IC制造产业生态发展论坛:摩尔定律演进下的智能制造发展

2020-09-21 作者: 晴天

南京泛铨电子科技有限公司技术长陈荣钦博士以线上模式,带来了题为《材料分析在半导体先进制程中的角色》的主题研究。首先从历史维度看,随着时间的推移,工艺节点不断进步,如今已经最先进工艺已经达到5nm芯片节点,未来还会3nm等,在分析方面存在空间分辨率和材料浓度限制。陈荣钦表示,在超薄样本制备中,为了提供清楚的TEM分析影像, 试片厚度非常关键,尤其在先进制造中;因为薄试片能提供较高的电子穿透率, 降低电子散射效应以及迭影, 来提高清晰度;MSS以背向切削之工法制备超薄试片, 并以3D工法验证其实体厚度约为11nm两侧之损伤层约为1 nm。如今半导体制程进到7纳米之后,EUV光刻微影是关键技术,但曝光光阻可能产生的缺陷是需要克服的问题,泛铨领先世界发展的检测光阻缺陷技术,能在不损伤光阻材料情况下制备出完整样品,以便于分析曝光缺陷和制程问题,协助半导体厂改良制程。

Tower Semiconductor Ltd. 中国区运营副总裁秦磊的演讲题目为《Tower Semiconductor–特种模拟类晶圆代工厂全球领跑者》,他表示,服务要给客户产生价值,在特种模拟类晶圆代工厂处于领军地位,在发展最快的市场定位中,有着长期良好的关系和完好的路线图。秦磊介绍了公司三大产品线,分别是RF和高性能模拟,5G和小基站的信号传输系统中直接与关联的是锗硅工艺,还有是电源部分,第三部分是传感器部分,该部分分两类:其中图像传感器不仅仅是手机,还有单反,医疗,汽车等;非图像传感器如磁传感器、温度传感器等。秦磊表示将此三部分产品的工艺升到65nm,性能将会得到进一步提升。IC制造贯穿整个工艺的质量体系,Tower要给客户提高更好的服务和解决方案。

来自Mentor,A Siemens Business中国区资深技术经理牛风举的主题演讲题目为《打造芯片设计与芯片制造之间的桥梁》,首先他介绍了整个半导体市场各类供应商的之间的角色,Mentor作为EDA软件企业,将Fabless和Foundry之间的桥梁建好。从历史关系来看,随着工艺不断复杂,设计厂商和ASIC供应商之间的关系越来越复杂。随着供应链发展,两者关系也越来越规整,Foundry将流程标准化,设计厂商也不需要了解许多专业知识。现在,EDA公司在做这样的桥,其中Mentor目前提供业界唯一Golden的从设计到制造全流程的平台。在测试方面,能将错误报告精确到非常小的细节部分。未来,给客户提供提供更好更快的服务。牛风举表示,对效能的定义是,过去、当下和未来一切物质财富的精神财富产出的现值总和。追求效能不仅仅只是追求效率。如今,EDA充满了颠覆性的机器学习的机会,利用机器学习OPC,可显著降低运算需求。

斯坦德机器人(深圳)有限公司合伙人/副总裁王茂林带来了题为《柔性物流助力半导体制造》的主题演讲,疫情虽然影响了产业发展,但半导体复苏速度快,其主要增长来自AI、5G、IoT,在自动化方面的投入也在持续增加,在2019年,全球自动化产品在半导体行业实现销售83.5亿元人民。如今该市场更新换代速度快,市场竞争激烈,也面临着洁净等级高、布局复杂、空间狭小、设备种类繁多四大痛点。斯坦德在3C市场份额占比高,王茂林讲解一个芯片封装车间的项目中,其装片、焊线和塑封三个工艺环节的物料配送。王茂林希望在半导体行业服务客户,做一些标杆性项目,为客户提高效率。

和舰芯片制造(苏州)股份有限公司副总经理林伟圣的演讲题目为《联电先进特色工艺》,他表示联电不会在先进工艺节点做更深进展,但研发上还是做更大投资,逐年增加。在特色工艺上,帮助客户做产品延伸规划,应用上做深度差异化。RFSOI工艺三大方向,包括高性价比、高性能以及LNA集成。在毫米波方案中,前端需要用到40RFSOI,后端用CMOS 28工艺。如今RFSOI可以让Switch和LNA性能兼得。林伟圣认为常谈到的AI片上计算趋势大概分两类,RAND场景和NVSRAM场景。在高压平台方面,林伟圣认为其中显屏是产品差异化的核心,新技术都是以显屏为集结点,大屏工艺还在以8寸工艺为主,小屏从早期到0.162um到28nm,联电将持续推荐22nm HKMG工艺,可以实现高端OLED严苛要求。目前厦门联芯工艺正在快速导入量产,下一个阶段目标,将关注需求情况,逐步大面积展开工艺,支持进口取代。

