积塔半导体洪沨:数据分析是把双刃剑 人工智能替代性尚不明朗

从晶圆制造、中测、封装到成测,每一步都会对良率产生影响。其中晶圆制造因为工艺复杂,工艺步骤多成为影响良率的主要因素。

对于先进的集成电路芯片而言,大多数的工艺步骤都必须非常接近才能保证有高的整体良率。通常在一个新工艺或新产品刚开始之初,整体的良率都不会很高。但随着生产的进行和导致低良率的因素被发现和改进,良率就会不断地被提升。现产品、新工艺或是工具,每隔几个月甚至几周就会被引进,因此提升良率就成了半导体公司的一个永不停息的过程。

作为中国半导体产业的参与者、建设者和观察者,上海积塔半导体(以下简称上海积塔)又是如何看待中国的半导体产业的?中国半导体制造产业如何才能实现突围?在第八期集微龙门阵之“先进制程、数据分析和良率提升”的直播中,上海积塔半导体有限公司CEO洪沨给我们做了解答。

对于晶圆制造企业而言,良率提升是永恒的话题。”洪沨开场即如是说

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伴随工艺升级 良率提升的挑战如影随形

制程工艺需要不断往前演进,每演进一个制程工艺就会产生新的问题,紧接着需要继续提升良率。英特尔、新加坡特许半导体、中芯国际、武汉新芯等国内外的晶圆厂,每当接触到新的工艺节点都会遇到新的问题,从而也会遇到良率提升的挑战。

随着集成电路工艺节点越来越小,不仅对于设备的要求越来越高,同时还需要材料的改进,而制程工艺也从平面进入到3D。在制造企业刚开始研发工艺的时候,必须要定义好一大堆的参数,来表征良率。

洪沨表示,一般来说,逻辑电路会用一个测试芯片——Test Vehicle(一般是一个足够大容量的SRAM)来看良率是不是能够从0到1,然后到20%、30%、50%,等达到70%-80%左右的时候,就必须要通过产品升级去不断提升良率。晶圆制造厂需要制定专门的良率路线图,然后将良率从80%一步步提升到95%左右。这是目前国际上比较标准的一个良率提升方法。

中国目前已经进入先进制程2.0时代,此时便需要将良率提升的方法运用得更加炉火纯青。这不仅需要一个非常有经验的团队,该团队必须非常熟悉制程工艺、设备,以及工艺、设备和器件之间的关系,同时还需要不断演进整个工艺控制的流程。经过多年发展,中国半导体制造行业已经发展到一定的成熟水平去运用标准的良率提升方法。

值得一提的是,有些先进的晶圆厂为了攻克良率问题,除了使用已经商用的良率提升软件和硬件外,也会和供应商一起开发特殊的软件和硬件来提升良率,这也是他们具备较强竞争力的原因所在。”洪沨说

提升良率 数据分析是把双刃剑

对晶圆厂来说,数据分析对良率提升或其他任何环节都是非常重要的,和良率提升的关系尤其密切。所有的晶圆厂都会用FDC软件,根据对设备中各种传感器收集来的海量数据进行分析,确定哪些数据跟良率提升是相关的,分析出有价值的信息。

但实际应用的情况还很不成熟,在晶圆厂生产过程中,如何处理和精简收集到的大量数据,提炼有用信息仍然是需要持续研究和解决的问题。

洪沨指出,数据分析是双刃剑,很多人要么找不到问题,要么找到无数的问题。所以,数据分析是个手段,用好它需要经验和专业性,还需要软件供应商和晶圆厂一起密切合作

据了解,现在国产设备的使用越来越多,给晶圆厂带来的挑战在增多,因为国产设备进入先进制程的时间较晚,需要很长时间才能稳定下来,影响了生产线的稳定性。这要求晶圆厂和设备公司要紧密合作,用数据分析的手段,把国产设备的不稳定性降到最低,让其得到更快的发展。

人工智能能否替代工程师 犹未可知

当AI被证实是降低社会治理成本、提升治理效率、减少治理干扰是最直接、最有效的方式后,其势必会在疫情结束后倒逼社会治理体系的变革。此次疫情期间,5G、大数据、AI、机器人等新技术扮演着越来越重要的角色。

据了解,目前已经有很多公司建立模型,借助各种各样的软硬件和海量数据,开发AI软件和算法,用机器人代替了工程师的工作。

集成电路产业作为国之重器,不仅是一个技术密集、资金密集的产业,更是一个需要聚集大量人才的产业。行业内不管是工艺工程师还是设备工程师都需要丰富的经验。

他们每天的工作就是保证工厂的制程不要出问题。产品的良率提升、良率稳定都是要靠工程师每天进出工厂,一直紧盯生产线来实现,否则就会出纰漏。这样的工作需要经验和一整套的方法。”洪沨说

对于AI能否替代工程师的工作,洪沨对此表达了自己的担忧:“AI替代很多工作,虽然这个从理论上来说是可以实现的,而且已经有很多专家在讨论这样的问题,但是能否完全替代工程师以及产生的影响究竟就是好是坏,还不是很确定。”

云端工作和在线协作的模式在疫情期间同样迎来了前所未有的爆发机遇。

据了解,现在很多晶圆制造厂里面的先进机台都具备远程遥控的功能,可完成部分远程工作。但很多半导体公司为了避免电脑病毒的影响,保障信息安全,都会关闭机台的远程遥控功能。对于制造企业而言,还是需要工程师亲自去工厂处理工作。

洪沨介绍,之前在新冠肺炎疫情最严重的时候,上海积塔会要求少部分值班工程师必须去工厂,而随着疫情逐渐缓和,去工厂的工程师越来越多,因为开发工艺等问题需要工程师亲自去工厂解决。

“虽然现在越来越多的设备具备远程遥控功能,但我不确定该设备或者软件的网络工作已进展到何种程度,同时也不确定目前业界有多少公司会采用远程遥控功能。”洪沨说。

据了解,上海积塔特色工艺生产线建设项目于2018年8月开工建设,2019年12月设备搬入。该项目位于临港重装备产业区,总投资359亿元,是上海市政府与中国电子信息产业集团合作协议的重要内容,也是其中第一个落地的重大产业项目。该项目目标是建设月产能6万片的8英寸生产线和5万片12英寸特色工艺生产线,产品重点面向工控、汽车、电力、能源等领域。

此前,据上海积塔官方消息显示,该项目按照预定节点成功通线投片。

(校对/Yuna)

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