近日，第十一屆半導(dǎo)體設(shè)備年會在無錫開幕,，大會分論壇 “新器件新工藝推動新材料新設(shè)備創(chuàng)新發(fā)展論壇”于當(dāng)天召開,，會后舉辦了“上下游供需對接”環(huán)節(jié)。與會嘉賓介紹了AI在半導(dǎo)體材料研發(fā)中的應(yīng)用;同時,，在推進(jìn)國產(chǎn)化進(jìn)程中,，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開展深入供應(yīng)鏈合作，組建數(shù)據(jù)庫,，并從設(shè)計(jì),、測試到產(chǎn)業(yè)化形成有效聯(lián)動,，加速在設(shè)備、材料等“卡脖子”技術(shù)的底層創(chuàng)新,。

  材料的創(chuàng)新推動了芯片產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,。根據(jù)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)的分析，材料對集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的貢獻(xiàn)超過60%,。2022年全球集成電路材料市場規(guī)模達(dá)到698億美元,，中國位居第二位，年均市場規(guī)模為130億美元,，市場占有率為19%,。

  馮黎介紹說，材料的發(fā)展帶動了十倍左右的芯片產(chǎn)業(yè)以及數(shù)十倍應(yīng)用系統(tǒng)市場,，但當(dāng)前半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化率約25%,，其中大宗氣體、靶材本土化率較高,，光刻膠,、掩膜版等國產(chǎn)化率低。

  隨著芯片從平面結(jié)構(gòu)向三維結(jié)構(gòu)等的升級,，新器件新工藝推動著材料創(chuàng)新,，AI在數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等方面的強(qiáng)大能力,，能夠加速材料的篩選和設(shè)計(jì)過程,，從而明顯降低研發(fā)周期和成本，也將助力國產(chǎn)半導(dǎo)體材料研發(fā)創(chuàng)新,。

  據(jù)介紹,，目前英偉達(dá)開發(fā)的cuLitho計(jì)算光刻庫已經(jīng)獲國際半導(dǎo)體設(shè)備、半導(dǎo)體制造廠等應(yīng)用,，加速2納米制程的芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)開發(fā);泛林集團(tuán)通過人工智能加速了深度晶硅刻蝕,，IBM也借助人工智能開展逆向材料篩選，定制材料設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)化,。

  馮黎表示,，上海集成電路材料研究院在拋光材料計(jì)算、光刻膠底層配套材料設(shè)計(jì)以及濾波器摻雜材料選擇等方面已經(jīng)用AI加快工藝設(shè)計(jì),，提升研發(fā)效率,。

  據(jù)介紹，上海集成電路材料研究院運(yùn)用材料跨尺度計(jì)算,，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),，形成集成電路材料基因庫;在2023年3月份成立了集成電路材料創(chuàng)新聯(lián)合體。

  “數(shù)據(jù)庫是人工智能三大要素之一,，(重要性)甚至高于算力,、算法,，” 馮黎指出通過設(shè)立材料創(chuàng)新聯(lián)合體，歸集眾多研發(fā)數(shù)據(jù),，通過機(jī)器學(xué)習(xí),、分析建模等手段，加快研發(fā)進(jìn)程,。

  隨著模擬芯片,、化合物半導(dǎo)體以及MEMS(電子機(jī)械系統(tǒng))等領(lǐng)域發(fā)展，集成電路設(shè)備和材料國產(chǎn)化面臨著新挑戰(zhàn)和機(jī)遇,。

  粵芯半導(dǎo)體戰(zhàn)略產(chǎn)品中心劉云峰表示,，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)雖然取得了一些國產(chǎn)化的進(jìn)展，但在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域任舊存在一定差距,。就模擬芯片的制造工藝而言,，深硅刻蝕設(shè)備、高深寬比填充設(shè)備,、超高壓隔離電容設(shè)備,、離子注入機(jī)、鍺外延設(shè)備和部分特殊氣體,、光刻膠等還依賴進(jìn)口,。

  粵芯半導(dǎo)體也在積極推動國產(chǎn)化進(jìn)程，在汽車電子領(lǐng)域的深入布局,，以汽車終端的應(yīng)用為牽引，與各個車廠建立戰(zhàn)略合作,，共創(chuàng)從芯片制造到整機(jī)的聯(lián)動模式,。根據(jù)粵芯半導(dǎo)體產(chǎn)能規(guī)劃，粵芯一,、二期總產(chǎn)能4.5萬片已全面投產(chǎn),，三期將在2024年一季度陸續(xù)釋放，并且粵芯制定了各階段設(shè)備國產(chǎn)化率目標(biāo),，目前粵芯在材料端國產(chǎn)化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)超過50%,，設(shè)備端國產(chǎn)化目標(biāo)做到40%。

