最先倒下的 AI 明星公司，可能是它
06-21
新闻链接： 1.中芯科技：聚焦新基建和核心机遇 2.中芯科技：先进封装扛起集成电路发展重担 3.中芯科技：IC制造光刻机发展趋势与技术挑战 4、ChipChina：集成电路应用技术的创新发展 作者：MizyHe 半导体工艺配套供应链的生态与活力 在上周举办的第四届CHIPChina晶芯在线研讨会上，来自磐云科技和欢创科技心谷屋创始人罗世洲教授、上海光易电子科技有限公司董事长王作义先生、上海科莱利软件有限公司技术总监季小兵先生、Onto Innovation（上海安拓）曝光事业部中国区销售经理董志学先生也发表了讲话。
在会议最后的圆桌论坛中，四位嘉宾就“工业配套设备、二手设备、工业人才、做大做强”发表了自己的看法。
话题很接地气，对于一些正在做设备研发、为生存而苦苦挣扎的人有所帮助，对中小企业及相关半导体从业者的发展有一定的参考价值。
半导体行业现状：全球半导体规模总体呈上升趋势。
无论是美国“卡壳”还是疫情，中国半导体市场都在扩大，生态系统也逐渐成型。
从技术角度来看，二维和三维技术支撑了10nm之前的技术。
后来，硅通道被其他材料取代，例如开始出现的III-V族材料。
当台积电进入5nm工艺时，二维晶体材料开始出现。
例如，铋基二维材料在台积电、麻省理工学院和台湾大学联合开发的1nm工艺中取得新进展。
一种新工艺从萌芽状态到大规模生产需要6到7年的时间。
因此，台积电未来几年将投入产线的1~2纳米工艺，早在4~5年前就已经布局。
2016年，台积电凭借CoWOS先进封装技术，击败三星，成功拿下苹果A10订单。
此后，符合摩尔定律的技术路线出现了拐点。
芯片封装已经开始从平面向垂直方向发展。
国内高端封测市场份额将大幅提升。
后摩尔时代，线宽收缩不再是独木桥。
还有一条追求独特工艺的途径，包括模拟/射频、无源元件、高压电源和传感元件；如中芯绍兴、华润微、华虹集团等。
国内厂商均在研发特种工艺，配套的下游封测厂在凸块、TSV、FlipChip、3D封装、WLCSP等方面将有广阔的发展空间。
上述趋势将为国内设备材料制造商带来哪些好处？罗教授表示，目前国内半导体厂商有三个机会可以参考：1）格芯、联电已经放弃7nm及以下工艺，但一些成熟工艺市场需求很大； 2）国内芯片制造可以考虑从后到前； 3）虽然移动产品、无线产品、物联网和汽车电子等8英寸产品需求巨大，但生产线仍需要从8英寸扩展到12英寸。
展望国内半导体制造业，罗教授认为，中美贸易战让国人第一次正视国内半导体长期依赖进口的困境。
我国未来很长一段时间将面临技术“卡壳”的问题。
在此期间，我们将发展7nm技术（能否达到5nm取决于中美博弈的结果）和独特工艺，增加55nm、28nm等成熟工艺的产能，将月产能提高到1万片12英寸当量（目前台积电月产能为1万片8英寸当量，而中国厂商整体有效产能仅为1万片8英寸当量）。
广纳海内外人才将是中国半导体自主的战略方向。
罗教授表示，“我们既要软又要硬，自主研发与国际合作并行，用本土化提升技术，只有技术领先，我们才能真正融入产业全球化的话语权。
”国产半导体设备生产已有近十年的历史。
近年来，中国大陆对半导体设备的需求不断上升。
2017年，中国大陆占全球市场的22.5%。
国产装备比重略有上升。
但目前国产半导体设备自给率仅为5%左右，全球市场自给率也仅为5%左右。
占比1-2%（参考智研咨询数据）。
按半导体设备类型分：以北京亿唐为代表的脱胶机，占国内产量的90%以上；清洗、刻蚀和热处理设备各占20%左右，其中量产刻蚀设备已实现突破。
5纳米； PVD和CMP设备各占10%左右。
