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在大會的主題演講環(huán)節(jié),中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會副秘書長、工信部電子科技委專家委員李晉湘,中電科電子裝備集團(tuán)有限公司黨委書記、總經(jīng)理王平等重量級嘉賓,圍繞后摩爾時代半導(dǎo)體裝備創(chuàng)新、成熟工藝國產(chǎn)化設(shè)備進(jìn)展、AI 時代裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新之路等關(guān)鍵議題分享行業(yè)洞見,為中國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入強(qiáng)勁思想動力,也勾勒出產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的清晰路徑。
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央企擔(dān)當(dāng),破局后摩爾時代挑戰(zhàn)
王平以《后摩爾時代半導(dǎo)體裝備創(chuàng)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)》為題,深入剖析行業(yè)發(fā)展態(tài)勢與企業(yè)實(shí)踐。?
從機(jī)遇來看,后摩爾時代,人工智能與算力爆發(fā)成為核心驅(qū)動,集成電路發(fā)展路徑轉(zhuǎn)向多元化,為芯片技術(shù)升級和制造設(shè)備創(chuàng)新帶來良好機(jī)遇。裝備領(lǐng)域呈現(xiàn)三大特征:成熟制程和特殊工藝領(lǐng)域成為國產(chǎn)裝備重要陣地,先進(jìn)制程領(lǐng)域是持續(xù)攻堅(jiān)的主戰(zhàn)場,超越摩爾領(lǐng)域則開創(chuàng)全新賽道,為國產(chǎn)裝備提供差異化發(fā)展空間;同時,裝備發(fā)展從專業(yè)化向平臺化轉(zhuǎn)變,研發(fā)模式也借助 AI 賦能,實(shí)現(xiàn)從跟隨仿制到正向研發(fā)的跨越。
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在挑戰(zhàn)方面,國際層面,大國博弈下我國半導(dǎo)體裝備自主能力面臨嚴(yán)峻考驗(yàn),美國實(shí)體清單與關(guān)稅政策帶來諸多不確定性;國內(nèi)層面,半導(dǎo)體裝備領(lǐng)域進(jìn)入 “戰(zhàn)國時代”,國際巨頭憑借政策優(yōu)勢實(shí)施低價傾銷與高端限制,國內(nèi)頭部企業(yè)開啟平臺化布局,泛半導(dǎo)體裝備企業(yè)的融入進(jìn)一步加劇市場競爭。
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針對這些機(jī)遇與挑戰(zhàn),電科裝備開展多方面實(shí)踐:
·完善治理體系,實(shí)施內(nèi)部改革,打造新型生產(chǎn)關(guān)系,明確研究所、產(chǎn)業(yè)公司、上市平臺的定位與職責(zé),形成科學(xué)發(fā)展路徑;
·推動科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合,持續(xù)做強(qiáng)優(yōu)勢產(chǎn)品,承擔(dān)市場射頻領(lǐng)域安全保底責(zé)任,開展正向與顛覆式技術(shù)創(chuàng)新,并積極融入開放創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)生態(tài);
·構(gòu)建 “裝備 + 資本” 發(fā)展格局,通過資本運(yùn)作提升資源獲取能力,借助價值投資優(yōu)化資源配置,形成科技、產(chǎn)業(yè)、金融的良性循環(huán)。
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肯定成熟工藝價值,補(bǔ)齊國產(chǎn)化短板
李晉湘的演講聚焦集成電路成熟工藝國產(chǎn)化設(shè)備進(jìn)展,為行業(yè)發(fā)展提供關(guān)鍵參考。?