聚时科技(上海)有限公司创始人、CEO郑军博士的演讲主题为《深度学习应用于半导体先进制造中的探索进展》,智能机器的时代已经到来,为了机器装上眼睛和大脑,会深远影响人类生产、生活。郑军介绍,聚时是一家工业AI公司,致力于深度学习、复杂机器视觉等核心技术的研发。但目前半导体行业中应用AI深度学习存在很多挑战,包括结构性缺陷、不显著色差、尺度相关、样本少不均衡、新缺陷特征、新缺陷背景和缺陷相对性。可以通过半监督、弱监督算法,对样本少,数据不均衡等问题可以得到很好解决。郑军表示,最新的自监督对比学习算法,也运用在实际的模型中,将此类难点得到了较好的解决。在半导体数字化驱动下,深度学习和半导体工艺结合,进行复杂质量控制、良率控制,形成质量优化管理是未来趋势。

安集微电子(上海)有限公司副总裁王雨春博士的演讲主题为《材料和工艺创新对集成电路制造效率的提升》,他表示,集成电路工艺制造过程离不开设备和材料,材料创新是促成工艺的关键。安集微电子核心技术产品涵盖化学机械抛光液和光刻胶去除剂两大类,在演讲中,王雨春主要谈及化学机械抛光(CMP)工艺相关技术,CMP被认为是最精密、高成本、且绝不能出错的程序,也从传统工艺中不断演进。安集专注于半导体材料的细分领域精耕细作,努力为客户提供最高性价比产品。站在整个半导体宏观角度,王雨春表示,中国20年见证了3波产业浪潮,我们要做有“芯”之人,不要忘记社会责任感。也需要把成熟的半导体产能释放到新的应用中去。

Cadence技术支持总监 王辉带来的演讲题目为《面向智能化系统的芯片设计》,摩尔定律正在逐步逼近尽头,大家都在思考如何突破摩尔定律。比如Chiplet的应用,王辉表示Chiplet卖的不是IP而是芯片,将会用在整个封装里,但面临着一个难题,那就是如何建立芯片互联标准问题。如今Cadence正在做标准化相关问题,将芯片做的更小更薄。Cadence很早就进入了封装领域,随着AI兴起,出现了一些2.5D/3DIC设计方案,如今行业出现异构集成,需要在封装上实现SoC。Cadence也对应推出了一系列产品,包括封装工具、封装交验工具、网络模拟工具等。未来,Cadence将持续完善平台,在智能设计方面提供新的工具,根据已有生态链,与更多Foundry和设计厂建立良好关系。

赛默飞世尔科技材料与结构分析业务中国区应用团队应用科学家、高级经理高保林的主题演讲为《如何快速验证设计以加速良率提升》,据高保林介绍,公司具有电性失效分析和物性失效分析的完整解决方案,如今不管是逻辑部分、还是存储端或者传统市场,TEM、SEM和量测分析都存在巨大需求,且爆炸式增长。在封装领域,分析步骤也非常重要。目前在分析领域也存在很大挑战,如数据不共用、先进逻辑缺乏材料和结构的研发以及在存储部分容量变大的分析需求问题。而赛默飞世尔科技对三大挑战都有相应解决方法。目前公司最新的Centrios系统,可以快速、简单、实现设计验证和电路修补。

来自上海超存科技有限公司的Peter Sun带来了主题为《3D封装的超高带宽UM-HBM2E/P2P解决方案》的演讲,如今摩尔定律面临失效,芯片设计面临内存墙、IO墙、功耗墙的制约,突破摩尔定律的方法有3D芯片以及3D封装等策略。超存目前正在尝试突破摩尔定律,如超大容量DRAM产品,用超高带宽DRAM产品突破存储器,用高性能低功耗DRAM解决方案突破散热墙问题,用先进定制DRAM产品提供设计服务。据Peter介绍,超存是全球TOP3外唯一能进行DDR4/5/HBM2E等先进DRAM设计的公司。

科天国际贸易(上海)有限公司产品经理初新堂的演讲主题为《促进芯片代工厂良率提升的检测与量测解决方案》,据初新堂介绍,KLA是一家专门从事检测和量测的公司,来自美国,属于行业的翘楚。此次演讲,初新堂从检测和量测两个部分进行的说明。在检测方面,KLA的Surfscan 解决方案能够及早发现问题,能够识别影响半导体器件性能和可靠性缺陷和表面质量问题。在量测方面,PWG(图案化晶圆几何形貌)量测平台为集成电路制造商提供了全面的晶圆翘曲、弯曲、正反面纳米地形、高分辨率平面内位移,畸变和盈应力测量。