据分析，国产干法脱胶机、刻蚀机已进入国际舞台，5nm工艺设备已成功销往台积电，3nm正在研发中；以及胶水开发、清洗机、CVD、PVD、热处理机、CMP和测量机携手国内最先进的生产线，满足14nm工艺的要求。
光刻机已突破90nm工艺，目前正在进行45nm研发，但仍落后于国内先进生产线水平；而离子注入机尚未实现零的突破（图1）。
因此，国家对上述11类半导体设备都有布局，每个领域都有1到2家龙头企业活跃。
总而言之，国内自研设备覆盖率达到40%，总体水平达到28nm，少部分已进入14/7nm，并已销往海外市场。
图1.中国大陆半导体设备技术节点。
盘云科技报道 新设备离不开试错和量产优化。
如果说过去是出于其他考虑而接受国产设备的话，那么在目前的情况下，大厂家的采购策略一般是：优先选择国产品牌，优先选择国产品牌。
国外品牌生产位居第二，最后选择国外进口。
无论是设备制造商还是最终用户，都在不遗余力地运行数据和流程。
在这种氛围下，研发与生产将紧密结合。
再者，随着全国各地争相建厂，中国已成为全球最大的半导体设备需求国，因此外资企业在中国设厂将成为趋势。
湿电子化学与材料 近年来，中国大陆涌现出许多低端清洗设备制造商。
它们来自不同的来源。
这给终端用户带来了负面信息，他们认为半导体清洗设备的门槛很低，没有技术。
内容。
罗教授在题为《集成电路芯片制造中的高端光刻机：发展趋势和技术挑战》的报告中论证了这一点：半导体清洗机不是简单的洗衣机。
其理论基础包括化学和化学工程（热力学、流体力学、动力学）。
这个领域技术性很强。
同时，罗教授还设立了一个考核标准，“任何听说过或者从事研发超临界CO2（简称SCCO2）的人都可以被视为半导体清洗行业的资深从业者”。
”。
目前涉及SCCO2技术的只有TEL设备，国内领先的设备制造商正在做研发工作。
在半导体领域，湿式电子化学品主要用于集成电路制造过程中的清洗和蚀刻步骤。
它们的纯度和清洁度影响集成电路的性能和可靠性。
2018年全球湿化学品市场份额为50.84亿美元，较上年下降3.8%，其中硫酸需求量最大，占35%，其次是双氧水，占32%。
受疫情医疗使用影响，IPA供应略有紧张。
2017年国内湿式电子化学品市场规模超过15亿美元，国内产量约54.68万吨，与国内实际需求缺口约34%；高端、高附加值产品不断进入国内市场。
然而，由于湿法工艺步骤的增加和产能的释放，全球对湿法化学品的需求将快速增长。
目前，全球湿化学品市场主要分为欧美企业、日本企业以及韩国、中国大陆、台湾企业三大板块，分别占全球的33%、27%、38%。
市场份额（后三者）。
在高端市场，韩国和台湾企业在生产技术方面与欧洲、美国和日本相比并不落后。
但中国大陆相关企业与世界先进水平差距较大，在某些领域已接近国际领先水平。
其中，对高端纯基础化学品的追求已逐渐释放，而配方化学溶液仍在开发中，如光刻胶（纳米DUV）。
湿法工艺材料和设备约占半导体市场价值的5%。
相比光刻、刻蚀等核心材料和设备，更容易先实现全国产化，因此市场空间更大。
随着中国大陆新建生产线产能逐步释放，半导体材料市场规模逐渐扩大，供需缺口也不断拉大。
据统计，我国集成电路应用材料自给率约为10%（不含出口）。
半导体材料有很多种。
大硅片、气体和光掩模分别以32.9%、14.1%和12.6%位居前三，而抛光液、抛光垫、光刻胶、湿法化学品和溅射靶材分别排名后面，分别为7.2%、6.9%、 6.1%、4% 和 3%。
近年来，国内半导体材料厂商加大研发投入和生产力度，力争实现国产化替代。
罗教授认为，近年来靶材有望达到7nm。
抛光材料的研发正在努力与国内14nm生产线合作。
