[原创] 两大转折，四大要素，KLA如何赋能中国半导体市场

随着技术的进步发展，制程的步骤越来越多，工艺也更加复杂化。如采用多重图形技术的制程则为达到1000多道，而工艺窗口的挑战则要求几乎是“零缺陷”，这就对工艺控制水平提出了更高的要求。制造过程中任何细小的错误都将导致重新流片，而其代价将会很大，因此在制造过程中，检测和量测变得越来越重要，越早发现问题所在，可挽回的损失越大。

日前，在SEMICON China展会上，KLA-Tencor（科天）全球客户合作资深副总裁及CMO Oreste Donzella在该公司新闻发布会上，探讨了中国半导体的崛起、技术上的挑战——包括KLA-Tencor特别专注的制程控制部分，及其如何帮助中国加速半导体的成长。

KLA-Tencor（科天）全球客户合作资深副总裁及CMO Oreste Donzella

半导体的两个转折点

首先，Oreste Donzella认为现在半导体业遇到了两个转折点：

第一，技术上的转折点——新的应用，如物联网、5G、人工智能、自动驾驶和VR/AR等，都在推动半导体技术不断进步；

第二，半导体的转折点在中国，中国的半导体项目在遍地开花。

”从半导体行业的营收到半导体厂设备的营收，我们可以看到每一个环节都在高速成长。尤其是半导体设备，2017年第一次超过四百亿美金，制程控制这一部分，也是去年第一次超过50亿美金。”Oreste Donzella在谈到KLA-Tencor去年的营收时表示。

那么为什么半导体第二个转折点是中国呢？

“因为我们看到从东北到深圳，从上海到重庆、成都，实际上新的半导体计划、项目遍地开花。”在这一情况之下，KLA-Tencor的订单数目从2016年到2017年，增长了三倍。

KLA-Tencor其产品线涵盖了半导体制程的各个环节和技术节点，包括晶圆表面缺陷、光罩、薄膜等，也同时提供数据的分析和储存。在其它领域，如高亮度LED、MEMS、功率器件等，KLA-Tencor也为客户提供了大量的先进技术和机台。

技术趋势和挑战

更先进的技术节点意味着更大的研发投入，而随着成本的增加良率的提升就显得尤为重要，良率与成本需要达到平衡。同时要尽量缩短从研发到上线，再到最终产品的周期。

KLA-Tencor一直致力于帮助客户加快产品开发周期，从而降低成本。KLA-Tencor也与客户通过紧密合作，当客户在生产和研发过程中遇到新的挑战时，KLA-Tencor的工程师都会在第一时间了解到客户的需求，并借助自身强大的技术能力帮助客户解决难题，最终实现和客户共同进步。

KLA-Tencor认为在制程演進方面，可以分成两大部分，一个是检测，一个是量测。检测就是把在制程上发生地任何缺陷找出来，量测，就是确定在量测上面，所有的步骤可以符合设计的标准。

对于先进制程，如7nm和5nm等设计节点，芯片制造商想要找到产品上的叠对误差、线宽尺寸不均匀和易失效点（Hotspots）的明确起因将变得越来越困难。

那么制程控制为什么困难，Oreste Donzella表示，现在最新的制程有一千个生产的步骤，有超过十亿个的晶体管，超过一英里长的电线，放在一个邮票大的晶圆上面，整个制程都要完美，中间出现任何一个问题，将来都会造成器件工作上的困难。这在无形中增加了制程控制的难度。

制程控制的三个贡献

那么KLA-Tencor是如何做的呢？

一般，半导体工艺控制涉及三个步骤：研发、初期生产（ramp）以及大量生产。每一个步骤期间制程控制的策略（检测和量测的需要）是不一样的。

在研发方面，KLA-Tencor的制程控制有三个主要的贡献：

第一，帮助客户了解制程上到底需要什么。

第二，解决在制程上出现任何制程不能解决的问题。

第三，优化制程控制的策略。

具体来说，在研发阶段，最重要的制程控制，就是帮助客户了解问题并解决问题。“很多新技术引进的时候，包含立体3D，新材料，必定会碰到很多新的挑战。制程控制可以帮助客户在研发阶段，能够尽早地把问题解决，为下一步生产做准备。”Oreste Donzella在谈到研发时表示。

第二阶段，大量生产之前，如何把良率问题全部解决，并且能够帮助客户，加速他们产品上市的时间。。

“一个是最新300mm Fab厂，整个Fab要花一百亿美金的价值，按照正常的折旧，一天就要耗费四百万美金，怎么样能够把新的产品尽快推向市场？”所以这就要求在大量生产之前，保证良率。

第三个阶段，制程控制的重点是能够怎么样帮助客户保持高的和稳定的良率。

中国半导体的四大要素

在谈到中国半导体产业时，KLA-Tencor 中国区总裁张智安先生表示，中国半导体要起来，需要有四大的要素：市场，资金，人才以及技术。

第一，市场不是问题。现在，中国半导体的消费量已经超过了石油，位居第一位。

第二，再來看资金.今天我们看到，国家政府非常支持半导体产业，总理工作报告第一个支持的产业就是半导体。

第三，技术。這分几个不同的层面来讲，技术有半导体制造技术，目前还是有些差距。 但是我们在设计领域，中国已经有很强的设计企业， 他们已经跑到了全球最前沿。而且有大量小的设计企业在成长，这个就变成一个驱动，给了制造业一个很大的机会,所以技术既不是红的，也不是绿的，应该是黄的，慢慢往绿色变

第四，对于整个产业链来说，最大的问题就是人才。

KLA-Tencor的核心竞争力就是把所有新技术集成。尤其是随着技术的进步发展，制程的步骤越来越多，工艺也更加复杂化。如采用多重图形技术的制程则为达到1000多道，而工艺窗口的挑战则要求几乎是“零缺陷”，这就对工艺控制水平提出了更高的要求。制造过程中任何细小的错误都将导致重新流片，而其代价将会很大，因此在制造过程中，检测和量测变得越来越重要，越早发现问题所在，可挽回的损失越大。

随着中国半导体市场的加速发展，地位也变得举足轻重，将来会是兵家必争之地。

“中国有很多对于我们很重要的客户， 我们希望能与他们保持密切的合作关系，为他们提供所需的技术支持和服务。今后，我们会持续投入中国市场。全力支持中国半导体行业发展。我们相信未来的中国市场会有很好的发展前景，中国的半导体产业正在向好的方向发展。”Oreste Donzella强调。

文/半导体行业观察 刘燚

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