李晉湘首先明確成熟工藝與特色工藝的定義及市場地位:成熟工藝一般指 150nm 至 22nm 工藝,特色工藝是在成熟工藝基礎(chǔ)上,為滿足特定應(yīng)用市場需求開發(fā)的專用制造工藝;28nm 以上的成熟特色工藝占據(jù)半導(dǎo)體行業(yè) 80% 的市場份額,是設(shè)備和材料的重要市場源泉。他指出,特色工藝在汽車芯片、光電芯片、射頻芯片等眾多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,且對設(shè)備要求極高 —— 例如汽車芯片需在 - 40℃至 150℃的溫度范圍內(nèi)安全運(yùn)行,對設(shè)備和材料支撐提出更高標(biāo)準(zhǔn)。
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從設(shè)備現(xiàn)狀來看,李晉湘將集成電路設(shè)備分為五大類,逐一分析國產(chǎn)設(shè)備發(fā)展情況:
·圖形生成設(shè)備:光刻機(jī)國產(chǎn)樣機(jī)已進(jìn)入產(chǎn)線研發(fā)驗(yàn)證,但量產(chǎn)規(guī)模較小;涂膠顯影設(shè)備表現(xiàn)良好,但受限于進(jìn)口光刻機(jī);量測設(shè)備是長期存在的短板。
·芯片制造薄膜增材設(shè)備:固體膜設(shè)備基本滿足需求;液相膜的銅電鍍設(shè)備需提升成熟度;氣相膜設(shè)備品類齊全,但部分特殊制程仍受國外控制。
·芯片制造減材工藝設(shè)備:CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)和干法刻蝕設(shè)備表現(xiàn)較好;濕法清洗設(shè)備潛力巨大,有待進(jìn)一步挖掘。
·芯片制造材料改性設(shè)備:離子注入機(jī)存在高能大束流短板;激活設(shè)備技術(shù)有待突破。
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芯片制造量測設(shè)備:設(shè)備種類繁多,時效分析設(shè)備等核心設(shè)備涉足較少,電子束檢測技術(shù)與國外存在差距。
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最后,李晉湘提出發(fā)展國產(chǎn)設(shè)備的四點(diǎn)建議:
·高度重視設(shè)備培訓(xùn),借鑒國外經(jīng)驗(yàn)建立完整培訓(xùn)體系,引入 VR 等技術(shù)提升工程師操作能力;
·緊跟特色工藝發(fā)展,加大 28nm 金屬柵、鍺硅量產(chǎn)設(shè)備研發(fā)力度,設(shè)備企業(yè)需加強(qiáng)工藝研究,提供 BKM(最佳已知方法)方案;
·重點(diǎn)突破量測設(shè)備,尤其是自主開發(fā)設(shè)備軟件,關(guān)注設(shè)備全生命周期成本與運(yùn)維效率;
補(bǔ)齊特殊工藝設(shè)備短板,降低 COO(單位制造成本)成本,提升設(shè)備企業(yè)的經(jīng)濟(jì)與社會回報(bào)。
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AI 賦能,引領(lǐng)裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新之路
北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司總裁陳吉,以《AI 時代集成電路裝備產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新之路》為題,分享北方華創(chuàng)在 AI 時代的戰(zhàn)略布局與創(chuàng)新實(shí)踐。?
陳吉指出,人工智能正引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革,從芯片普及到 AI 芯片廣泛應(yīng)用,AI 將重塑各行各業(yè)。預(yù)計(jì)到 2030 年,AI 市場規(guī)模將達(dá)萬億美元,這將帶動全球半導(dǎo)體設(shè)備近 40% 的增長,中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備市場也將隨之持續(xù)擴(kuò)張。
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在 AI 生態(tài)中,芯片裝備是重要基石。集成電路是支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵工業(yè)技術(shù),AI 芯片作為硬件核心,對性能、速度、容量、穩(wěn)定性和功耗提出更高要求。前道制程不斷追求晶體管密度提升,從 FinFET 到 GAA(全環(huán)繞柵極)再到 CFET(互補(bǔ)場效應(yīng)晶體管),存儲技術(shù)也在持續(xù)演進(jìn) —— 這些技術(shù)創(chuàng)新均依賴裝備迭代升級,“一代技術(shù)、一代工藝對應(yīng)一代裝備”,同時需要零部件協(xié)同創(chuàng)新。
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北方華創(chuàng)積極探索裝備智能化創(chuàng)新,借鑒國際主流大廠應(yīng)用 AI 提升生產(chǎn)力、設(shè)備利用率和工藝質(zhì)量的經(jīng)驗(yàn),提出 “賦予裝備 AI 能力”:通過工藝優(yōu)化、監(jiān)控監(jiān)測控制,為裝備注入新質(zhì)生產(chǎn)力。裝備智能化并非簡單疊加軟件功能,而是需結(jié)合 AI 應(yīng)用需求,突破硬件協(xié)議和系統(tǒng)瓶頸,構(gòu)建開放互聯(lián)、可持續(xù)演進(jìn)的新格局。具體實(shí)踐包括:在智能配方優(yōu)化方面,結(jié)合機(jī)臺基礎(chǔ)原理與 AI 計(jì)算,縮短研發(fā)周期、降低成本;在智能調(diào)度與監(jiān)控仿真方面,通過多維度模型訓(xùn)練,大幅提升設(shè)備產(chǎn)出與產(chǎn)品良率。
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對于裝備業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,陳吉表示:2024 年中國集成電路裝備營收占全球市場 6%,北方華創(chuàng)營收位列全球第六 —— 雖取得階段性進(jìn)步,但仍有巨大成長空間。產(chǎn)業(yè)發(fā)展依賴系統(tǒng)工程創(chuàng)新與高質(zhì)量協(xié)同,從材料、零部件到設(shè)備,每個環(huán)節(jié)都需構(gòu)建高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),形成閉環(huán)生態(tài)鏈。北方華創(chuàng)今年推出多款新設(shè)備,并整合資源完善產(chǎn)品線,未來將邁向 “AI 設(shè)備 +” 時代,為客戶提供全方位解決方案,助力中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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自主創(chuàng)新,探索國產(chǎn)設(shè)備突圍新路徑
盛美半導(dǎo)體設(shè)備(上海)股份有限公司銷售副總裁王希,以《新格局下國產(chǎn)設(shè)備突圍:技術(shù)創(chuàng)新與新路徑探索》為題,從全球半導(dǎo)體發(fā)展新形勢與盛美自主創(chuàng)新實(shí)踐兩方面,闡述國產(chǎn)設(shè)備的突圍之道。?