光刻胶仍停留在90nm工艺，而大硅片、湿法化学品、电子气体、光掩模4种重要材料仍处于22nm研发阶段，最后三种工艺材料也已提前部署，以配合14纳米生产线（图2）。
图2.中国大陆半导体材料技术节点。
盘云科技报告 半导体清洗设备 半导体器件的集成度和芯片的复杂度不断提高，工艺对晶圆表面污染物的控制要求越来越高，使得芯片对杂质更加敏感。
因此，工艺技术每进步一次，为了减少杂质的影响，提高良率，清洗步骤就会增加15%左右。
半导体清洗的最终目标是：无颗粒、无金属污染、无有机杂质、无自然氧化物、表面无微观粗糙度、表面完全氢封端。
一般来说，光刻、刻蚀、沉积等重复工艺前后都需要进行清洗： 1）晶圆端部抛光后的清洗，以保证晶圆表面的平整度和性能； 2）在芯片端，清洗是去除晶圆表面。
污染化学杂质，降低不良率，包括扩散前、蚀刻后、离子注入后、脱胶、成膜前后清洗、机械抛光后清洗； 3）封装端包括TSV、UBM/RDL、bond Cleaning等。
计算起来，清洗步骤数量占所有芯片制造工艺步骤的30%以上，这也是所有芯片制造工艺步骤中占比最大的；例如，80~60nm工艺有大约10个清洗步骤，22nm工艺有近10个清洗步骤。
清洗可分为化学清洗和物理清洗。
化学清洗成本较低，产量较高，如RCA、等离子、紫外光、气/液相、溶剂等。
物理清洗包括超声波、刷机、SCCO2、气雾剂等。
清洗效率高，无物理损伤，但清洗效率高。
初始投资成本。
随着长宽比的增加和材料损失的减少，两种清洁方法被结合使用（图3）。
图 3. 清洁工艺的未来趋势。
番云科技报告 湿法清洗和干燥过程密不可分。
当工艺达到20nm技术节点时，我们常用的旋转干燥方法不再适用，技术向两个方向发展：1）将液面与容器之间的角度调整为90度，2）寻找更低的新材料以及表面张力技术，从 H2O (72mN/m)、IPA (21mN/m) 到 SCCO2 (0mN/m)。
其中，SCCO2技术仅适用于TEL，用于制造DRAM器件。
据统计，全球半导体清洗设备市场高度集中，主要被Deans、东京电子、LAM、SEMES等日、美、韩企业瓜分，占据全球半导体清洗设备市场份额的95%；盛美是国内唯一一家跻身前五的厂商。
国产清洁设备已进入先进工艺。
每年国内清洁设备市场规模为15-20亿美元，清洁机国产化率每年可达到40%-50%，折算为4-70亿元。
未来，12英寸线槽式、单片式清洗设备将成为主要市场增长点。
经过十几年的努力，国内设备制造商已经取得了一定的成果：盛美拥有全球首创的SAPS、TEBO兆声波清洗技术和泰禾单片槽式联合清洗技术。
产品适用于45nm以下节点；鑫源微的光刻工艺布局较为完善，其单片除胶清洗设备主要配合涂胶、显影机核心业务；北方华创采购美国Akrion版图洗槽机，瞄准28nm以上节点；智春科技近年来重点投资半导体清洗设备业务，并通过日韩团队的帮助和不计成本的投入，在单片机和老虎机领域获得了一定的竞争力。
二手设备贸易是我国半导体行业非常繁荣的业务。
据广益王东题为《打造成熟的二手设备平台，助力中国半导体平稳过渡》的报告显示，二手设备约占整体市场份额的90%，形势严峻。
与新设备验证技术方案不同，二手设备的精力都花在最初的采购上，包括招标、无害化处理、包装、清关、仓储或入住。
客户可以选择三种不同的服务方式： 1）As Is+Service，裸机但不保证设备的恢复状态。
备件和服务单独收费； 2) 交钥匙工程包括工艺并为客户提供高达 Tier II 的服务； 3）As Is，Where Is字面意思是设备状态不确定，位置不确定，没有保修期。
由于二手设备与原厂家无关，设备保修期后的技术支持和零配件消耗品将成为客户最关心的问题。
