对话东方晶源：打造中国芯片制造的GoldenFlow
一直以来，芯片厂商都将先进制程作为竞争的目标，将摩尔定律奉为圭臬。
然而，在这个过程中，随着集成电路制程节点的不断演进，工艺复杂程度不断增加，良率变得极具挑战，成为阻碍行业发展的一大难点和技术瓶颈。
如果说先进制程代表晶圆厂技术的领先性，那么产品良率就代表着其产品的可靠性和经济性。
有数据统计，对于尖端的逻辑晶圆厂而言，1%的良率就意味1.5亿美元的净利润。通常晶圆厂良率要达到85%以上才能顺利量产，否则良率过低不仅意味着亏损，也代表其工艺劣质低效，进而会给终端产品和使用者带来不好的体验。比如，业内某大厂制程出现良率问题，遭到大客户退货，损失惨重。
良率，一度被视为晶圆代工厂的生命线，与先进制程的重要性不分伯仲。
因此，提升良率，作为芯片量产的必经之路以及贯穿芯片整个生命周期的话题，是芯片厂商自始至终都需要面临的终极挑战。
围绕良率提升，业界进行了诸多探索，其中DTCO——设计与制造工艺的协同优化，成为业内主流的解决路径之一。尤其是随着大算力、大数据、大模型的兴起和运用，使芯片设计到制造的全局优化成为可能。
从行业现状来看，台积电是数据良率管理的先行者和标杆。据了解，台积电自2012年开始持续打造大数据平台，为每一个工厂都配套一座数据中心，以便让数据产生更大的价值。为了提升生产效率，台积电利用先进机台控制、即时缺陷侦测、工程资料探勘、中央管理制造平台等系统，实现了机台、制程和良率的优化。
经过多年沉淀，台积电已经有上千位IT人才和数百位机器学习专家，在排程派工、人员生产力、机台生产力、制程与机台控制、品质控制以及机器人控制等方面都已实现了智能化应用。
相比之下，当前中国大陆晶圆厂在传统良率工程师、新兴机器学习专家以及IT人才方面均面临较大缺口。
尤其是过去几年，在不稳定的国际贸易关系、政策引导、终端需求波动的大背景下，中国半导体产业迎来了前所未有的高速发展期，人才和技术缺口被无限放大，提高良品率和芯片性能成为中国半导体产业发展的当务之急。
对此，聚焦集成电路制造良率管理领域，成为破解行业难题的关键发力点。
其中，东方晶源作为该领域的佼佼者，自成立以来一直致力于解决集成电路制造良率管理问题，提出了独树一帜的DTCO解决方案——HPO™（Holistic Process Optimization）良率最大化技术路线和产品设计理念，在计算光刻软件及电子束量测检测领域成绩斐然。
在近日召开的2024年SEMICON China展会的现场，半导体行业观察有幸邀请到了东方晶源董事长俞宗强博士，结合东方晶源十年来的“芯”路历程，围绕芯片良率提升的挑战、突破、趋势，以及国产生态等话题进行了交流分享，聆听俞博对行业的真知灼见。
Q
半导体行业观察：东方晶源的核心业务有哪些？为何选择这些赛道？
俞宗强：东方晶源主要聚焦于集成电路制造良率管理和良率提升，核心产品包括基于电子束的纳米级检测量测设备以及芯片制造相关EDA工具。最终目的是最大化地发挥光刻机等芯片制造设备的潜能，以达到使用同样的设备制造出比传统工艺流程更先进的芯片。这在后摩尔时代，特别是在中国没有高端光刻机等设备的限制下，能够制造出高端芯片，至关重要。
我们的目标就是建立适合中国需求的良率最大化流程，实现中国特色的GoldenFlow。为此，东方晶源早在10年前就基于HPO™进行了产品布局，历时10年的攻关实现了点工具的客户验证，并启动系统解决方案的推广。
Q
半导体行业观察：东方晶源在计算光刻OPC、电子束量测检测领域取得了哪些技术突破？
俞宗强：东方晶源计算光刻产品PanGen是连接芯片设计和制造的桥梁，采用基于ILT(反向光刻技术)，和CPU+GPU混合并行超算加速技术，技术路线上具有显著优势。目前PanGen平台已经具备完整的功能链条，主要功能包括精确的光刻仿真、DRC、SBAR、OPC、LRC、DPT及SMO等，产品得到国内头部用户的采用，在某些方面处于国际领先水平，比如全芯片的工程化ILT技术等。
