對(duì)話東方晶源：打造中國(guó)芯片制造的GoldenFlow

一直以來，芯片廠商都將先進(jìn)制程作為競(jìng)爭(zhēng)的目標(biāo)，將摩爾定律奉為圭臬。

然而，在這個(gè)過程中，隨著集成電路制程節(jié)點(diǎn)的不斷演進(jìn)，工藝復(fù)雜程度不斷增加，良率變得極具挑戰(zhàn)，成為阻礙行業(yè)發(fā)展的一大難點(diǎn)和技術(shù)瓶頸。

如果說先進(jìn)制程代表晶圓廠技術(shù)的領(lǐng)先性，那么產(chǎn)品良率就代表著其產(chǎn)品的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)于尖端的邏輯晶圓廠而言，1%的良率就意味1.5億美元的凈利潤(rùn)。通常晶圓廠良率要達(dá)到85%以上才能順利量產(chǎn)，否則良率過低不僅意味著虧損，也代表其工藝劣質(zhì)低效，進(jìn)而會(huì)給終端產(chǎn)品和使用者帶來不好的體驗(yàn)。比如，業(yè)內(nèi)某大廠制程出現(xiàn)良率問題，遭到大客戶退貨，損失慘重。

良率，一度被視為晶圓代工廠的生命線，與先進(jìn)制程的重要性不分伯仲。

因此，提升良率，作為芯片量產(chǎn)的必經(jīng)之路以及貫穿芯片整個(gè)生命周期的話題，是芯片廠商自始至終都需要面臨的終極挑戰(zhàn)。

圍繞良率提升，業(yè)界進(jìn)行了諸多探索，其中DTCO——設(shè)計(jì)與制造工藝的協(xié)同優(yōu)化，成為業(yè)內(nèi)主流的解決路徑之一。尤其是隨著大算力、大數(shù)據(jù)、大模型的興起和運(yùn)用，使芯片設(shè)計(jì)到制造的全局優(yōu)化成為可能。

從行業(yè)現(xiàn)狀來看，臺(tái)積電是數(shù)據(jù)良率管理的先行者和標(biāo)桿。據(jù)了解，臺(tái)積電自2012年開始持續(xù)打造大數(shù)據(jù)平臺(tái)，為每一個(gè)工廠都配套一座數(shù)據(jù)中心，以便讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生更大的價(jià)值。為了提升生產(chǎn)效率，臺(tái)積電利用先進(jìn)機(jī)臺(tái)控制、即時(shí)缺陷偵測(cè)、工程資料探勘、中央管理制造平臺(tái)等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)臺(tái)、制程和良率的優(yōu)化。

經(jīng)過多年沉淀，臺(tái)積電已經(jīng)有上千位IT人才和數(shù)百位機(jī)器學(xué)習(xí)專家，在排程派工、人員生產(chǎn)力、機(jī)臺(tái)生產(chǎn)力、制程與機(jī)臺(tái)控制、品質(zhì)控制以及機(jī)器人控制等方面都已實(shí)現(xiàn)了智能化應(yīng)用。

相比之下，當(dāng)前中國(guó)大陸晶圓廠在傳統(tǒng)良率工程師、新興機(jī)器學(xué)習(xí)專家以及IT人才方面均面臨較大缺口。

尤其是過去幾年，在不穩(wěn)定的國(guó)際貿(mào)易關(guān)系、政策引導(dǎo)、終端需求波動(dòng)的大背景下，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的高速發(fā)展期，人才和技術(shù)缺口被無限放大，提高良品率和芯片性能成為中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

對(duì)此，聚焦集成電路制造良率管理領(lǐng)域，成為破解行業(yè)難題的關(guān)鍵發(fā)力點(diǎn)。

其中，東方晶源作為該領(lǐng)域的佼佼者，自成立以來一直致力于解決集成電路制造良率管理問題，提出了獨(dú)樹一幟的DTCO解決方案——HPOTM（Holistic Process Optimization）良率最大化技術(shù)路線和產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，在計(jì)算光刻軟件及電子束量測(cè)檢測(cè)領(lǐng)域成績(jī)斐然。

在近日召開的2024年SEMICON China展會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，半導(dǎo)體行業(yè)觀察有幸邀請(qǐng)到了東方晶源董事長(zhǎng)俞宗強(qiáng)博士，結(jié)合東方晶源十年來的“芯”路歷程，圍繞芯片良率提升的挑戰(zhàn)、突破、趨勢(shì)，以及國(guó)產(chǎn)生態(tài)等話題進(jìn)行了交流分享，聆聽俞博對(duì)行業(yè)的真知灼見。

