發(fā)力底層創(chuàng )新 國產(chǎn)半導體設備探索走出低端替代“陷阱”

回顧過(guò)往發(fā)展，中國半導體產(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 )暨供應鏈創(chuàng )新發(fā)展大會(huì )期間，證券時(shí)報·e公司記者注意到，多位國產(chǎn)半導體設備、零部件供應商在半導體設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(guò)往單純依賴(lài)低端替代的國產(chǎn)自主可控路線(xiàn)已難以為繼，而培養本土人才，開(kāi)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

　　深圳市埃芯半導體科技有限公司董事長(cháng)張雪娜介紹，得益于自主創(chuàng )新，公司底層3D建模軟件能適應復雜工藝需求，從物理基礎出發(fā)，結合AI技術(shù)，實(shí)現數據分析與優(yōu)化，幫助客戶(hù)解決實(shí)際問(wèn)題。目前埃芯半導體設備形成光學(xué)和X射線(xiàn)兩套產(chǎn)品線(xiàn)，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。

　　在設備創(chuàng )新上，埃芯推出國內首臺集成XRD、XF和XR的設備，另外公司光學(xué)薄膜設備采用獨特的架構，能比競爭對手收集更多信息，進(jìn)行更精細解析。此外，埃芯在X射線(xiàn)領(lǐng)域實(shí)現全球首個(gè)同步協(xié)同系統，能夠在同一位置同時(shí)收集數據，打破傳統設備的局限，顯著(zhù)提升了設備效能，實(shí)現從底層創(chuàng )新到高端突破。

　　干法刻蝕設備在半導體前道設備中占據重要地位，市場(chǎng)份額穩定在20%以上。隨著(zhù)存儲市場(chǎng)復蘇，邏輯器件探索更先進(jìn)技術(shù)節點(diǎn)，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(lèi)型。

　　中微半導體設備（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，并布局單反應臺和雙反應臺兩條技術(shù)路線(xiàn)，其中，雙反應臺機型旨在平衡成本與性能，能夠共享系統降低成本，同時(shí)保持獨立的性能監控系統，腔體設計優(yōu)化確保氣體流量均勻，提升刻蝕效果。

　　據統計，目前中微公司CCP在先進(jìn)邏輯半導體領(lǐng)域覆蓋34%，ICP達25.5%，目標未來(lái)分別提升至66%和78%；先進(jìn)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(guò)去七年穩定增長(cháng)，2023年達2857臺，ICP近三年飛速增長(cháng)，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，半導體設備廠(chǎng)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)現該領(lǐng)域的國產(chǎn)化普及，但在半導體制造領(lǐng)域AMHS（自動(dòng)化物料搬運系統）系統長(cháng)期被日商壟斷，主要原因是AMHS面臨大規模集控、靈活性、無(wú)塵潔凈及穩定性等挑戰。

　　江蘇道達智能科技有限公司副總經(jīng)理曹旭東表示通過(guò)自研的OHTC系統，以及先進(jìn)算法與集群架構，公司可以在128毫秒內完成千臺車(chē)路徑規劃，實(shí)現高效運算與決策。在控制系統方面，公司采取門(mén)檻較高的PCB控制系統，提升了智能性、反應速度與安全性，實(shí)現5米/秒高速車(chē)穩定運行，效果可類(lèi)比智能機器人，且能在斷網(wǎng)時(shí)自適應巡航，實(shí)現柔性化制造支持的突破。公司還針對特殊場(chǎng)景的定制化解決方案，推動(dòng)了國產(chǎn)AMHS系統的智能化升級。

　　整體來(lái)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(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系統集成了多個(gè)功能模塊，并利用AI與大數據優(yōu)化決策與物流管理，提升系統的智能化水平；公司還開(kāi)發(fā)了友好界面設計，采取開(kāi)放API接口策略，便于用戶(hù)操作且促進(jìn)了與硬件廠(chǎng)商的廣泛合作，加速了國產(chǎn)AMHS行業(yè)的前進(jìn)步伐。目前尊芯已獲得了28件關(guān)于A(yíng)MHS硬件和軟件的專(zhuān)利，在國內外成功部署了多條8英寸和12英寸產(chǎn)線(xiàn)的AMHS系統，并贏(yíng)得了首個(gè)海外訂單。

　　產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作

　　半導體零部件廠(chǎng)商也在密切聯(lián)系上下游產(chǎn)業(yè)鏈，著(zhù)手創(chuàng )新。隨著(zhù)人工智能等前沿領(lǐng)域即將迎來(lái)高速增長(cháng)，傳感器作為底層數據核心也將呈指數級增長(cháng)。

　　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(guò)運用AI技術(shù)，蘇州佰控傳感器產(chǎn)品能夠進(jìn)行異常檢測、良率與缺陷預測，實(shí)現生產(chǎn)精準與實(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(zhuān)注于先進(jìn)封裝，配備萬(wàn)級至百級潔凈室，全程自主可控，創(chuàng )新壓力傳導技術(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、氣體流量等數據已經(jīng)可以賦能AI模型訓練，形成模擬器，用于實(shí)時(shí)預測刻蝕參數和效率。王磊表示，AI結合傳感器的數據，已經(jīng)在逐步提高半導體制造的精度與效率，自動(dòng)判斷封測產(chǎn)品合格率，協(xié)助半導體設備等工作。

　　在先進(jìn)封裝領(lǐng)域，隨著(zhù)晶圓尺寸增大至300mm、厚度減至100微米以下，垂直方向應力增大導致翹曲風(fēng)險，增加了加工難度，需要設備與材料廠(chǎng)商共同協(xié)作。

　　目前廣州鴻浩半導體設備有限公司業(yè)務(wù)覆蓋先進(jìn)封裝的臨時(shí)鍵合與解鍵合（TB/DB）設備、ESG碳權回收、關(guān)鍵零部件供應，以及針對細分市場(chǎng)需求的AOI和CBD設備。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鍵合到激光解鍵合的全系列設備，包括特定波長(cháng)的激光器選擇、自動(dòng)化控制與光學(xué)優(yōu)化，以及對板級應用的支持，可以實(shí)現高溫高壓的臨時(shí)鍵合工藝和激光解鍵合工藝，有比較低的機械應力且環(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)半導體先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展，共同應對行業(yè)向更大尺寸、多芯片堆疊及超薄方向的挑戰。