东方晶源是国内布局电子束量测和检测领域最早的企业之一，成功推出的EBI、CD-SEM均为国内首台，填补国内相关领域空白。去年公司又推出DR-SEM，无论是产品种类，出机数量以及产品先进性，都处于国内领先地位。结合PanGen计算光刻系统，在电子束图像深度解析方面具有国际领先性。
Q
半导体行业观察：东方晶源能率先实现市场突破、产品能够快速落地的关键是什么？相较于行业友商，东方晶源的优势和竞争力是如何体现的？
俞宗强：东方晶源是国内最早布局上述领域的企业，得益于公司创立之初对行业充分的调研，以及创始团队对行业发展前瞻性的洞察和判断。公司发展过程中得到02专项等国家重点攻关工程的支持，此外对人才的吸引、投资人的大力支持都是东方晶源产品能够快速落地的关键。
基于HPO™的布局，东方晶源产品不仅仅是点工具的替代而是通过连点成线，提供系统解决方案，这一点是大部分竞争对手不具备。正因为此东方晶源具有巨大可持续发展潜力。
Q
半导体行业观察：如何看待半导体产业（特别是制造领域）的发展趋势？为此，如何规划东方晶源的下一代产品/技术创新？
俞宗强：对于国内半导体产业而言，国产替代只是起点，真正的竞争对手是长期垄断各个赛道的国外供应商，因此在突破卡脖子点工具的同时，必须通过创新实现快速追赶，最终在细分领域实现超越，才能真正实现生存和可持续的发展，从而满足我国在先进芯片制造方面日益增加的需求。
东方晶源始终坚持HPO™全流程良率最大化解决方案的创业初心，持续迭代升级已有软硬件产品，扩大产品线，同时，创新地将各个点工具串成线，为客户提供系统解决方案。我们的最终目标是：通过设计制造工艺协同优化，DTCO甚至STCO，从而提升良率，降低芯片成本。真正实现中国的芯片制造GoldenFlow。
Q
半导体行业观察：从行业现状来看，无论是半导体装备、还是EDA软件等，都是卡脖子比较严重的领域，东方晶源身处其中，如何看待该领域的发展现状和走势？对于要摆脱被卡脖子的困境，有哪些观点和建议？国内厂商该如何追赶？
俞宗强：近年来在举全国之力大力发展半导体的时代背景下，我国半导体产业发展迅猛，但需充分认识到我们的差距，特别在先进制程方面的差距，未来还有很长的路要走。
对此，有三方面建议：
认识到差距，避免同质竞争，抱团取暖，通过不同形式的合作，联合攻关，为客户提供成套解决方案；
拥有探索和创新精神，国外企业通过半个世纪的积累才实现今天在各个赛道的垄断，我们在短时间内很难追赶，只有走一条不同的路才有机会做到有竞争力；
政府以及资本市场对于创新企业的包容和更大力度的支持，目前的状况不是天下太平，而是到了更具挑战性攻坚克难的关键时刻，千万不能松懈下来。
Q
半导体行业观察：从2014年创立至今，东方晶源走过了十年发展历程，站在新的发展时间节点如何展望下一个十年？
俞宗强：10年攻关造就了东方晶源的特色和竞争力，也为未来10年的发展奠定了坚实的基础。未来我们将保持东方晶源勇于创新的传统，紧紧抓住后摩尔时代的机遇，围绕着良率的提升和制造成本的降低提供更多工具和解决方案，把东方晶源做大做强，在支持高端芯片国产化的同时，走出国门，为产业的发展作出我们的贡献，实现成为集成电路领域良率管理领导者的愿景。
写在最后
★
当前时代，提高芯片的良率变得越来越困难，很多新建的晶圆厂通线数年仍难以量产，有的虽勉强量产，但是良率始终无法爬坡式的提升。
可以说，良率关乎晶圆厂的整体量产与竞争力。
通过俞宗强博士的介绍可以看到，经过十年的不断攻关，东方晶源已经初步实现了高精度检测/量测装备与EDA软件工具的联动，打通芯片设计与制造过程中的信息差...使芯片制造过程从艺术到科学再到智能，在降低芯片制造门槛、实现芯片制造自主可控方面探索出一条全新的生态技术路径。
未来，东方晶源将继续围绕HPO™解决方案进行更多深化和探索，打造更多点工具，走出一条自主可控的创“芯”之路，与产业链上下游合作伙伴携手，助力加速集成电路国产良率管理行业发展，突破关键技术节点，建立适合中国集成电路产业的全新生态。
END
今天是《半导体行业观察》为您分享的第3720期内容，欢迎关注。
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