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：東方晶源的核心業(yè)務(wù)有哪些？為何選擇這些賽道？

俞宗強(qiáng)：東方晶源主要聚焦于集成電路制造良率管理和良率提升，核心產(chǎn)品包括基于電子束的納米級(jí)檢測(cè)量測(cè)設(shè)備以及芯片制造相關(guān)EDA工具。最終目的是最大化地發(fā)揮光刻機(jī)等芯片制造設(shè)備的潛能，以達(dá)到使用同樣的設(shè)備制造出比傳統(tǒng)工藝流程更先進(jìn)的芯片。這在后摩爾時(shí)代，特別是在中國(guó)沒有高端光刻機(jī)等設(shè)備的限制下，能夠制造出高端芯片，至關(guān)重要。

我們的目標(biāo)就是建立適合中國(guó)需求的良率最大化流程，實(shí)現(xiàn)中國(guó)特色的GoldenFlow。為此，東方晶源早在10年前就基于HPOTM進(jìn)行了產(chǎn)品布局，歷時(shí)10年的攻關(guān)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)工具的客戶驗(yàn)證，并啟動(dòng)系統(tǒng)解決方案的推廣。

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：東方晶源在計(jì)算光刻OPC、電子束量測(cè)檢測(cè)領(lǐng)域取得了哪些技術(shù)突破？

俞宗強(qiáng)：東方晶源計(jì)算光刻產(chǎn)品PanGen是連接芯片設(shè)計(jì)和制造的橋梁，采用基于ILT（反向光刻技術(shù)），和CPU+GPU混合并行超算加速技術(shù)，技術(shù)路線上具有顯著優(yōu)勢(shì)。目前PanGen平臺(tái)已經(jīng)具備完整的功能鏈條，主要功能包括精確的光刻仿真、DRC、SBAR、OPC、LRC、DPT及SMO等，產(chǎn)品得到國(guó)內(nèi)頭部用戶的采用，在某些方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平，比如全芯片的工程化ILT技術(shù)等。

東方晶源是國(guó)內(nèi)布局電子束量測(cè)和檢測(cè)領(lǐng)域最早的企業(yè)之一，成功推出的EBI、CD-SEM均為國(guó)內(nèi)首臺(tái)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域空白。去年公司又推出DR-SEM，無論是產(chǎn)品種類，出機(jī)數(shù)量以及產(chǎn)品先進(jìn)性，都處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。結(jié)合PanGen計(jì)算光刻系統(tǒng)，在電子束圖像深度解析方面具有國(guó)際領(lǐng)先性。

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：東方晶源能率先實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)突破、產(chǎn)品能夠快速落地的關(guān)鍵是什么？相較于行業(yè)友商，東方晶源的優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力是如何體現(xiàn)的？

俞宗強(qiáng)：東方晶源是國(guó)內(nèi)最早布局上述領(lǐng)域的企業(yè)，得益于公司創(chuàng)立之初對(duì)行業(yè)充分的調(diào)研，以及創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)對(duì)行業(yè)發(fā)展前瞻性的洞察和判斷。公司發(fā)展過程中得到02專項(xiàng)等國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)工程的支持，此外對(duì)人才的吸引、投資人的大力支持都是東方晶源產(chǎn)品能夠快速落地的關(guān)鍵。

基于HPOTM的布局，東方晶源產(chǎn)品不僅僅是點(diǎn)工具的替代而是通過連點(diǎn)成線，提供系統(tǒng)解決方案，這一點(diǎn)是大部分競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不具備。正因?yàn)榇藮|方晶源具有巨大可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Α?/span>

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：如何看待半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)（特別是制造領(lǐng)域）的發(fā)展趨勢(shì)？為此，如何規(guī)劃東方晶源的下一代產(chǎn)品/技術(shù)創(chuàng)新？

俞宗強(qiáng)：對(duì)于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言，國(guó)產(chǎn)替代只是起點(diǎn)，真正的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是長(zhǎng)期壟斷各個(gè)賽道的國(guó)外供應(yīng)商，因此在突破卡脖子點(diǎn)工具的同時(shí)，必須通過創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)快速追趕，最終在細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)超越，才能真正實(shí)現(xiàn)生存和可持續(xù)的發(fā)展，從而滿足我國(guó)在先進(jìn)芯片制造方面日益增加的需求。

