中国半导体:道阻且长,行则将至

7月8日,中国科大北京半导体沙龙在海淀黄庄举办,埃芯半导体CEO张雪娜博士(9707)做《中国半导体设备的挑战及机会》分享,有60余位校友出席沙龙。

张雪娜博士的演讲涉及了以下内容:过去半个多世纪以来,半导体工业的惊人发展、当今世界最复杂的工业体系半导体的六大行业(芯片设计、Fab、封装测试、半导体设备、半导体材料与EDA)、全球最大的半导体消费市场中国:规模与主要厂商概述、中国半导体制造业与国际水平的差距2-3代。她讨论半导体芯片的行业概况与设备重要性,及芯片制造工艺和制程简介。

造原子弹易,造芯片难?!

张雪娜指出,半导体工业发展,导致当今世界最复杂的工业体系——的产生从芯片设计、圆晶工厂(Fab)、封装测试,到半导体设备、材料和EDA。重要的是材料和设备,此二者是半导体行业的基石。

整个产业的规模快速增长,预计未来十年的增长是过去十年的两倍速,2030年预计半导体产业规模将达到US$1T。中国作为世界上最大的半导体消费市场,但半导体设备国产化率仅占5%,而且大部分国产设备应用为成熟工艺,先进工艺少、先进设备营收少。中国的半导体制造和业界标杆的差距有两到三代。

随着复杂度的上升和流程增长,工艺过程控制(芯片制造工艺和良率的挑战)重要性凸显。良率在制造中的重要性凸显。跟造原子弹不同,造出一颗成功爆炸的原子弹就算成功,但晶圆制造如果良率低没有经济效益,不满足工业体系要求,所以说“造原子弹难,造芯片更难”。半导体是一个大产业。一方面步骤多,需要全产业链的配合;另外作为工业体系,对良率和产能就有要求,才能达到规模生产。制造的每一步都要检测量测,贯穿全部半导体制程。复杂的半导体制造有2000道工序,如果每一步良率为99.9%,整条生产线良率仅为13.5%。因此厂商必须做到的水平是四个九(99.99%),最终确保良率超过80%。

概括而言,芯片制造有着复杂漫长的流程,需要经过上千道工序、几个月的时间。她着重分析了芯片制造中镀膜 PVD 、镀膜 CVD、光刻 Litho、镀膜 ALD、化学机械研磨 CMP、蚀刻 Etch、快速淬火 RTP、离子注入 IMP等阶段流程;而制程控制,她又介绍了光学量测、电子束量测、 X射线量测等。 中国有着非常大的市场,也存在“产业发展水平低,产业结构不均衡”的困难,和先进水平有两到三代的差距,未来还有广阔的发展空间,也欢迎更多的科大校友躬身入局,为中国半导体产业自强自立,做出科大人的贡献。

要敢于超!而不是抄

朱慧珑(772,中科院微电子所集成电路先导工艺研发中心首席科学家)、洪峰(914)等半导体与芯片行业资深校友出席沙龙。他们分别提出了自己对半导体芯片行业发展的观点,和当前国内半导体设备产业的理解。沙龙答疑互动环节,也变成关于半导体行业,关于年轻校友职业选择的活跃讨论。

朱慧珑提到,“我们在技术上要对标世界上最先进水平。首先要认真做、下功夫。他提醒科大年轻人千万不要认为自己不如人,我们至少要在一些关键技术要达到业界最先进水平。年轻人要做的是‘超过’的‘超’,不是‘抄袭’的‘抄’”。发言获得在场校友的热烈掌声。

朱慧珑指出我们提“国产化”不如提“国用化”,用我们自己的技术贡献对换使用别人的技术。相对于说每一部分都自己做,不如集中发展先进的并且别人也必须使用的技术。全球来看,中国集成电路产业不能只补短板,更要生长板和长长版,用长板交友。良好的商业模式应该是有己所长,知己所短,有态度、有能力和有技术与友商实现互补互利。

有校友对国内量产设备现状和武汉某大公司光电芯片工厂的情况作了分析。在场的知情专业指出“武汉投产的芯片是个领域比较小的特色工艺,无法解决大问题。” 关于网络的各种“二手设备投产问题”,一位业内人士指出“二手设备主要是成熟工艺应用,做功率器件、低端消费电子芯片可以用,但解决不了大量高端应用芯片,比如手机处理器、AI芯片等。用成熟工艺去做先进的高端芯片不仅性能低,功耗高,成本也不具备优势,产品没有竞争力。” 多位校友提醒,要对待网络文章,对于一些鼓噪激情,欢呼雀跃各种光刻机、芯片产线投产的自媒体文章,更要慎重分析可信度。

女创业者,没什么不同!

在演讲之后,嘉宾同校友互动一个多小时,许多来自微电子所和高校深造校友及跨界校友就专业技术等问题进行讨论,还有校友就转行的优势与困难、就业。 有1307校友好奇张雪娜作为7系校友拿了物理学博士,从事了半导体行业。雪娜回答:七系(地球物理专业)背景很好,科大人有很好的物理基础,课程设置也很强大。个人基本的性格特质很重要,好奇、勤奋、认真。她非常感激德国严谨的博士训练。

有校友问“埃芯半导体产品策略是紧跟业界最先进呢,还是准备大量投入资本追求先进制程? 张雪娜称:我们当然要对标业界顶尖。在场有一些校友颇为懂行,有一个问题是:你们和中科飞测什么区别?也有多位投资行业校友,例如民生证券的校友问“公司估值是多少?”张雪娜回答:估值保密。我们现在不融资,不缺钱!

张雪娜在德国马普所获得物理学博士,在斯坦福大学曾任博士后研究员,在Applied Materials事业不断上升。有科学院某研究所某即将毕业的女博士生好奇创业经历,作为女性有什么难点,有什么建议? 张雪娜回答“我没有因为女性觉得有什么特别!创业过程中要有使命感,享受这个过程。”

致谢:感谢豆神教育理科前线总经理张庆伟(0119)为本次沙龙提供交流场地、张雪娜博士(9707)对活动提供支持与捐赠。

张雪娜博士简介

张雪娜1997年从黑龙江五大连池考入中国科大地球空间科学学院。张雪娜先后在德国马普所(Max Planck Institute)获得物理学硕士与博士学位,在美国斯坦福大学担任博士后研究员。

张博士曾在多家著名半导体公司从事工艺/器件集成和半导体、泛半导体的镀膜、量测、检测设备的开发,投放,量产导入,全球产品管理等,历任科学家,研发负责人及美国应用材料公司全球市场总监等职务。

埃芯半导体是一家提供半导体晶圆制造前道量测设备的初创科技公司。

作者:董玟希(1315,财政部财政科学研究所,北京校友会&新创校友基金会实习生);编辑:刘志峰(9500)。

半导体沙龙新闻图片

张雪娜,9707,深圳埃芯半导体CEO

洪峰,914

朱慧珑,772,中科院微电子所集成电路先导工艺研发中心首席科学家

2021-07-13 上一篇: 图:张雪娜博士谈半导体设备产业 下一篇: 北京校友会通过2020年年检