'從無到有到精 中科飛測:實現國產高端設備路且漫長'

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作者:DIGITIMES吳也行

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作者:DIGITIMES吳也行

從無到有到精 中科飛測:實現國產高端設備路且漫長

中科飛測研發經理馬硯忠

國內半導體產業發展正如火如荼,捷報也頻傳。伴隨著內資晶圓廠的加快建設,國產設備也與之蓬勃發展,目前,國產設備在刻蝕、成膜及清洗、封測領域已經實現突破,加上當前複雜的國際形勢,國產設備進口替代進程有望持續深入。

據國際半導體產業協會(SEMI)最新報告顯示,2019年Q2全球半導體制造設備銷售額為133億美元,比2018年同期下降20%,比上一季度下降3%。中國2019年Q2半導體設備銷售金額以33.6億美元正式成為全球第一大市場。此前,SEMI預估,2019年國內半導體設備銷售將達125億美元。毫無疑問,半導體國產設備正迸發著無限的可能。

中科飛測,這家於2014年的成立半導體設備商,立足於高端光學檢測設備的研發工作,儘管成立時間不長,但擁有中科院微電子所基因並打破國內半導體光學檢測高端設備“零”的記錄而在半導體業嶄露頭角。

值得一提的是,2016年9月中科飛測完成了B輪融資,由上海上創信德和聚源資本領投,融資金額暫未公佈; 2018年7月之時,中科飛測宣佈完成B輪過億元融資,由芯動能基金與國投創業投資基金聯合領投。這家背靠中芯、京東方、大基金等“大樹”的企業,目前業務佈局包括集成電路及先進封裝領域、工業3C及泛半導體領域。

在集成電路領域,中科飛測已經全面覆蓋了先進封裝光學檢測市場需求,幾款半導體前道產品實現了國產設備零的突破,並從2016年開始陸續進入中芯國際、長江存儲等國內大廠;在工業3C和泛半導體領域,工業3D檢測設備進入了藍思、比亞迪、華為等廠商,柔性OLED檢測設備也進入了京東方等面板廠。

“我們現在只是實現了零的突破,但是在半導體行業中,我們離心中的目標還有很遠的路要走。”中科飛測研發經理馬硯忠於2019中國半導體封裝測試技術與市場年會(CSPT 2019)上接受DIGITIMES及其他媒體採訪時表示,中美貿易戰給國產設備商帶來的既有機遇,更多的還是挑戰。

從無到有到精 設備廠商的路還很長

集成電路因其高精密和高附加值的特性,要求在芯片製造過程中的檢測都是無損檢測,而光學檢測通過光信號對比發現晶圓上存在的缺陷且速度快,因此優勢凸顯。目前在國際上,主要的光學檢測設備供應商為美系廠商KLA,佔據了50%以上的市場份額,同時KLA也是全球第5大半導體設備供應商,剩下的份額由美國、日本及歐洲和以色列的廠商瓜分。

而國內的半導體檢測設備廠商過去幾乎為零,尤其是在高端設備領域。近年來在國產化進程加快後陸續湧現了一批廠商。“最近幾年包括我們中科飛測為代表的一些廠商才陸續開始發展起來,但是力量還非常弱小,需要持續的發展。”馬硯忠說道。

中國半導體行業協會封裝分會統計數據,2018年國內IC封測業銷售額由2017年的1816.6億元增至1965.6億元,在三大產業(設計、晶圓、封測)中,封測業佔比約為33.6%。作為我國集成電路產業鏈中相對成熟的環節,封測產業佔據我國集成電路產業的大半江山。 “後摩爾定律”時代,封測產業將挑起技術進步的大梁。作為集成電路檢測設備廠商,也將扮演重要角色。

“摩爾定律最近幾年大家一直都認為要終結了,但是FinFet和EUV光刻機等新的技術還在給摩爾定律續命。”馬硯忠表示,隨著前段IC製造工藝的不斷提升,後段先進封裝的尺寸也在逐漸變小,“我們CYPRESS-900設備剛面世的時候,大多數先進封裝的尺度還都在10um以上,逐步縮小到3um左右,現在有些廠商的工藝已經做到了1um以下,這樣對檢測設備的精度要求就有了非常大提升要求。”