東方晶源始終堅(jiān)持HPOTM全流程良率最大化解決方案的創(chuàng)業(yè)初心，持續(xù)迭代升級(jí)已有軟硬件產(chǎn)品，擴(kuò)大產(chǎn)品線，同時(shí)，創(chuàng)新地將各個(gè)點(diǎn)工具串成線，為客戶提供系統(tǒng)解決方案。我們的最終目標(biāo)是：通過設(shè)計(jì)制造工藝協(xié)同優(yōu)化，DTCO甚至STCO，從而提升良率，降低芯片成本。真正實(shí)現(xiàn)中國(guó)的芯片制造GoldenFlow。

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：從行業(yè)現(xiàn)狀來看，無論是半導(dǎo)體裝備、還是EDA軟件等，都是卡脖子比較嚴(yán)重的領(lǐng)域，東方晶源身處其中，如何看待該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和走勢(shì)？對(duì)于要擺脫被卡脖子的困境，有哪些觀點(diǎn)和建議？國(guó)內(nèi)廠商該如何追趕？

俞宗強(qiáng)：近年來在舉全國(guó)之力大力發(fā)展半導(dǎo)體的時(shí)代背景下，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，但需充分認(rèn)識(shí)到我們的差距，特別在先進(jìn)制程方面的差距，未來還有很長(zhǎng)的路要走。

對(duì)此，有三方面建議：

1）認(rèn)識(shí)到差距，避免同質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)，抱團(tuán)取暖，通過不同形式的合作，聯(lián)合攻關(guān)，為客戶提供成套解決方案；

2）擁有探索和創(chuàng)新精神，國(guó)外企業(yè)通過半個(gè)世紀(jì)的積累才實(shí)現(xiàn)今天在各個(gè)賽道的壟斷，我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)很難追趕，只有走一條不同的路才有機(jī)會(huì)做到有競(jìng)爭(zhēng)力；

3）政府以及資本市場(chǎng)對(duì)于創(chuàng)新企業(yè)的包容和更大力度的支持，目前的狀況不是天下太平，而是到了更具挑戰(zhàn)性攻堅(jiān)克難的關(guān)鍵時(shí)刻，千萬不能松懈下來。

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：從2014年創(chuàng)立至今，東方晶源走過了十年發(fā)展歷程，站在新的發(fā)展時(shí)間節(jié)點(diǎn)如何展望下一個(gè)十年？

俞宗強(qiáng)：10年攻關(guān)造就了東方晶源的特色和競(jìng)爭(zhēng)力，也為未來10年的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來我們將保持東方晶源勇于創(chuàng)新的傳統(tǒng)，緊緊抓住后摩爾時(shí)代的機(jī)遇，圍繞著良率的提升和制造成本的降低提供更多工具和解決方案，把東方晶源做大做強(qiáng)，在支持高端芯片國(guó)產(chǎn)化的同時(shí)，走出國(guó)門，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出我們的貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)成為集成電路領(lǐng)域良率管理領(lǐng)導(dǎo)者的愿景。

寫在最后

當(dāng)前時(shí)代，提高芯片的良率變得越來越困難，很多新建的晶圓廠通線數(shù)年仍難以量產(chǎn)，有的雖勉強(qiáng)量產(chǎn)，但是良率始終無法爬坡式的提升。

可以說，良率關(guān)乎晶圓廠的整體量產(chǎn)與競(jìng)爭(zhēng)力。

通過俞宗強(qiáng)博士的介紹可以看到，經(jīng)過十年的不斷攻關(guān)，東方晶源已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了高精度檢測(cè)/量測(cè)裝備與EDA軟件工具的聯(lián)動(dòng)，打通芯片設(shè)計(jì)與制造過程中的信息差...使芯片制造過程從藝術(shù)到科學(xué)再到智能，在降低芯片制造門檻、實(shí)現(xiàn)芯片制造自主可控方面探索出一條全新的生態(tài)技術(shù)路徑。

未來，東方晶源將繼續(xù)圍繞HPOTM解決方案進(jìn)行更多深化和探索，打造更多點(diǎn)工具，走出一條自主可控的創(chuàng)“芯”之路，與產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴攜手，助力加速集成電路國(guó)產(chǎn)良率管理行業(yè)發(fā)展，突破關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)，建立適合中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的全新生態(tài)。