4月16日，聚焦無錫、聚焦“半導體封測”中國大會，共探行業新局！

半導體+芯榜+深科技+氣體圈子+半導體圈：共同舉辦！

在剛結束的SEMICON CHINA上，深圳市新凱來工業機械有限公司工藝裝備產品線總裁杜立軍先生。杜立軍先生曾在全球領先的ICT公司服務了20余年，歷任高級研發專家、研發部長、產品領域總經理的職務，他主導了半導體工藝裝備核心技術的戰略布局，帶領業務快速推進，打造了系列有競爭力領先的產品，實現了業績快速的成長。

他的演講題目是《半導體工藝裝備的挑戰與機遇》。

以下為演講原文：

女士們先生們，大家上午好。首先非常感謝主辦方給我們提供了這樣的一個好的機會，在春機盎然的季節相聚在上海。

今天外面春雨婆娑。好雨知時節，當春乃發生，新凱來也是應季而生。我們新凱來工業機器的主營業務是工藝裝備和量檢測裝備。這幾年來我們一直潛心做了一些技術準備和產品開發。今天很高興能有這個機會代表新凱來跟大家分享這幾年來我們的一些淺顯的理解。

第四代工業革命呼之欲來，人工智能產業給半導體行業帶來的巨大的空間。在這種趨勢下，我們的問題是——中國本土的半導體裝備產業到底能給我們半導體的發展貢獻什么樣的份額？貢獻什么樣的技術力量來推動我們整個產業一塊進步？

從無論是存儲還是邏輯的演進來看，PPAC（功耗性能，面積以及成本）可能是我們跨不過去、的永恒的追求的命題。無論是在Logic、DRAM，還是NAND，從我們整體的發展來看，每一代半導體器件的演進，圍繞著PPAC的性能都有10%到50%的提升。

由PPAC的提升，我們可以看到半導體裝備和器件主要圍繞著兩大類問題來解決我們的一些困難：第一，想盡一切辦法來降低RC Delay；第二就是要把晶體管尺寸進一步微縮，做到把更多面積來布局晶體管。那么從解決路徑上來看的話，無非三條路徑：

一、新材料的開發，由材料的進步來推動我們整體性性能的提升。從尺寸微縮的角度來看的話，我們可能有兩類技術。第一類就是利用先進的光刻技術，把CD進一步的縮小。

眾所周知，在先進的光刻技術方面，我們現在面臨的一些困境。這就促使我們去探索是否有非光的技術來“補光”。行業對此也有一定的共識，類似SAQP就是其中的一種解決方法。

面對光刻的套刻問題的，行業也奔向了選擇性沉積等等一系列技術。可能有一條路徑，我們用非光的技術，也就是用我們的工藝裝備，能夠解決一部分光刻的問題。

第三類也基本上是我們大家看到的一個行業共識。我們2D的架構在面積上不滿足性能的需求，那么下一步是不是可以走向3D？我們的GAA，無論是在邏輯上還是在NAND上面，大家都在朝這個方向做探索。

對于這三條路徑上面來看的話，一代材料的開發，從場景到我們的真正的工程應用，需要我們行業的同仁大家一起來努力。

由于我們CD的微縮以及多重曝光等工藝的應用，我們會發現我們下一代工藝的原子層刻蝕和原子層沉積的應用會逐漸變多。同時還帶來另外一個問題，如果我們用而且SAQP等多重曝光的技術，那么我們可能看到我們整個全流程工藝的道數可能會有20%的增加，這就會要求我們良率以及每臺設備的工藝窗口都要同等的進步。對于我們的裝備來講，如果能夠把它的工藝窗口擴大，這也會給我們整個公益flow良率的提升也會帶來巨大的優勢。

同時，3D的架構會帶來更多選擇性，也會帶來我們在選擇性以及在AND/ALE等各種技術的綜合應用，也會對我們的設備帶來巨大的挑戰。

在新的裝備技術上，在三類能量的管理基礎上面，我們要在三個維度有量級的提升：

第一，我們需要更高的能量控制精度。那么無論是等離子體的能量，還是我們熱的能量，都需要更精準的控制。

第二，我們看到大量的ALD和ALB技術的應用，需要我們硬件的響應速度要有倍數的提升。

第三，我們設備的工藝窗口是不是能做得更大？這也是一個永恒的命題。

以等離子體和射頻場的能量管理為例，從7納米到3納米的演進過程當中，我們預測可能會有10倍的能量精度提升。從我們硬件電路上面的時延同步以及響應的速度上來看，它同樣有著10倍的提升。比如說時延，可能會實現從10毫秒到一毫秒的響應速度的提升。