  上海積塔半導(dǎo)體有限公司制造技術(shù)發(fā)展與評估部部長賀中鶴介紹,，目前碳化硅整個產(chǎn)業(yè)主要的成本還是集中在材料端,。為提升產(chǎn)量和效率，業(yè)界開始嘗試激光切片,、復(fù)合碳化硅片制備方式提升產(chǎn)量,，相應(yīng)工藝對激光切片設(shè)備、原子層鍵合和解鍵的技術(shù)和設(shè)備提出需求,。

  “2023年是平面MOSFET技術(shù)開始向溝槽MOSFET轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn),，” 賀中鶴表示,，碳化硅器件結(jié)構(gòu)不停地改進(jìn)革新，就需要使用高密度等離子體刻蝕,、ALD(原子層沉積)技術(shù)等來解決工藝難題,，呼吁國產(chǎn)設(shè)備、材料等廠商積極攻克,。

  上海集成電路材料研究院首席技術(shù)專家王詩男博士指出,，與集成電路相比，MEMS具有更多樣化,、定制化,、復(fù)雜性等特點(diǎn)且每種器件的生產(chǎn)量有限，因此對于設(shè)備的靈活性和容差性要求比較高,。此外,，MEMS制作的完整過程中，要解決脆弱基板的處理,、高深寬比結(jié)構(gòu)的加工以及薄膜厚度均勻性的控制等問題,，對設(shè)備和材料以及配套軟件穩(wěn)定性、一致性等提出需求,。

  王詩男建議設(shè)備廠商緊跟需求堅(jiān)持持續(xù)創(chuàng)新,，在產(chǎn)品驗(yàn)證階段多投入取得更多數(shù)據(jù)，以逐步提升產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性,。

  在當(dāng)前供應(yīng)鏈風(fēng)險升級背景下,，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備、材料廠商與產(chǎn)業(yè)鏈,、供應(yīng)商已經(jīng)密切聯(lián)動,，向零部件、基礎(chǔ)材料等基礎(chǔ)層領(lǐng)域延伸創(chuàng)新鏈條,。

  拓荊創(chuàng)益(沈陽)半導(dǎo)體有限公司副總裁呂志鵬博士指出,，為維護(hù)供應(yīng)鏈的安全，拓荊在近幾年不僅致力于研發(fā)新半導(dǎo)體設(shè)備,，還著力于國產(chǎn)化核心零部件,，以提高供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。據(jù)介紹,，拓荊在核心元器件方面的國產(chǎn)化涵蓋了13大類,、數(shù)十個品相，公司量產(chǎn)設(shè)備國產(chǎn)化率能夠達(dá)到90%,，新研發(fā)項(xiàng)目國產(chǎn)化率更高,。

  “在開發(fā)核心元器件的過程中，我們的產(chǎn)品不僅要達(dá)到功能上滿足設(shè)備的需求，還要注重重復(fù)性,、質(zhì)量和長期可靠性,。”呂志鵬表示,，公司整個供應(yīng)鏈與供應(yīng)商密切合作,，建立一致的質(zhì)量管控系統(tǒng)。另外,，在開發(fā)設(shè)計(jì)階段,，拓荊會與合作伙伴密切討論產(chǎn)品規(guī)格、功能,、可靠性等指標(biāo),，從項(xiàng)目立項(xiàng)到量產(chǎn)的落地各項(xiàng)費(fèi)用實(shí)現(xiàn)“雙贏”并完善測試環(huán)節(jié)，注重在產(chǎn)品量產(chǎn)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化過程中的質(zhì)量管控,，提升國產(chǎn)產(chǎn)品可靠性等指標(biāo),。

  作為國內(nèi)純?yōu)R射靶材供應(yīng)商，江豐電子從電子材料向半導(dǎo)體精密零部件領(lǐng)域和相關(guān)核心材料擴(kuò)展,。公司在2018年成立了零部件事業(yè)部,，目前形成六個量產(chǎn)的基地，用于700多臺設(shè)備和1600人的制造團(tuán)隊(duì),，服務(wù)約120家量產(chǎn)客戶,。

  江豐電子副總經(jīng)理邊逸軍表示，自2016年以來,，美國,、日本等對中國半導(dǎo)體管制升級，加劇了國內(nèi)供應(yīng)鏈壓力,，也進(jìn)一步促使中國實(shí)現(xiàn)零部件國產(chǎn)化,。目前機(jī)械類零部件國產(chǎn)化率已達(dá)50%以上，而在光學(xué)類等其他領(lǐng)域,，國產(chǎn)化率較低，也具有巨大發(fā)展?jié)摿Α?

