發(fā)力底層創(chuàng)新 國(guó)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(guó)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(diǎn)的發(fā)展階段。在日前舉辦的第26屆集成電路制造年會(huì)暨供應(yīng)鏈創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)期間，證券時(shí)報(bào)·e公司記者注意到，多位國(guó)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(yàn)與行業(yè)前景，并指出在全球競(jìng)爭(zhēng)加劇的背景下，過往單純依賴低端替代的國(guó)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(dāng)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(zhǎng)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化，幫助客戶解決實(shí)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(jī)軟件、分析軟件、3D建模軟件、以及人工智能軟件等平臺(tái)。

　　在設(shè)備創(chuàng)新上，埃芯推出國(guó)內(nèi)首臺(tái)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(dú)特的架構(gòu)，能比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手收集更多信息，進(jìn)行更精細(xì)解析。此外，埃芯在X射線領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全球首個(gè)同步協(xié)同系統(tǒng)，能夠在同一位置同時(shí)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(shí)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(chǎng)份額穩(wěn)定在20%以上。隨著存儲(chǔ)市場(chǎng)復(fù)蘇，邏輯器件探索更先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)，對(duì)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(chǎng)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(tái)和雙反應(yīng)臺(tái)兩條技術(shù)路線，其中，雙反應(yīng)臺(tái)機(jī)型旨在平衡成本與性能，能夠共享系統(tǒng)降低成本，同時(shí)保持獨(dú)立的性能監(jiān)控系統(tǒng)，腔體設(shè)計(jì)優(yōu)化確保氣體流量均勻，提升刻蝕效果。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中微公司CCP在先進(jìn)邏輯半導(dǎo)體領(lǐng)域覆蓋34%，ICP達(dá)25.5%，目標(biāo)未來(lái)分別提升至66%和78%；先進(jìn)存儲(chǔ)領(lǐng)域，公司CCP已近70%覆蓋，ICP為54%，目標(biāo)提升至87%和65%；裝機(jī)量方面，CCP過去七年穩(wěn)定增長(zhǎng)，2023年達(dá)2857臺(tái)，ICP近三年飛速增長(zhǎng)，裝機(jī)量已達(dá)到45臺(tái)。

　　擁抱人工智能

　　面對(duì)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(diǎn)。以物流自動(dòng)化為例，盡管多個(gè)行業(yè)快速實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化普及，但在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域AMHS（自動(dòng)化物料搬運(yùn)系統(tǒng)）系統(tǒng)長(zhǎng)期被日商壟斷，主要原因是AMHS面臨大規(guī)模集控、靈活性、無(wú)塵潔凈及穩(wěn)定性等挑戰(zhàn)。

　　江蘇道達(dá)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(jìn)算法與集群架構(gòu)，公司可以在128毫秒內(nèi)完成千臺(tái)車路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)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(shí)現(xiàn)5米/秒高速車穩(wěn)定運(yùn)行，效果可類比智能機(jī)器人，且能在斷網(wǎng)時(shí)自適應(yīng)巡航，實(shí)現(xiàn)柔性化制造支持的突破。公司還針對(duì)特殊場(chǎng)景的定制化解決方案，推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)AMHS系統(tǒng)的智能化升級(jí)。

　　整體來(lái)看，AMHS的效率與智能化水平對(duì)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(jìn)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(gè)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(jì)，采取開放API接口策略，便于用戶操作且促進(jìn)了與硬件廠商的廣泛合作，加速了國(guó)產(chǎn)AMHS行業(yè)的前進(jìn)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(guó)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(gè)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(lái)高速增長(zhǎng)，傳感器作為底層數(shù)據(jù)核心也將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

　　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(yùn)用AI技術(shù)，蘇州佰控傳感器產(chǎn)品能夠進(jìn)行異常檢測(cè)、良率與缺陷預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)精準(zhǔn)與實(shí)時(shí)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(jìn)封裝，配備萬(wàn)級(jí)至百級(jí)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(shí)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(shí)時(shí)預(yù)測(cè)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(dòng)判斷封測(cè)產(chǎn)品合格率，協(xié)助半導(dǎo)體設(shè)備等工作。

　　在先進(jìn)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(xiǎn)，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(jìn)封裝的臨時(shí)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(duì)細(xì)分市場(chǎng)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(zhǎng)的激光器選擇、自動(dòng)化控制與光學(xué)優(yōu)化，以及對(duì)板級(jí)應(yīng)用的支持，可以實(shí)現(xiàn)高溫高壓的臨時(shí)鍵合工藝和激光解鍵合工藝，有比較低的機(jī)械應(yīng)力且環(huán)境友好，可望成為市場(chǎng)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(jiǎn)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(jìn)半導(dǎo)體先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展，共同應(yīng)對(duì)行業(yè)向更大尺寸、多芯片堆疊及超薄方向的挑戰(zhàn)。