因此，对于专门从事二手设备业务的厂家来说，搭建一个货源稳定、技术改造和客服团队、本地仓储、备件库存丰富的平台是最佳选择。
近年来，不少二手设备生产商纷纷拓展业务。
例如，广益利用自身优势，将一条6英寸产线从日本TI搬迁至四川。
现在晶圆厂已实现月产能5万至6万片，另一条线8座3英寸硅材料工厂也将实现量产；有的还与国外品牌厂商合作，在工业园建厂生产零部件；他们都是试图融入中国市场、实现设备及零部件国产化的二手设备制造商。
尝试。
王东分析，虽然现在装备国产化已经上升到国家战略层面，但二手装备还会持续很多年。
原因有三：1）美国对“卡脖子”技术实施封锁； 2）中国工厂建设规模较大，设备需求量大； 3）国产设备只覆盖了一小部分应用； 4）国外淘汰的老生产线尚未终止。
二手设备源源不断地供应。
在本土化之路上，王主任分享了自己的经验：引进+消化吸收+创新，最初完全依靠国外团队，逐渐转向中外团队合作，最后将技术交给国内团队实施；这种方法在推送新内容时可以节省很多时间。
半导体设备专用软件 在题为《CTF设备软件平台应用与开发》的报告中，纪总详细介绍了荣耀软件的五大产品平台，包括智能数据引擎平台（iDEP）、智能控制平台、生产运营平台、边缘物联网平台、以及今天的话题焦点——智能装备平台中的装备软件平台（CTF）。
CTF是一个基于分布式结构的集群设备控制平台软件。
每个服务都可以根据项目的实际需要部署为独立的工控系统，例如列表、报警、日志服务等。
CTF本身就是一个符合半导体设备行业标准的软件。
框架，包括界面布局和模块化设计。
CTF支持Windows操作系统（Win 7/8/10）。
基于国内的去美化需求，正在移植到Linux上并支持跨平台，力争解决广大设备厂商的后顾之忧。
CTF采用组件化、可视化的开发方式，如通用Robot单元；另外，CTF支持高度定制，可以根据不同用户、不同类型、甚至不同类型或型号设备的Robot、PM单元等的不同需求进行定制（图4）。
图4.CTF平台系统架构。
Glorysoft 报告 CTF 系统架构分为三层。
1）最底层的驱动层直接与硬件打交道，协助与外界进行通信，如PLC、机器人、IO服务器等。
它读取预定义的配置文件，并根据文件中的定义加载相应的驱动库，实现与硬件的通信。
IO服务器本身支持多节点级联。
当IO服务器的IO点数量达到瓶颈时，可以通过部署在单独的节点上来缓解压力。
上层可以通过API接口以同步、异步或订阅的方式访问IO服务器。
2）中间的服务层核心是提供CTC服务，负责整个平台的PM和晶圆调度以及其他辅助程序，包括菜谱、示例、日志服务、用户管理等。
3）顶层UI层有两个模块，包括人机交互UI模块和用于远程监控的FA模块。
GUI开发是基本功能之一。
该平台为GUI开发提供了可视化开发环境。
所有界面绘制过程均在开发环境中通过拖拽添加控件、修改配置属性的方式完成（图5）。
该平台支持定制和扩展。
随后，季老师对CTF平台如何进行处理调度、IO服务以及二次开发进行了功能介绍。
可以说，支持二次开发是CTF平台最强大的功能，这里不再赘述。
图 5. 可定义且可扩展的 GUI 开发环境。
最后，该CTF平台已成功应用于全自动单片湿胶分散机、全自动单片湿胶清洗机、等离子脱胶机、MOCVD和PCB热熔机。
与IC Substrate封装工艺相比，大部分封装厂仍采用LDI设备进行光刻。
曝光速度慢，精度只能达到10μm以上。
如果需要更高的分辨率，曝光速度跟不上，基本不适合量产； ONTO专注于板级封装市场，两年前就推出了满足市场需求的高速光刻机和光学检测设备。
其中，光刻设备的分辨率可达3μm，可满足未来5至10年的市场需求。