在全球半導(dǎo)體發(fā)展新形勢方面,王希指出:全球集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)中,電子終端產(chǎn)品市場規(guī)模超 5 萬億美元,半導(dǎo)體裝備市場超 1100 億美元;中國制造在智能手機(jī)、筆記本電腦、白色家電、新能源汽車等終端消費(fèi)市場占比均超 60%,部分品類甚至達(dá) 80%,國內(nèi)終端市場需求為半導(dǎo)體行業(yè)提供強(qiáng)勁支撐。不過,中國集成電路進(jìn)出口仍存在貿(mào)易逆差,產(chǎn)業(yè)發(fā)展內(nèi)驅(qū)力強(qiáng)勁。從全球晶圓代工廠產(chǎn)能來看,中國大陸與中國臺灣是主要產(chǎn)能供給方,且中國大陸晶圓廠建設(shè)規(guī)模領(lǐng)先,對半導(dǎo)體裝備需求旺盛。2023-2024 年,全球半導(dǎo)體裝備市場規(guī)模穩(wěn)定在 1100 億美元以上,中國大陸市場雖受外部壓力出現(xiàn)短期波動,但長期趨勢趨于穩(wěn)定。
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在自主創(chuàng)新實(shí)踐方面,王希強(qiáng)調(diào):面對美國設(shè)備管制與技術(shù)封鎖,國產(chǎn)裝備需擺脫路徑依賴,走自主創(chuàng)新與新路徑探索之路。盛美在濕法工藝、先進(jìn)封裝、爐管、前道涂膠顯影、PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)、面板級先進(jìn)封裝等領(lǐng)域開展多項(xiàng)原始創(chuàng)新:
·濕法工藝領(lǐng)域:推出 TEBO 兆聲波技術(shù),可在氣泡穩(wěn)態(tài)不破的情況下實(shí)現(xiàn)超精細(xì)結(jié)構(gòu)無損清洗;開發(fā) Tahoe 技術(shù),將槽式清洗與單片清洗結(jié)合,硫酸用量減少 75%,同時精準(zhǔn)管控顆粒;將超臨界干燥設(shè)備與 TEBO 兆聲波技術(shù)組合,實(shí)現(xiàn)超精細(xì)多層 3D 結(jié)構(gòu)高效清洗干燥,且超臨界干燥設(shè)備采用垂直上下開合的獨(dú)創(chuàng)傳送方式,降低二氧化碳用量。
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·先進(jìn)封裝電鍍技術(shù):通過第一陽極、第二陽極技術(shù)控制均一性,解決 notch(缺口)處電場集中問題。
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·爐管領(lǐng)域:開發(fā)超高溫爐管(溫度高于 1250℃),采用平板式設(shè)計(jì)解決晶圓橋接難題。
前道涂膠顯影 Track(軌道):采用垂直交叉結(jié)構(gòu),提升設(shè)備產(chǎn)出與效率,適配新一代光刻機(jī)需求。
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·PECVD 領(lǐng)域:創(chuàng)新采用三頭設(shè)計(jì),可靈活適配不同工藝并優(yōu)化均一性。
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·面板級先進(jìn)封裝領(lǐng)域:開發(fā)水平式電鍍設(shè)備,通過獨(dú)創(chuàng)陽極設(shè)計(jì)與 “跑馬燈” 式通電方式,解決方片尖角部分電場控制難題,該技術(shù)獲美國 3D inCites 協(xié)會技術(shù)創(chuàng)新獎。
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王希還提到,自主創(chuàng)新需以 IP(知識產(chǎn)權(quán))保護(hù)為根基,同時加大研發(fā)投入,以開放心態(tài)推動 “再全球化” 進(jìn)程,才能實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)裝備的持續(xù)突圍與發(fā)展。
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