迪思科科技(中国)有限公司束亚运的演讲主题为《DISCO DIS100》从2000年以来,随着各类电子终端不断智能化,轻薄化,对各类IC提出更高的运算效率,更小体积以及更低的能耗等要求。此外,Wafer在KKM(切削磨)加工过程中情况越来越复杂,不可预测之损伤越来越多。随着改革开放的深入和社会的不断发展,中国劳动力成本也在不断上升。IC封装厂的加工质量管控各制程段加工方面也选择有限,并未满足大家真正需求。以此,DISCO的KKM解决方案可以满足以上挑战,并且为客户提供持续且免费的工艺方面的支持与服务。

北京烁科中科信电子装备有限公司研发主管王于岳博士的演讲主题为《烁科中科信全系列离子注入机解决方案》,离子注入方法是通过离子生成、加速、筛选、注入等环节,将特定离子注入到晶圆表面,来改变其导电特性。北京烁科中科信电子装备有限公司以离子注入机研发与产业化为主,以“攻克离子注入机关键技术,解决国产离子注入机短板”为主责,着力打造国产集成电路和三代半导体领域的离子注入装备。目前该公司具备了全系列离子注入机产品线和产业化平台,建设了一支全面的人才队伍,掌握了成套注入机核心技术,具有对离子注入机全生命周期支持的能力。

上海哥瑞利软件有限公司联合实验室主任、智能制造专家王文瑞带来了主题为《人人都是数据科学家》的演讲,智慧到底建设,涵盖数据收集广泛与系统智能化升级,建立AI应用与工厂MOM融合联动,让数据有价值驱动业务。背后经历两个阶段,从工厂生产流程自动化到数据应用。而这需要“数据科学家”,但是成为数据科学家非常困难。王文瑞表示,iDEP平台智能分析工具,内建人工智能数据自动分析处理功能,与工艺分析方法流程,让传统工艺工程师也能上手一键分析智能工具,每个工艺工程师都可以成为“数据科学家”。

广东省大湾区集成电路与系统应用研究院FDSOI创新中心主任、研究员罗军的演讲题目为《FDSOI技术现状与进展》,在集成电路发展过程中,22nm节点以下开始出现两个路线,一个是FinFET,目前已经导入少量EUV;另一条是FDSOI路线,目前做到12nm节点。在1999年,胡正明教授发明FinFET和FDSOI,受制于SOI晶圆供应问题,英特尔联盟从2012年开始选择FinFET工艺;而FDSOI联盟持续在高端CPU、射频领域广泛推动SOI应用。两者比较来看,随着FinFET工艺复杂度极具增加,FDSOI在设计和制造成本上开始具备优势。FDSOI和FinFET在应用市场中形成了互补,目前FDSOI得益于芯片设计与主流的EDA工具相兼容以及工艺的不断成熟和优异性能,FDSOI全球产业生态圈近年来不断完善。

成都数之联科技有限公司联合创始人、高级副总裁方育柯的演讲主题为《数联智造-半导体先进制造中的大数据AI创新实践》,在提及缺陷检测与分析(ADC)时,方育柯表示,目前AOI设备的误报率偏高,造成大量假NG。ADC以虚拟站点的形式注册在MES中,实现Track in/Track out操作,极大缩减检测时间,准确率大于90%。ADC自动从MES、DFC等系统中获取需要判断图的信息,然后自动对缺陷进行分类,降低目检人力成本20-80%。此外,数联智造另一个核心是深度学习引擎框架,iDeepViewer通过框架融合一阶段和多阶段目标检测算法,针对不同需求灵活定制开发不同的算法模型。

 

工业和信息化部电子第五研究所可靠性研究分析中心主任罗道军的主题演讲题目为《国产化背景下材料和集成电路板级应用可靠性面临的挑战及应对》,他表示,半导体是电子产业的核心,信息产业的基石。但国产芯片自给率低,70%左右的芯片依赖进口。多类别国产芯片鉴定检验不合格率有逐年下降的趋势,多个类别鉴定不合格率从近20%下降至5%左右。因此,借鉴全球先进工作理念和经验,采用“5A关键分析评价技术”这一套国际先进的质量可靠性保障,将手机芯片失效率降为高通的一半。

集邦咨询研究副总郭祚荣以线上模式带来了主题为《2021年的内存与闪存市场的趋势展望》的演讲。他表示,今年闪存市场整体将会有14.4%的预估成长,相较于前两年动辄20%成长有所保守。从分类来看,由于疫情原因PC类闪存得以成长11%左右,随着AI和云端需求,服务器部分非常乐观,在未来3到5年可能会成为比重最高的产品。从全球几大存储制造厂的投片情况来看,成长变缓,但中国的CXMT有强劲增长。

 

 

 

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