業(yè)快速實現(xiàn)該領(lǐng)域的國產(chǎn)化普及,但在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域AMHS(自動化物料搬運系統(tǒng))系統(tǒng)長期被日商壟斷,主要原因是AMHS面臨大規(guī)模集控、靈活性、無塵潔凈及穩(wěn)定性等挑戰(zhàn)。
江蘇道達智能科技有限公司副總經(jīng)理曹旭東表示通過自研的OHTC系統(tǒng),以及先進算法與集群架構(gòu),公司可以在128毫秒內(nèi)完成千臺車路徑規(guī)劃,實現(xiàn)高效運算與決策。在控制系統(tǒng)方面,公司采取門檻較高的PCB控制系統(tǒng),提升了智能性、反應(yīng)速度與安全性,實現(xiàn)5米/秒高速車穩(wěn)定運行,效果可類比智能機器人,且能在斷網(wǎng)時自適應(yīng)巡航,實現(xiàn)柔性化制造支持的突破。公司還針對特殊場景的定制化解決方案,推動了國產(chǎn)AMHS系統(tǒng)的智能化升級。
整體來看,AMHS的效率與智能化水平對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要,而AMHS解決方案的碎片化與孤立性,限制了行業(yè)進步。
尊芯智能科技的副總裁河本天介紹,尊芯科技推出的Phoenix MCS系統(tǒng)集成了多個功能模塊,并利用AI與大數(shù)據(jù)優(yōu)化決策與物流管理,提升系統(tǒng)的智能化水平;公司還開發(fā)了友好界面設(shè)計,采取開放API接口策略,便于用戶操作且促進了與硬件廠商的廣泛合作,加速了國產(chǎn)AMHS行業(yè)的前進步伐。目前尊芯已獲得了28件關(guān)于AMHS硬件和軟件的專利,在國內(nèi)外成功部署了多條8英寸和12英寸產(chǎn)線的AMHS系統(tǒng),并贏得了首個海外訂單。
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作
半導(dǎo)體零部件廠商也在密切聯(lián)系上下游產(chǎn)業(yè)鏈,著手創(chuàng)新。隨著人工智能等前沿領(lǐng)域即將迎來高速增長,傳感器作為底層數(shù)據(jù)核心也將呈指數(shù)級增長。
蘇州佰控傳感技術(shù)有限公司從事工業(yè)傳感器業(yè)務(wù),公司副總經(jīng)理王磊介紹,通過運用AI技術(shù),蘇州佰控傳感器產(chǎn)品能夠進行異常檢測、良率與缺陷預(yù)測,實現(xiàn)生產(chǎn)精準與實時控制。以壓力傳感器為例,按照封裝方式可劃分為介質(zhì)隔離、陶瓷電容、金屬薄膜及MEMS,公司則專注于先進封裝,配備萬級至百級潔凈室,全程自主可控,創(chuàng)新壓力傳導(dǎo)技術(shù)與PFA(聚全氟烷氧基)材質(zhì)傳感器。
實際案例中,公司傳感器提供的壓力、氣體流量等數(shù)據(jù)已經(jīng)可以賦能AI模型訓(xùn)練,形成模擬器,用于實時預(yù)測刻蝕參數(shù)和效率。王磊表示,AI結(jié)合傳感器的數(shù)據(jù),已經(jīng)在逐步提高半導(dǎo)體制造的精度與效率,自動判斷封測產(chǎn)品合格率,協(xié)助半導(dǎo)體設(shè)備等工作。
在先進封裝領(lǐng)域,隨著晶圓尺寸增大至300mm、厚度減至100微米以下,垂直方向應(yīng)力增大導(dǎo)致翹曲風(fēng)險,增加了加工難度,需要設(shè)備與材料廠商共同協(xié)作。
目前廣州鴻浩半導(dǎo)體設(shè)備有限公司業(yè)務(wù)覆蓋先進封裝的臨時鍵合與解鍵合(TB/DB)設(shè)備、ESG碳權(quán)回收、關(guān)鍵零部件供應(yīng),以及針對細分市場需求的AOI和CBD設(shè)備。公司研發(fā)中心副總戴天明介紹,鴻浩的解決方案涵蓋從預(yù)鍵合到激光解鍵合的全系列設(shè)備,包括特定波長的激光器選擇、自動化控制與光學(xué)優(yōu)化,以及對板級應(yīng)用的支持,可以實現(xiàn)高溫高壓的臨時鍵合工藝和激光解鍵合工藝,有比較低的機械應(yīng)力且環(huán)境友好,可望成為市場主流。
另外,鴻浩還積極參與膠材的優(yōu)化,探索一次性薄膜技術(shù),旨在簡化工藝、降低成本。戴天明表示,公司期望與上下游伙伴廣泛合作,共同推進半導(dǎo)體先進封裝技術(shù)的發(fā)展,共同應(yīng)對行業(yè)向更大尺寸、多芯片堆疊及超薄方向的挑戰(zhàn)。
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