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[原创] 两大转折,四大要素,KLA如何赋能中国半导体市场

半导体行业观察 ·2018-04-04 08:34·半导体行业观察
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随着技术的进步发展,制程的步骤越来越多,工艺也更加复杂化。如采用多重图形技术的制程则为达到1000多道,而工艺窗口的挑战则要求几乎是“零缺陷”,这就对工艺控制水平提出了更高的要求。制造过程中任何细小的错误都将导致重新流片,而其代价将会很大,因此在制造过程中,检测和量测变得越来越重要,越早发现问题所在,可挽回的损失越大。

日前,在SEMICON China展会上,KLA-Tencor(科天)全球客户合作资深副总裁及CMO Oreste Donzella在该公司新闻发布会上,探讨了中国半导体的崛起、技术上的挑战——包括KLA-Tencor特别专注的制程控制部分,及其如何帮助中国加速半导体的成长。

KLA-Tencor(科天)全球客户合作资深副总裁及CMO Oreste Donzella


半导体的两个转折点

首先,Oreste Donzella认为现在半导体业遇到了两个转折点:

第一,技术上的转折点——新的应用,如物联网、5G、人工智能、自动驾驶和VR/AR等,都在推动半导体技术不断进步;

第二,半导体的转折点在中国,中国的半导体项目在遍地开花。

”从半导体行业的营收到半导体厂设备的营收,我们可以看到每一个环节都在高速成长。尤其是半导体设备,2017年第一次超过四百亿美金,制程控制这一部分,也是去年第一次超过50亿美金。”Oreste Donzella在谈到KLA-Tencor去年的营收时表示。

那么为什么半导体第二个转折点是中国呢?

“因为我们看到从东北到深圳,从上海到重庆、成都,实际上新的半导体计划、项目遍地开花。”在这一情况之下,KLA-Tencor的订单数目从2016年到2017年,增长了三倍。

KLA-Tencor其产品线涵盖了半导体制程的各个环节和技术节点,包括晶圆表面缺陷、光罩、薄膜等,也同时提供数据的分析和储存。在其它领域,如高亮度LED、MEMS、功率器件等,KLA-Tencor也为客户提供了大量的先进技术和机台。



技术趋势和挑战

更先进的技术节点意味着更大的研发投入,而随着成本的增加良率的提升就显得尤为重要,良率成本需要达到平衡。同时要尽量缩短从研发到上线,再到最终产品的周期。

KLA-Tencor一直致力于帮助客户加快产品开发周期,从而降低成本。KLA-Tencor也与客户通过紧密合作,当客户在生产和研发过程中遇到新的挑战时,KLA-Tencor的工程师都会在第一时间了解到客户的需求,并借助自身强大的技术能力帮助客户解决难题,最终实现和客户共同进步。

KLA-Tencor认为在制程演進方面,可以分成两大部分,一个是检测,一个是量测。检测就是把在制程上发生地任何缺陷找出来,量测,就是确定在量测上面,所有的步骤可以符合设计的标准。

对于先进制程,如7nm和5nm等设计节点,芯片制造商想要找到产品上的叠对误差、线宽尺寸不均匀和易失效点(Hotspots)的明确起因将变得越来越困难。

那么制程控制为什么困难,Oreste Donzella表示,现在最新的制程有一千个生产的步骤,有超过十亿个的晶体管,超过一英里长的电线,放在一个邮票大的晶圆上面,整个制程都要完美,中间出现任何一个问题,将来都会造成器件工作上的困难。这在无形中增加了制程控制的难度。


制程控制的三个贡献

那么KLA-Tencor是如何做的呢?

一般,半导体工艺控制涉及三个步骤:研发、初期生产(ramp)以及大量生产。每一个步骤期间制程控制的策略(检测和量测的需要)是不一样的。

在研发方面,KLA-Tencor的制程控制有三个主要的贡献:

第一,帮助客户了解制程上到底需要什么。

第二,解决在制程上出现任何制程不能解决的问题。

第三,优化制程控制的策略。

具体来说,在研发阶段,最重要的制程控制,就是帮助客户了解问题并解决问题。“很多新技术引进的时候,包含立体3D,新材料,必定会碰到很多新的挑战。制程控制可以帮助客户在研发阶段,能够尽早地把问题解决,为下一步生产做准备。”Oreste Donzella在谈到研发时表示。

第二阶段,大量生产之前,如何把良率问题全部解决,并且能够帮助客户,加速他们产品上市的时间。。

“一个是最新300mm Fab厂,整个Fab要花一百亿美金的价值,按照正常的折旧,一天就要耗费四百万美金,怎么样能够把新的产品尽快推向市场?”所以这就要求在大量生产之前,保证良率。

第三个阶段,制程控制的重点是能够怎么样帮助客户保持高的和稳定的良率。



中国半导体的四大要素

在谈到中国半导体产业时,KLA-Tencor 中国区总裁张智安先生表示,中国半导体要起来,需要有四大的要素:市场资金,人才以及技术。

第一,市场不是问题。现在,中国半导体的消费量已经超过了石油,位居第一位。

第二,再來看资金.今天我们看到,国家政府非常支持半导体产业,总理工作报告第一个支持的产业就是半导体。

第三,技术。這分几个不同的层面来讲,技术有半导体制造技术,目前还是有些差距。 但是我们在设计领域,中国已经有很强的设计企业, 他们已经跑到了全球最前沿。而且有大量小的设计企业在成长,这个就变成一个驱动,给了制造业一个很大的机会,所以技术既不是红的,也不是绿的,应该是黄的,慢慢往绿色变

第四,对于整个产业链来说,最大的问题就是人才。

KLA-Tencor的核心竞争力就是把所有新技术集成。尤其是随着技术的进步发展,制程的步骤越来越多,工艺也更加复杂化。如采用多重图形技术的制程则为达到1000多道,而工艺窗口的挑战则要求几乎是“零缺陷”,这就对工艺控制水平提出了更高的要求。制造过程中任何细小的错误都将导致重新流片,而其代价将会很大,因此在制造过程中,检测和量测变得越来越重要,越早发现问题所在,可挽回的损失越大。

随着中国半导体市场的加速发展,地位也变得举足轻重,将来会是兵家必争之地。

“中国有很多对于我们很重要的客户, 我们希望能与他们保持密切的合作关系,为他们提供所需的技术支持和服务。今后,我们会持续投入中国市场。全力支持中国半导体行业发展。我们相信未来的中国市场会有很好的发展前景,中国的半导体产业正在向好的方向发展。”Oreste Donzella强调。

文/半导体行业观察 刘燚


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1547期内容,欢迎关注。

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