2022年10月29日，制造工艺与半导体设备产业链联动发展论坛在无锡太湖国际博览中心举办，作为第十届中国半导体设备年会的专题论坛，从细分领域精准剖析当前国产半导体设备现状，纵横产业链上下游企业，由点及面，看清洗、量测、固晶、刻蚀等重要工艺设备的国产化发展。

 

北京华林嘉业科技有限公司副总经理牛沈军为我们分享《把握机遇、提升实力，助理半导体专用清洗设备的发展》。

 

 

一是集成电路、SiC材料成为投资热点，二是清洗设备的现状，三是CGB的贡献。清洗设备在半导体市场里面的占比情况，在集成电路供应链上所占有的比例大概是30%左右，1/3的工艺是需要清洗的，基本上所有工序的前后都要使用清洗技术，清洗技术就离不开清洗设备，设备包括干法和湿法，湿法又分为槽式和单片清洗，我们公司主要的业务就是槽式清洗机。6英寸SiC衬底用全自动清洗设备，解决了 SiC衬底材料的最终清洗技术难题，在第三代半导体领域占有大部分市场份额。

 

江苏鲁汶仪器有限公司副总经理胡冬冬为我们分享《MTJ（磁隧道结）的组合刻蚀方案及其拓展应用》。

 

 

新兴的存储器MRAM介于DRAM和Flash之间，MRAM其实已经接近SRAM，基本上跟SRAM匹配，从容量上也已经和SRAM缓存基本上macth了。但是也有缺点，最主要的是制造工艺比较复杂，密度一直做不到那么好。优点首先是可挥发性的，另外基于磁性的存储数据，耐久性是非常好的，另外就是储写速度和SRAM接近了。最近一直有厂商在做MRAM嵌入式的工艺，以及往SOT方面的努力。 鲁汶仪器给客户提供的12英寸大规模制造方案是HMOP+RIE+IBE+CVD。

 

中国电子系统工程第三建设有限公司副总工程师兼技术管理中心总经理霍金鹏，他的演讲题目是《半导体先进封装技术特点及系统节能策略》。

 

 

一是先进封装工艺技技术优势，二是结晶室能耗特点，三是洁净室节能措施，四是介绍一下中电三公司技术体系规划。先进封装有Chiplet尺寸小、生产周期短、高传输度、工艺成本低等技术优势，但同时对厂房提出了更严格的要求。第一就是洁净度的要求，传统是万级、十万级为主，目前先进封装提出了很高的要求，是100级、10级。二是系统稳定可靠性，对系统设置、冗余、微振有很高的要求。三是温湿度控制精高。四是MAU设计选型要求高，对AMC提出了更高的要求，风量及空气状态点要求也高。先进封装洁净室厂房的设施，首先要注意厂区合理布置，注重设计输入，一个厂房从无到有，要经过以工艺为导向，再经历以总平为导向，三是以建筑为导向，四是以系统为导向，逐步以工艺为源头进行厂房核心的设计，使用各种技术手段达到节能厂房的建设。

 

江苏集萃华科智能装备有限公司集萃测量装备事业部总经理助理郑泽龙为我们分享《半导体中的光学测量》。

 

 

半导体测量设备分为三类，尺寸测量、缺陷检测、电性电压信号。我们做的测量设备主要是尺寸检测方面。以后道封测检测为例的话，目前封测里面主要有几个检测系统，一个是厚度EV，还有一个Bump。公司技术主要有椭圆特征检测、光度立体视觉、三坐标、形位公差等重要突破。

 

日东智能装备科技（深圳）有限公司研发总监宋永琪为我们分享《半导体贴合固晶设备的国产化》

 

 

关于集成电路芯片封装过程集成电路封装过程主要分为以下几个步骤，磨片，装片、切片、固晶、键合、塑封、切筋、电镀一共有8个步骤。2021年-2022年半导体设备市场持续稳定增长718亿元到762亿美元，其中半导体封装设备市场规模超过40亿美元。固晶机占比比较大，大概占30%，全球固晶机的市场规模是13亿美元，需求在逐年提高。固晶机相关的赛道空间比较大，在封测行业，比如说FC芯片、FC贴片是在80亿，IGBT是80亿，光学贴片是50亿，12寸的Die Bonder是120亿。固晶机是适合集成电路IC、SiP、QFN工艺流程的产品，如通信模块、照相机模块、LED、电源模块、功率器件、各种传感器等应用到的智能手机、PC、车载产品、IOT产品中的IC。半导体专用固晶设备国产率比较低，主要依赖于进口，近几年国产设备占比同比提高，2021年整体招标采购国产化率达到21%。日东提供整套SMT解决方案，其中比较核心的有自主研发的波峰焊、回流焊、创新环保选择焊、印刷机、点胶机、烘干炉等，在半导体装备方面，日东科技可以提供固晶贴合机，垂直固化炉、烘干炉、半导体回流焊、MiniLED回流焊等，主要产品可以用在半导体封测、智能手机、军工航天研究所、汽车电子等。