  “零部件的本質(zhì)還是要解決關(guān)鍵材料問題”,，江豐電子副總經(jīng)理邊逸軍表示,，江豐電子定位為“國產(chǎn)化制造商”的角色，公司在布局零部件的同時,，也在布局核心原材料的國產(chǎn)化,，希望從零部件入手，從上游到下游全面扶持本土供應(yīng)鏈,。

  作為全國集成電路發(fā)展重鎮(zhèn),，長三角地區(qū)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)慢慢的開始產(chǎn)業(yè)鏈上下游的資源的貢獻(xiàn)與合作。

  在本次大會上，上海市集成電路行業(yè)協(xié)會秘書長郭奕武在致辭中介紹,，上海市集成電路行業(yè)協(xié)會始終致力于推動長三角地區(qū)的深層次地融合,，加速半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其注重整合集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上下游的資源,，促進(jìn)共享合作,，并呼吁各地發(fā)揮資源稟賦，以應(yīng)用為引領(lǐng),，共建安全,、有韌性的供應(yīng)鏈生態(tài)。

  據(jù)統(tǒng)計(jì),，2022年全國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超過1.2萬億元,，增長14.8%，而長三角地區(qū)更是達(dá)到7500多億,，同比增長18%,，占全國60%以上。上海市在全國的占比更達(dá)到22.3%,。他還介紹了上海集成電路設(shè)備材料企業(yè)在前道設(shè)備,、后道設(shè)備等方面的成就，強(qiáng)調(diào)了上下游協(xié)同發(fā)展的重要性,。

  “今年1到6月份,，上海集成電路設(shè)備產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持增長態(tài)勢，” 郭奕武指出,，盡管多數(shù)半導(dǎo)體細(xì)致劃分領(lǐng)域銷售出現(xiàn)下降,，但設(shè)備和材料保持逆勢增長，實(shí)現(xiàn)銷售將近154億,，同比增長27.3%,。

  江蘇省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會秘書長秦舒表示，無錫作為國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的重要起點(diǎn)之一,，在近40多年的發(fā)展歷史中,，慢慢地增加集成電路產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，著力加強(qiáng)關(guān)鍵環(huán)節(jié),，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)鏈,、補(bǔ)鏈、延鏈,，取得了顯著的成就,。

  據(jù)統(tǒng)計(jì)，無錫市集成電路產(chǎn)業(yè)鏈在2022年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值2091.52億元,，同比增長15.2%,。江蘇省在集成電路設(shè)計(jì)、制造、封測等方面的出售的收益也保持強(qiáng)勁增長,，占全國規(guī)模的26.5%,，尤其是江蘇的封測產(chǎn)業(yè)占全國規(guī)模的一半以上。

  秦舒還強(qiáng)調(diào)了長三角一體化的重要性,，并表示長三角需要對標(biāo)世界發(fā)達(dá)國家水平和國家重大戰(zhàn)略需求,，加快在技術(shù)和工藝創(chuàng)新區(qū)域分工協(xié)作，在產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈體系構(gòu)建等方面突破“卡脖子”問題,，推動集成電路產(chǎn)業(yè)特別是新設(shè)備,、新材料發(fā)展邁上新臺階。

  論壇最后,，上海市集成電路行業(yè)協(xié)會與集成電路材料創(chuàng)新聯(lián)合體組織“上下游供需對接會”,，7家來自國內(nèi)龍頭晶圓制造、封裝測試,、設(shè)備企業(yè)與平臺與50余家的設(shè)備,、材料、零部件企業(yè),，現(xiàn)場“面對面供需對接,，點(diǎn)對點(diǎn)強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈”，對接會構(gòu)建了半導(dǎo)體廠商上下游互通渠道,，幫企業(yè)達(dá)成交流合作,、收獲訂單，加強(qiáng)產(chǎn)品協(xié)作,、配套采購,。

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