在芯片制造的過程中,任意一個步驟出現問題,整個芯片就會報廢。
如今工藝節點不斷微縮,從90nm、65nm、45nm、28nm、14nm、10nm、7nm,再到5nm、3nm、1nm,晶體管數量越來越多,單顆芯片中晶體管數量超過數十億個。不僅如此,工藝步驟也在增多,制造工藝可能包括1000個以上的工藝步驟,外加上超過1英里長的電路布線,這些所有的品質都集中體現在一顆小小的晶圓上,而其中任意一個步驟出現問題,整個芯片就會報廢。
制程管控可以分成兩大部分,檢測和量測。其中,檢測就是把在制程上發生的任何缺陷找出來,量測是確定所有的步驟可以符合設計的標準。在制造過程中,制程管控只會變得越來越重要。
“一般半導體廠都會雇傭很多大學畢業工程師用顯微鏡來看缺陷,而如今這門生意已經發展到50億美元的市場。科天(KLA-Tencor會提供檢測和量測以及數據分析的辦法,改善整個半導體供應鏈的問題,幫助客戶在最短時間內提升最高良率。”在提及科天與制程管控概念時,科天資深副總裁暨首席營銷官OresteDonzella在接受眾媒體采訪時說道。
科天資深副總裁暨首席營銷官OresteDonzella
“整個存儲器制程周期通常為45天左右,邏輯制程為60天左右。在整個制造過程中,總共加入的檢測步驟有數百道,而KLA-Tencor在每一階段的制造過程中就能知道量測結果,大大節省了精力和成本。”OresteDonzella這段話所說的概念就是“在線檢測”,TechSugar記者認為這種在線檢測更像即時檢測,在每一個工藝步驟之后,都能提供數據反饋,第一時間找到缺陷,從而快速解決問題。
據TechSugar記者了解,科天在半導體設備中具有獨特的地位,從工藝到IC設計,再到封裝測試,科天都參與其中,整合每一個步驟,幫助整個業界廠商發現問題,助推其前進。詳細點說:在新產品試產階段,制程管控的作用是幫助發現和解決良率問題,加快工藝開發和量產速度;在量產階段,制程管控則可以幫助客戶穩定良率,改善制程的可預測性,避免產線出現異常問題。隨著晶圓成本越來越高,每個百分點的良率提升都將轉化為巨大的經濟價值,KLA-Tencor可在上述三個階段幫助客戶縮短研發時間、提升生產良率。
這背后巨大的生意都反映在一組數據里,據OresteDonzella介紹:“2017年,整個前端半導體設備市場大概500億美金,制程管控達到50億美金市場;后端封裝測試設備市場為70億美金,制程管控大約在此占了大約7億美金,目前科天只占了其中一億美金左右。所以成長空間巨大,這也是為什么科天會花很大經歷在后端。”
市場不斷增長背后也說明一個問題——半導體廠商愿意花更多資本去投入。正如OresteDonzella所說:“存儲器從2D到3D,邏輯方面從平面到FinFET,這種時代的轉變會讓客戶更愿意花更多的錢。比如平面時代,制程管控的支出只占整個資本支出的8%-9%。到了3D時代,這個比例會超過10%。”曾經在平面時代,應力給制造過程并不會帶來太多制程缺陷。而在立體結構上,應力會造成很多檢測和量測上的問題,當然隨著電學與光學的發展,也會產生很多針對于立體結構中應力問題的解決方法。所以可以看出,在3D時代制程管控的支出會更多。
時代的變遷不僅是平面到立體的進化,也是檢測方法的進化。OresteDonzella表示:“曾經是靠數學算法來檢測制程過程中的缺陷問題,當很多數據產生之后,科天就采用了機器學習的方法。將過去的大數據進行機器學習來分析,這樣就不用單純對比,就能察覺缺陷了。而且更快更精準。”
當然,中國半導體市場絕對是不容忽視的。目前,科天在中國已經設立了多處辦公室,希望能快速、及時地響應本地客戶的需求,解決他們的技術難題。此前,科天中國區總裁張智安在接受媒體采訪時就表示:“隨著中國半導體市場的加速發展,它的地位也變得舉足輕重,將來會是兵家必爭之地。中國有很多對于我們很重要的客戶,我們希望能與他們保持密切的合作關系,為他們提供所需的技術支持和服務。今后,我們會持續投入中國市場。全力支持中國半導體行業發展。”
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原文標題:科天(KLA-Tencor):制程管控這門生意
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