如今工藝節(jié)點(diǎn)不斷微縮，從90nm、65nm、45nm、28nm、14nm、10nm、7nm，再到5nm、3nm、1nm，晶體管數(shù)量越來越多，單顆芯片中晶體管數(shù)量超過數(shù)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(zhì)都集中體現(xiàn)在一顆小小的晶圓上，而其中任意一個步驟出現(xiàn)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(fā)生的任何缺陷找出來，量測是確定所有的步驟可以符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。在制造過程中，制程管控只會變得越來越重要。
“一般半導(dǎo)體廠都會雇傭很多大學(xué)畢業(yè)工程師用顯微鏡來看缺陷，而如今這門生意已經(jīng)發(fā)展到50億美元的市場。科天（KLA-Tencor會提供檢測和量測以及數(shù)據(jù)分析的辦法，改善整個半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的問題，幫助客戶在最短時間內(nèi)提升最高良率?！痹谔峒翱铺炫c制程管控概念時，科天資深副總裁暨首席營銷官Oreste Donzella在接受眾媒體采訪時說道。
科天資深副總裁暨首席營銷官Oreste Donzella
“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(shù)百道，而KLA-Tencor在每一階段的制造過程中就能知道量測結(jié)果，大大節(jié)省了精力和成本?！監(jiān)reste Donzella這段話所說的概念就是“在線檢測”，TechSugar記者認(rèn)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(shù)據(jù)反饋，第一時間找到缺陷，從而快速解決問題。
據(jù)TechSugar記者了解，科天在半導(dǎo)體設(shè)備中具有獨(dú)特的地位，從工藝到IC設(shè)計(jì)，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(yè)界廠商發(fā)現(xiàn)問題，助推其前進(jìn)。詳細(xì)點(diǎn)說：在新產(chǎn)品試產(chǎn)階段，制程管控的作用是幫助發(fā)現(xiàn)和解決良率問題，加快工藝開發(fā)和量產(chǎn)速度；在量產(chǎn)階段，制程管控則可以幫助客戶穩(wěn)定良率，改善制程的可預(yù)測性，避免產(chǎn)線出現(xiàn)異常問題。隨著晶圓成本越來越高，每個百分點(diǎn)的良率提升都將轉(zhuǎn)化為巨大的經(jīng)濟(jì)價值，KLA-Tencor可在上述三個階段幫助客戶縮短研發(fā)時間、提升生產(chǎn)良率。
這背后巨大的生意都反映在一組數(shù)據(jù)里，據(jù)Oreste Donzella介紹：“2017年，整個前端半導(dǎo)體設(shè)備市場大概500億美金，制程管控達(dá)到50億美金市場；后端封裝測試設(shè)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(jīng)歷在后端。”
市場不斷增長背后也說明一個問題——半導(dǎo)體廠商愿意花更多資本去投入。正如Oreste Donzella所說：“存儲器從2D到3D，邏輯方面從平面到FinFET，這種時代的轉(zhuǎn)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%?！痹?jīng)在平面時代，應(yīng)力給制造過程并不會帶來太多制程缺陷。而在立體結(jié)構(gòu)上，應(yīng)力會造成很多檢測和量測上的問題，當(dāng)然隨著電學(xué)與光學(xué)的發(fā)展，也會產(chǎn)生很多針對于立體結(jié)構(gòu)中應(yīng)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(jìn)化，也是檢測方法的進(jìn)化。Oreste Donzella表示：“曾經(jīng)是靠數(shù)學(xué)算法來檢測制程過程中的缺陷問題，當(dāng)很多數(shù)據(jù)產(chǎn)生之后，科天就采用了機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。將過去的大數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)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(zhǔn)?！?
當(dāng)然，中國半導(dǎo)體市場絕對是不容忽視的。目前，科天在中國已經(jīng)設(shè)立了多處辦公室，希望能快速、及時地響應(yīng)本地客戶的需求，解決他們的技術(shù)難題。此前，科天中國區(qū)總裁張智安在接受媒體采訪時就表示：“隨著中國半導(dǎo)體市場的加速發(fā)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(guān)系，為他們提供所需的技術(shù)支持和服務(wù)。今后，我們會持續(xù)投入中國市場。全力支持中國半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展?！?
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