 

上海凯世通半导体股份有限公司尹超为我们分享《凯世通国产化离子注入机》。

 

 

凯世通是技术驱动型的公司，以离子束技术为核心，致力于研制集成电路、AMOLED、光伏等应用领域的离子注入机设备。万业企业收购后，支持公司在研制集成电路低能大束流离子注入及和高能离子注入机，实现高端国产离子注入机商业化应用“0-1”的突破，已经在国内重要厂商12英寸产线上形成了多台不同类型设备的验证和验收。供应链本地化的措施，一是保障供应链的可持续性。二是优化与供应商特别是本土供应商的合作模式，建立供应链商数据库，筛选、比较并与优质供应商进行合作。 三是精细规划产能和生产，保障下游晶圆厂生产技术标准和产能需求监控产品风险。  四是建立零部件质量体系，帮助国内供应商建立半导体体标准供货能力，建立高质量人才团队，加强应急管理。

 

上海精测技术有限公司首席科学家刘世元《半导体量测检测设备国产化：现状、挑战与机遇》。

 

 

量测设备在半导体IC制造中起着重要的作用，我们看到芯片从设计、制造、封测到最后成为电子产品，其中IC制造是最核心的环节，各光刻工艺为核心的多道工艺在整个芯片过程中间可以多达500-800道工艺，每一道工艺都要进行量测检测，也就是进行尺寸测量和缺陷检测。主要的目的和作用就是实现工艺控制和良率管理。量和测，顾名思义就是尺寸的测量和缺陷检测，尺寸测量主要是包括膜厚、关键尺寸以及线宽、线边的粗糙度以及套刻测量。缺陷检测包括无图形的测量以及光刻以后有图形的测量。量测装备同样是制约我国IC制造产业的“卡脖子”难题，KLA占比了52%以上，Appled有12%，Hitachi也有11，这三家垄断75%以上的市场份额。国产量测设备厂商也在崛起，精测半导体的技术领域大概有电子显微成像，就是关于SEM扫描电镜的技术；光学干涉测量；光学显微成像测量；光学椭偏/散射测量。

 

中国电子专用设备工业协会副秘书长、北京中电科电子装备有限公司总工程师技术总监叶乐志博士，为大家做关于《集成电路先进封装工艺及装备关键技术研究》

 

 

一是先进封装技术的发展，二是亚微米级倒装键合技术及装备，三是高精密晶圆减薄技术及装备。先进封装主要是体现了四种先进工艺的应用，第一个TSV硅通孔，主要应用于芯片之间和芯片与基板之间的连接。第二个是RDL再布线，第三个是WLP，WLP是在晶圆上进行封装测试再切割成单颗的组件。WLP可以进行比较小的二维的连接，将芯片重新分配到更大的面积，提供更好的IO密度。第四个是Bumping，就是凸点的技术，凸点技术发展越来越小，窄距越来越小，这也体现了IO密度越来越高，Bump会变得越来越小。整个先进封装路线的发展，也可以看到跟Bump的大小和节距和密度是直接发展趋势，可以看到从早期的100微米的间距，发展到50微米，再到小于10微米的混合键合技术，台积电也有INFO、COWOS、SoIC技术。先进封装对晶圆的要求越来越薄，中电科研发全自动减薄设备、CMP设备以满足先进封装的要求。

 

梅特勒托利多科技(中国)有限公司市场专家马珺瑛做关于《集成电路制造工艺中的关键参数控制》

 

 

今后国家的湿电子化学品的复合增长率仍然会有10.2%的增长，远高于全球的增长。检测分析仪、比如说实验室的自动化天平，还有可以用于ICE Substrate的热分析仪，硅片称量的天平。包括过程分析领域，还有针对超纯水的分析仪，针对化学品也有高精密的称量模块进行配液。最近一个新的事业部叫自动化包装事业部，可以提供化学品自动化包装，包括电子极的双氧水、光刻胶等，我们可以提供一个黄光的罐装环境，不会影响光刻胶的质量。梅特勒针对湿电子化学品的储存、分析、配比、滴定等实现一系列仪器的精密化和自动化。