至于窗口的尋優，除了要在我們的架構上面能夠打開一些工藝窗口之外，我們是不是有更優的輔助分析和提升效率的手段？那么人工智能的智能調優、大數據，包括我們強大的硬件的計算，這也是對我們硬件和算法提出了更新的一個命題。

等離子體這一類能量大概占了我們工藝裝備的5成。那么以這類的能量的管理來看，行業內基本上是兩類的這個觀點：一類是仿真派，另一類是實驗派。這兩派的觀點大家相互交織，在技術上面大家一起競爭了很多年。

從過去兩年來看，行業內領先的廠商已經被國內國際的頭牌大廠收購了，這個背后是什么樣的一技術發展原因呢？我們的理解是在真正到了細微的能量管理之后，我們的正向設計能力，我們的仿真與我們的診斷它是分不開的。只有真正把我們的腔室的第一性原理搞透，才能夠指導我們未來的精細化設計方向。這也是我們新凱來在幾年前就布局了等離子體仿真軟件的原因。

我們從原子的物理模型開始，到腔室的一些化學，包括反應的模型，以及到診斷，我們構建了全面的仿真診斷的設計能力。我們現在的這套仿真軟件能力可以對標行業最先進公司的仿真精度和準度。那么我們這套軟件叫問源，取自于我們一句詩——問渠哪得清如許，為有源頭活水來。

剛才講到仿真，這是行業的一個方向，那么新凱來在這個地方我們已經布局完成。

那么光有設計，怎么來實現？實際上從設計到實現這個過程，也是非常挑戰。比如說我們的射頻源、匹配器、卡盤、線圈磁控管、氣體閥、氣體閥以及探測器，也要同步能夠適配我們的設置。新凱來也是從系統設計到硬件架構，再到器件和算法上面都做了完整的布局。這是在等離子體技術方向上面給大家介紹一下我們整體的技術的進展情況。

從硬件的響應速度來看的話，我們看到從傳統CVD/ETCH到ALD和ALE的應用轉變，會給我們整個設備的瞬態響應時間以及穩定時間，也是有一個量級的提升。

那么，怎么能夠才能夠非常好的一個ALD特性？我們認為，對于一臺設備，它的整個控制系統是非常關鍵的。過去大家看到用的大多數是PLC控制系統。過去幾年，我們行業的同仁已經基本上看到我們在先進的處理器和邏輯的系統上面的應用逐漸會多起來。那么怎么樣才能夠把我們的硬件的系統做到快。準、穩，這是一個未來避不開的命題。

有見及此，新凱來構建了全套的自研的控制系統。與傳統的PLC相比，我們當前的設備已經是能夠在我們的控制能力上有一個倍率的提升。

展望未來，我們的工藝窗口是一個大的挑戰，那么有什么樣的方法能夠把我們的硬件的窗口做大。能夠給我們工藝工程師提供一個非常方便快捷的操作的一些方法。那么我們看AI的應用，從半導體裝備的物理模型以及設計數據，到我們晶圓廠的整體的運營數據以及功率模型，這個地方大有可為。我們設備有萬千的參數，萬千的運行過程當中的各種特性。我們還沒有真正的把它利用起來。大數據的應用以及我們物理模型的綜合的仿真模型，能夠支撐我們實現一些在智能的調優尋優以及在面向未來的智能維護方向上面，能夠給我們提供一些指導。

我們在我們的底層的硬件與軟件架構上面，我們已經做了面向未來的AI智能調優和智能運維的布局調試。針對某一個關鍵部件，我們做了一些嘗試，在它的整個生命周期當中，我們可以它的壽命準確率能做到10天以內，這是基于它的器件運行的物理特性，以及它對工藝結構的影響，最終做出來的一個模型，也希望我們在未來的大的模型上面，能夠給我們的客戶提供一個比較優的解決方案。

新凱來整體的設計理念是一代工藝，一代材料，一代裝備。我們希望在底層的精準能量控制、智能的窗口調優以及快穩準的控制系統上面，給我們的工藝的開發以及材料的演進插上翅膀。希望在未來的更精細化的管理上面能夠提供一個更優的解決方案。

基于上面的理念，新凱來在過去的幾年開發了6大類工藝產品和檢測產品，涵蓋了我們的邏輯和存儲的各種場景。并且，我們在先進的架構上面支持向未來演進。

半導體物理極限的探索，是我們半導體人永恒的追求，也是星辰大海。新凱來也希望秉持我們以技術為本的初心，能夠和我們的伙伴們一起聯合創新，大家協同共贏，一起面向未來。我們也希望能給我們的客戶一個新的選擇。

芯世界、新選擇、新凱來，感謝大家。

4月16日，聚焦無錫、聚焦“半導體封測”中國大會，共探行業新局！

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