在業內逐步聚焦於封測領域後,可預見的是封測行業包括檢測設備領域,都將迎來新一輪的競賽。那麼在“後摩爾定律”時代,中科飛測憑什麼立於不敗之地呢?馬硯忠解釋道:“第一,我們擁有先發優勢。中科飛測是最早一批做半導體光學檢測設備的企業,從2010年左右就開始相關的研發工作,到現在將近10年的時間,技術深度和寬度都有了深刻的積累;此外,還具有人才優勢。中科飛測集中了一大批具有豐富經驗的光學和算法方面的海歸專家,以及自己逐步培養的機電、軟件等方面的開發工程師,滿足我們的設備研發和製造的人才需求;第三是客戶優勢,與國內最大的集成電路製造廠中芯國際,國內最大的存儲芯片製造廠長江存儲,以及眾多的先進封裝廠長電、華天、通富微等都有深入的合作關係,解決客戶量測方面的多種需求。”

DIGITIMES在與馬硯忠交流的過程中瞭解到中科飛測在成立之初的一個使命就是解決光學檢測設備“卡脖子”的一些領域,因此,其路線一直是立足於高尖端光學檢測設備的研發工作。那麼,中科飛測距離成為“全球先進製造產業自動化與智能化質量控制設備與服務第一選擇”的目標還有多遠?馬硯忠對此表示,在先進封裝領域,中科飛測幾乎已經完成了這一目標,“基本上先進封裝廠商在購買光學檢測設備的時候,都會將中科飛測作為一個選擇項,尤其是我們的CYPRESS系列基本是第一選擇項,當然有些領域,我們還有待提高。”馬硯忠指出,在製造領域,中科飛測要實現這一目標還有很遠的路要走。

窺一斑而知全豹,處一隅而觀全局。從中科飛測的進展上也可看出國內半導體設備實現國產化的進程要實現國產設備100%的替代,仍任重道遠。

貿易戰對國產設備更多的是挑戰

國內集成電路的發展處處受制於人,以設備為例,全球三大巨頭應用材料、泛林和ASML,美國獨佔前兩席。然而,國內近幾年又在大力發展半導體產業,據亞化諮詢數據顯示,目前國內共計有27座12吋晶圓廠,18座8吋晶圓廠,設備需求量也極大,但本土的供給能力有限,特別是中高端設備不得不依賴於國外進口。

隨著中美貿易戰的升溫,加快國產設備替代已日漸拉上了進程,業內也出現一種觀點——“中美貿易戰將會是國產設備發展的機遇”。在馬硯忠看來,中美貿易戰對國產設備商而言有機遇,但更多的是挑戰。“國內的半導體設備與國際大廠還有不小的差距。而充分競爭和交流的環境其實是更有利於國內半導體設備廠商的發展。我們無法左右大環境,當環境在改變的時候,就去適應這種環境,提前做好準備才能生存和發展。”

馬硯忠指出,在複雜的國際環境下,對國內的設備上而言,最大的挑戰就是零部件供應。國內供應商發展還是一個長遠的工作,是否可以實現完全國產化代替,涉及到整個產業鏈的發展問題。

以中科飛測為例,從公司成立之初就開始實現零部件供應的多元化,據悉,中科飛測設備每個零部件至少有兩家以上的供應商分佈於不同的國家;另外一方面,中科飛測還培養國內的供應商共同成長。據馬硯忠所述,目前中科飛測可實現90%的零部件國產化替代。

中科院微電子所所長葉甜春在CSPT 2019上指出,目前國內芯片製造關鍵裝備品種覆蓋率達到31.1%,新建生產線國產化率達到13%;先進封裝關鍵裝備品種覆蓋率和國產化率均達到80%。不過因光學檢測設備發展起步晚,基礎薄弱,國產率並不高。因此,馬硯忠表示,在如此弱勢的環境下,國內企業若要追趕國外先進技術,將要直面兩大挑戰,即技術壁壘和資金壁壘。多數國際半導體光學檢測廠商從20世紀80~90年代就已開始相關的研發工作,經過幾十年的積累才達到現在的納米級精度,而國內廠商一起步就要求納米級的精度,這需要付出巨大的努力。“當然這方面我們也可以利用新來者的優勢,使用最新的技術和零部件,國外一代新的設備更新換代至少需要5年以上的時間,我們可以利用後發優勢,後來居上。”

另一方面,越是高端的光學檢測設備,研發投入越大,回報週期長,與國際半導體廠商動輒幾十億美金的研發投入,國內廠商的投入是微乎其微。對此,馬硯忠認為國內的廠商應當具備三個“需要”:需要集中有限資金,重點先突破“卡脖子”項目;需要國家的重視和帶動效應,讓社會資金進入此行業;需要國內半導體產業上下游的大力支持,共同發展。

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