 

泰克科技(中国)有限公司业务拓展经理黄正峰，给我们带来《先进的半导体参数测试技术及测试设备》

 

 

泰克和吉时利相应的测试仪器设备，覆盖了最开始的材料研发到生产的WAT、CP生产的阶段，到晶圆切割后的KGD到封装之后器件本身动静态性能的验证，以及封测对应的功率模块，再包括一些可靠老化性的测试，再到下游行业最终的电源设计方面的应用，我们不仅仅提供一些标准的仪器设备包括示波器、圆表等等，我们还会针对整个行业当中的每一个环节提供完整、整套的ATE系统的方案。泰克为第三代半导体特别打造光格利探头、示波器等仪器。泰克还有第三方解决方案，针对模块的动态参数测试系统，尤其是像碳化硅，如果用在汽车行业的主驱逆变上面，基本上是以模块的形式，但是会要求更高的功率和更多测试注意事项，针对第三代半导体可靠性的测试等。

 

苏州晶拓半导体科技有限公司研发总监王振交先生上台，为大家讲解《半导体级国产臭氧发生器产业化进展》。

 

 

臭氧应用的行业，一是光伏行业，这是我们最早就开始的行业。二是半导体行业包括LED、Mini LED还有平板显示，民生行业用得非常多，例如自来水厂。臭氧产生的主流技术是介质阻挡放电，还有UV光照射、电解水等。公司核心的产品就是核心零部件（臭氧发生器），包括第三代半导体的臭氧气体和臭氧体的分析仪。臭氧设备应用的还有臭氧破坏、臭氧水的分解等。我们公司目标是实现从臭氧产生一直到后面的检测、系统集成以及臭氧分解，全部的零部件国产化。

 

中国电子系统工程第二建设有限公司上海分院总工程师黄达先生，为大家做关于《电子工业厂房土建方案比选和建设要点》的演讲。

 

 

中电二BIM技术涵盖了正向设计、施工、运维能力全覆盖，防微振控制技术、CFD模拟技术、电子工业重金属废水高标准处理技术，到AMC控制技术，再到工厂化预制、装配化的技术等。半导体项目有两大方面，先是承载设计，然后是防微震设计，具体包含地基基础设计，再到大的洁净室是超长的主体设计。再就是二次结构深化设计，自动化搬运系统深化，也是通过土建实现的。防微振也具备整体筏式基础设计和华夫板系统设计。目前来说，是结构设计Plus理念，做到精益化设计，并且实际荷载值数据库比对，避免浪费，再就是增加双软件校核，复杂结构应力分析。补充性能化设计，提供抗地震安全高保障。中电二提出L-EPC概念，强调设计与建造相结合，施工与科技相结合。

 

江苏中电创新环境科技有限公司主任工程师张学良先生，他将给我们讲解《半导体工厂超纯水系统关键设备国产化技术探讨》  

 

 

随着超纯水质越来越严格，指标也越来越高，为了满足上述要求，目前采用树脂法和膜法两种工艺。他认为推动超纯水系统国产化需要由集成公司牵头，在小型纯水平台进行验证性测试，并逐步要求材料供应商生产出符合要求的材料，逐渐由少量至大量，由低阶水质至高阶水质。超纯水系统是一个庞大复杂的系统，牵扯到上下游诸多方面，因此使用单位和材料供应商要组成一个整体，共同应对目前半导体的困局。首先要投入资金，建设试验线，包括判定的依据。集成公司要做好使用单位和材料商沟通的桥梁，协助使用单位进行试验，根据材料商的设备和材料进行针对性的工艺设计。材料商要针对使用单位的需求进行材料生产，积极协助单位进行实验，对比国际进行研发。因此可以由集成公司牵头，联合使用单位对标研究，和材料供应商共同完成超纯水系统国产化替代。

 

摩尔精英产品总监蔡丹先生，他的演讲主题是《半导体工业的量产测试和量产测试机》

 

 