在题为《板级封装市场对曝光机的需求演变》的专题报告中，董经理指出，逻辑电路和存储芯片业务正在发展，存储器正在从引线键合封装向先进封装过渡，这对ONTO来说是一个机会。
Fan-Out扇出和IC载板封装在工艺规格、层数以及未来面临的挑战方面完全不同。
目前量产的Substrate封装分辨率在10μm以上，未来两年将发展到8/5/3μm。
相应地，目前玻璃封装的分辨率为2~3μm；对于覆盖应用，基板封装现在可以做到4~6μm，量产标准是8μm，但玻璃封装只能做到3μm以下。
5G应用对层数提出了更高的要求。
一般基板封装层数为20层，而玻璃封装层数为3~4层（图6）。
图 6.ONTO 的 IC 载板技术路线图。
Onto创新报告 整合Nanometrics（光学检测、表面分析）和Rudolph Technologies（缺陷、薄膜测量、光刻机软件）的优势后，ONTO主推四大业务板块，本次演讲还涵盖了流程控制检测设备和成像曝光设备。
ONTO拥有涵盖晶圆、板级和基板的完整曝光技术产品线，分别对应JetStep系列X、X和X，在晶圆和FOPLP技术方面拥有市场领导者地位。
其次，毫米铜柱和WLCSP技术提高了设备??良率和拥有成本。
X 提供高达 x mm 的覆盖性能，最小分辨率为 3μm±1μm，最初设计用于先进基板应用，并可扩展到 RDL-First FOPLP 应用。
生态、活力、生存和发展。
本次圆桌论坛的主题是“在工厂建设浪潮中求稳定发展，在未来应用中寻找创新活力”。
从今年国内几大晶圆厂的设备招标结果就可以看出。
国内品牌就像蜗牛一样伸出了触角。
当他们接触、体验这个市场时，还远远不能有所收获和享受。
于是四位嘉宾分别从生态、人才、生存、发展四个角度对此进行了简单的探讨。
对于设备制造商来说，无论是研发型还是生产型，都非常讲究周边的半导体生态系统。
目前，长三角地区已建成半导体生态系统，零部件采购十分便利。
这将鼓励具有本地替代能力的制造商。
聚类。
关于人才，罗教授认为，首要任务是优化人才配置。
无论是正规大学、培训机构还是公司本身，都应该培养各个层次的人才，比如领军人才、技术人才、一线生产人员等。
目前我国半导体人才只有72万，留下巨大的缺口。
因此，必须保证人才供给。
最后，要提高人才素质，注重产学研投入和交流。
荣耀软件季先生认为，半导体软件行业人才储备薄弱。
高校计算机专业面向互联网行业，不能直接“引进来”。
他们主要依靠企业培养自己，人才急缺。
对于中小型半导体企业的生存和发展，罗教授认为，应该寻求大企业的支持，因为这些龙头企业一直受到大基金或民间资本和股市投行家的青睐。
在大企业是恒大的前提下，中国小企业很难获得这么多资源进行发展，但他们可能会在小众领域找到方向。
王广义先生的观点与此不谋而合。
他还认识到“大的永远是大的”。
半导体是一个重资产、高投入的长期产业。
中小企业不应盲目追求“做大做强”。
唯一的生存之道就是精确和细致。
在本土化之路上，王主任分享了自己的经验：引进+消化吸收+创新。
起初完全依赖国外团队，逐渐转向中外团队合作，最后将技术交给国内团队实施。
最后，无论是为人才建立“朋友圈”，还是为中小企业建立“朋友圈”，罗教授指出，去年建立的IC快乐心平台可以提供适当的帮助。
作为“企业升级加速器”，环芯谷物利用整个团队的影响力，为半导体制造领域的市场、技术、人才、资金、政府搭建沟通桥梁，助力中小企业企业通过“学习、分享、互助”，不同领域的制造商可以发挥潜力，帮助他们找到“合作、创新、共赢”的商机。
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