科天（KLA-Tencor）：制程管控這門生意

如今工藝節(jié)點(diǎn)不斷微縮，從90nm、65nm、45nm、28nm、14nm、10nm、7nm，再到5nm、3nm、1nm，晶體管數(shù)量越來(lái)越多，單顆芯片中晶體管數(shù)量超過(guò)數(shù)十億個(gè)。不僅如此，工藝步驟也在增多，制造工藝可能包括1000個(gè)以上的工藝步驟，外加上超過(guò)1英里長(zhǎng)的電路布線，這些所有的品質(zhì)都集中體現(xiàn)在一顆小小的晶圓上，而其中任意一個(gè)步驟出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)芯片就會(huì)報(bào)廢。

制程管控可以分成兩大部分，檢測(cè)和量測(cè)。其中，檢測(cè)就是把在制程上發(fā)生的任何缺陷找出來(lái)，量測(cè)是確定所有的步驟可以符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。在制造過(guò)程中，制程管控只會(huì)變得越來(lái)越重要。

“一般半導(dǎo)體廠都會(huì)雇傭很多大學(xué)畢業(yè)工程師用顯微鏡來(lái)看缺陷，而如今這門生意已經(jīng)發(fā)展到50億美元的市場(chǎng)?？铺欤↘LA-Tencor會(huì)提供檢測(cè)和量測(cè)以及數(shù)據(jù)分析的辦法，改善整個(gè)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的問(wèn)題，幫助客戶在最短時(shí)間內(nèi)提升最高良率?！痹谔峒翱铺炫c制程管控概念時(shí)，科天資深副總裁暨首席營(yíng)銷官Oreste Donzella在接受眾媒體采訪時(shí)說(shuō)道。

科天資深副總裁暨首席營(yíng)銷官Oreste Donzella

“整個(gè)存儲(chǔ)器制程周期通常為45天左右，邏輯制程為60天左右。在整個(gè)制造過(guò)程中，總共加入的檢測(cè)步驟有數(shù)百道，而KLA-Tencor在每一階段的制造過(guò)程中就能知道量測(cè)結(jié)果，大大節(jié)省了精力和成本?！監(jiān)reste Donzella這段話所說(shuō)的概念就是“在線檢測(cè)”，TechSugar記者認(rèn)為這種在線檢測(cè)更像即時(shí)檢測(cè)，在每一個(gè)工藝步驟之后，都能提供數(shù)據(jù)反饋，第一時(shí)間找到缺陷，從而快速解決問(wèn)題。

據(jù)TechSugar記者了解，科天在半導(dǎo)體設(shè)備中具有獨(dú)特的地位，從工藝到IC設(shè)計(jì)，再到封裝測(cè)試，科天都參與其中，整合每一個(gè)步驟，幫助整個(gè)業(yè)界廠商發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，助推其前進(jìn)。詳細(xì)點(diǎn)說(shuō)：在新產(chǎn)品試產(chǎn)階段，制程管控的作用是幫助發(fā)現(xiàn)和解決良率問(wèn)題，加快工藝開發(fā)和量產(chǎn)速度；在量產(chǎn)階段，制程管控則可以幫助客戶穩(wěn)定良率，改善制程的可預(yù)測(cè)性，避免產(chǎn)線出現(xiàn)異常問(wèn)題。隨著晶圓成本越來(lái)越高，每個(gè)百分點(diǎn)的良率提升都將轉(zhuǎn)化為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，KLA-Tencor可在上述三個(gè)階段幫助客戶縮短研發(fā)時(shí)間、提升生產(chǎn)良率。

這背后巨大的生意都反映在一組數(shù)據(jù)里，據(jù)Oreste Donzella介紹：“2017年，整個(gè)前端半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)大概500億美金，制程管控達(dá)到50億美金市場(chǎng)；后端封裝測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)為70億美金，制程管控大約在此占了大約7億美金，目前科天只占了其中一億美金左右。所以成長(zhǎng)空間巨大，這也是為什么科天會(huì)花很大經(jīng)歷在后端。”

市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)背后也說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題——半導(dǎo)體廠商愿意花更多資本去投入。正如Oreste Donzella所說(shuō)：“存儲(chǔ)器從2D到3D，邏輯方面從平面到FinFET，這種時(shí)代的轉(zhuǎn)變會(huì)讓客戶更愿意花更多的錢。比如平面時(shí)代，制程管控的支出只占整個(gè)資本支出的8%-9%。到了3D時(shí)代，這個(gè)比例會(huì)超過(guò)10%?！痹?jīng)在平面時(shí)代，應(yīng)力給制造過(guò)程并不會(huì)帶來(lái)太多制程缺陷。而在立體結(jié)構(gòu)上，應(yīng)力會(huì)造成很多檢測(cè)和量測(cè)上的問(wèn)題，當(dāng)然隨著電學(xué)與光學(xué)的發(fā)展，也會(huì)產(chǎn)生很多針對(duì)于立體結(jié)構(gòu)中應(yīng)力問(wèn)題的解決方法。所以可以看出，在3D時(shí)代制程管控的支出會(huì)更多。

時(shí)代的變遷不僅是平面到立體的進(jìn)化，也是檢測(cè)方法的進(jìn)化。Oreste Donzella表示：“曾經(jīng)是靠數(shù)學(xué)算法來(lái)檢測(cè)制程過(guò)程中的缺陷問(wèn)題，當(dāng)很多數(shù)據(jù)產(chǎn)生之后，科天就采用了機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。將過(guò)去的大數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)分析，這樣就不用單純對(duì)比，就能察覺(jué)缺陷了。而且更快更精準(zhǔn)?！?

當(dāng)然，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)絕對(duì)是不容忽視的。目前，科天在中國(guó)已經(jīng)設(shè)立了多處辦公室，希望能快速、及時(shí)地響應(yīng)本地客戶的需求，解決他們的技術(shù)難題。此前，科天中國(guó)區(qū)總裁張智安在接受媒體采訪時(shí)就表示：“隨著中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)的加速發(fā)展，它的地位也變得舉足輕重，將來(lái)會(huì)是兵家必爭(zhēng)之地。中國(guó)有很多對(duì)于我們很重要的客戶，我們希望能與他們保持密切的合作關(guān)系，為他們提供所需的技術(shù)支持和服務(wù)。今后，我們會(huì)持續(xù)投入中國(guó)市場(chǎng)。全力支持中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展?！?