摩尔精英提供的测试服务包括量产、工程、良率的提升，作为一站式的芯片设计和供应链平台，和客户一起优化测试方案。他认为测试服务首先产品覆盖线要广，不仅可以测数字，还可以测模拟、射频，就可以承接更多的客户。二是单一Configuration可覆盖多类型的产品，而不是说一台机器每次换产品的时候，还需要花很多人力换配置。接下来就是稳定性要高，使用成本要低，自动化程度也要高。对于测试工程来说，主要是三个比较主要的ATE的程序。一是可靠性相关的做QUAL的程序，一个是和芯片的验证相关的CHAR的程序，还有一个就是量产相关的程序，在晶圆测试是CP程序，在成品测试是FT程序。ATE测试方案的开发，工期和质量影响到产品的验证和量产。摩尔精英在无锡惠山区开始筹建工厂，这是一个SiP先进封测中心，今年年初已经建好，有5000平米的千级和万级的封装、测试车间，有几十台自己的测试设备，希望以MEE-T系列ATE为基础，以满足客户需求，帮客户降本增效，提供灵活产能、高品质、高性能现代化信息智能工厂。

 

上海陛通半导体能源科技有限公司PVD工艺总监汪昌州先生，他给我们带来的是关于《半导体薄膜设备国产化之路的机遇与挑战》

 

 

据SEMI统计中国大陆半导体设备购买额目前排名全球第三，占市场26%，薄膜沉积设备占20%左右。在薄膜设备中CVD占据了很大的比例75%，CVD中，PECVD占45%，ALD占据17%，炉管占据13.5%，Epitaxy占10%左右。陛通的薄膜设备产品主要聚焦在12寸PECVD&SACVD，8寸的设备PVD、12寸的PVD，还有12寸的ALD。我们产品主要采用行星系列进行命名，PVD对应金星，CVD对应木星以及ALD对应水星，星球大小与市场份额比较相似。对于12寸PECVD&SACVD来说，目前我们可以交付的制程有PEOX、SiON、PETEOS、PSG、USG、高应力SiN和无应力SiN。 8寸PVD目前已经交付国内几家上市的功率器件厂商。12吋 PVD 集成 Thermal ALD，大产能配置9个反应腔+2个ALD腔完成铜互联阻挡层种子层Cu Barrier Seed先进制程。12吋 Thermal ALD，提供HfO2、TaN、Al2O3等金属氧化物和氮化物原子层沉积薄膜的先进制程。

 

杭州广立微申子股份有限公司副总经理陆梅君陆总，给我们带来《高效电性参数测试：芯片设计与设备协同提升良率》

 

 

针对软硬件协同，也就是芯片的设计怎么跟测试机互动的协同效率来提升集成制造的成品率。广立微为IC制造的工艺研发、新设备引入、新产品导入到后面量产环节提供一个完整的解决方案，从EDA、IP设计到测试，最后的大数据分析。从EDA 、IP软件解决数据源的问题，现在工艺节点越来越复杂繁琐，工艺制作环节监控的点和数据越来越多，广立微提供EDA和IP的工具，让更多的数据点可以被监控到。最后分析数据，了解造成良率、成品率低的原因，返回到工艺优化，设计改良，所以也有相对于设计服务、U service服务的环节，就形成了一个完整的提升新片成品率和良率的数据闭环。晶圆在Foundry制造出来之后，出货之前要通过一套WAT的测试，WAT测试合格才能出货，同时也是我们晶圆制造非常重要的指标，有了电信的数据点，能基于这个来调整工艺。WAT测试机也是广立微着力发展的一块业务。

 

上海隐冠半导体技术有限公司董事长兼总经理吴立伟，他的演讲主题是《国产半导体高端装备核心零部件——纳米定位运动平台应用》 

 

 

隐冠半导体主要在市场领域有几个方面，一是芯片制造和封装装备，这个主要是在前道制程核心光刻机领域的零部件产品，还有就是半导体检测量测装备做的一些产品，包括新能源技术、平板显示、生物医疗与基因检测。从ASML给的Roadmap图来看，2011年的N32 28nm节点平面工艺到N14、N10、N5、N3等，基本上规划到2032年。在这前端的领域我们有28nm和14nm两条线，这是美国两次制裁的分界线。在这个分界线里面，基本上使用到的光刻机，比如说1950i到1960i、1970i、1980i、1990i、2000i。如何突破28nm节点，建设完整产业链，尤其是回归成熟工艺再造，做好基础的材料和零部件的建设。隐冠平台内的产品大致包括光刻平台、真空平台、量测平台、磁悬浮平台、压电平台、键合平台的产品等，助力半导体核心零部件国产化。

 

半导体制造从工艺出发，诸多工序里涉及到的核心设备与零部件不胜枚举，此次产业链联动发展论坛以制造中的关键工序为主，注重上下游的协调，一体化的平台建设，零部件供应链的完善。通过对关键设备、工序的攻坚克难，夯实产业链基础，再将目光投向先进封装、制程等，打造未来属于我国半导体产业技术的一道护城河。