专访众壹云|对华制裁迭起,我们离芯片国产化还有多远?

来源:众壹云 发布日期:2022-12-02 17:30

芯片制造数智化是否会成为中国弯道超车的机会?

美国中期选举落幕,中国一如既往是两党拉票的“工具人”。

拜登的牌桌上,对华芯片制裁被摆在最显眼的位置,且这张“牌”出现频次越来越高,拍得越来越响亮。

l 2022年8月,拜登正式签订《2022年芯片与科学法案》,禁止所有获得补贴的芯片企业扩大在华产能;同月,美国商务部工业与安全局(BIS)发布公告,包括芯片设计软件和第四代半导体材料在内的四项新技术被纳入出口管制。

l 2022年10月,美国政府将31家中国公司、研究机构和其他团体列入所谓“未经核实的名单”,限制其获得某些受监管的美国半导体技术的能力。

l 2022年11月,彭博社引述知情人士的消息透露,美国建议欧盟针对华采取类似针对俄罗斯的出口管制措施;同月,《日本经济新闻》爆料,美国敦促日本、荷兰等盟国跟进,出台类似措施限制对中国出口芯片。

在全球贸易保护主义抬头与新冠疫情的双重夹击下,中国芯片产业正面临社会环境、人才发展、产业政策、经济环境、技术基础等诸多机遇与挑战。如何冲破美国重重布防?百分百“中国芯”在多远的未来?

经亿欧智库分析师调研发现,数智化转型升级正成为半导体IC企业实现增长的核心引擎,并有机会让中国在新一轮芯片技术迭代关口抢占优势地位。亿欧智库《中国半导体IC制造数智化服务商研究报告》即将于12月初正式发布,更多专业调研与前瞻视角敬请关注。

在调研过程中,一家专注芯片制造智能良率与产能提升的数智化服务商进入亿欧EqualOcean的视野。它既同时服务中芯国际、华虹宏力两大国内头部晶圆制造企业,也是首家研发出在实际大规模量产线得到成果验证的国产工业APP系列产品的企业。秉持“加速AI智造”的理念,致力于通过大数据和AI加速芯片国产化,众壹云科技,位于上海张江芯片产业核心聚集区和临港新片区,贴近服务国产芯片制造主力军,为集成电路智造的赶超提供“芯”动能。芯片制造前道业务,通常采用微纳工艺,拥有极高的行业门槛,所谓差之毫厘谬以千里,新技术的大规模应用为摩尔定律的延续提供了另外一种可能,尤其是在国内半导体设备、材料还与国外有巨大差距的现实前提下,众壹云在集成电路制造关键领域的工业软件发力,利用数据智能驱动半导体的工艺改进、设备增强及优化,为半导体工业软件自主可控贡献本土力量。同时,因为与晶圆厂有多年的业务合作,积累了大量的数据know-how,随着外部形式日益严峻和技术封锁,利用数据模型和相关工业机理可以为国产设备的加速替代提供新的机遇。

众壹云的核心团队在信息化领域平均有15年以上的工作经验,致力于通过大数据与人工智能技术驱动提升半导体集成电路行业良品率。以下是亿欧EqualOcean与众壹云科技CEO姚文全的访谈节选,或许我们能够从中洞见国产芯片未来的发展新方向:

01 良率——半导体产业的生命线

亿欧EqualOcean:良率对半导体可以说是生命线,在良率这一块行业存在哪些痛点呢?众壹云是如何帮助解决的?

姚文全:对于国内晶圆代工厂而言,良率爬坡既慢又难,主要原因有三个方面:大量人工作业灵活性差,对机台精益控制能力不足;机台识别缺陷和分类能力有限,准确性不足,缺陷数据采集不全;系统数据离散、功能离散,收集整理数据不仅耗时巨大,还需要在不同系统间切换。

引起良率最重要的问题是缺陷(defect)。这些缺陷我们可以通过FDC、DMS管理系统,直接去跟问题机台相关联。我们最初就是从量测与检测机台入手,随着工艺制程水平的提高,相应的供应设备水平也就随之提高,需要量测检测的环节会越来越多。

我们选择在工业软件层面进行突破。比如说缺陷的自动分类,原先我可能要靠工程师人工去看,现在就不用了,通过SEM或者OM等多类型图像照片,我们可以用深度学习、机器学习的方式实现对缺陷的自动分类。有了自动缺陷分类(ADC)对于缺陷问题的快速捕捉,我们就可以对缺陷实现智能化的管理,通过AI溯因,找到可能是哪些因素导致的缺陷,那我们的产品可以去自动定位缺陷的来源,迅速找到哪个机台、什么原因,然后立即着手解决。我们通过算法、通过某些智能模型的卡控,自动发现缺陷、找到原因、拦住缺陷、解决问题,让整个产线能在一整套大集成系统下,如果是一处很严重的划伤,我能跟执行系统直接对接起来,从而拦住这个缺陷,不影响整个产线。而不是最早传统的良率管控方式,靠人力在逐个系统四处搜查。

亿欧EqualOcean:众壹云现在核心技术的成熟度大概是什么样的呢?具体有哪些产品?

姚文全:我们主要是对标台积电,他们在数智化制造方面已经非常成熟,有1000多个AI应用场景。而从国内的芯片产业现状来看,真正能够被标准化、产品化的场景大概100多个,加上我们原先已经积累200多个解决方案,合计能够构建300多个应用场景。

我们目前有五款核心产品,第一款是良率(缺陷)管理系统AI YMS/DMS,第二款是AI ADC,也就是我刚才讲到的自动缺陷分类,第三是AI DS,动态取样,另外还有多参数溯因分析MVA和量测AI Metrology。

这些产品都是在国内头部半导体企业上验证过的,是真正跑过产线的。这在国内头部半导体前道供应链是很少见的,我们可以说是头部领跑者。

02 机遇——加速生长的产业沃土

亿欧EqualOcean:作为行业参与者,在您看来半导体数字化的市场规模有多少?

姚文全:如果只从我们自己的行业来看,在良率提升这块的投资分为设备和软件两部分,设备大约占15%,软件也就是数字化这块,我们按行业经验测算在3%左右,每年市场规模大约是60亿人民币。

亿欧EqualOcean:实际上大家给的估值都非常高,这是为什么呢?

姚文全:对,大家对行业的期望很高,其实考虑的是原先整个芯片国产化率很低,想造GPU,我们国内是造不出来的,基本上全靠进口。那么现在中美博弈背景下,目前芯片产业基本是全脱钩了,所以我们保守预计,未来在满足最基本的生存需求情况下,在中低端芯片产业链这块国产化率可能会大幅提升,未来国产化总体占比能达到40%,市场规模在480亿左右。

国内芯片产业链还是比较完备的,有电脑、手机、新能源汽车这种应用市场需求拉动,所以我们在量产的、中低端的国产化芯片制造方面的能力会更强。

放眼到全球产业,有一个测算数据,半导体领域的AI/ML在2021年创造了70亿美元的价值,占芯片收入的10%,预计到2025年将上升到设备收入的20%达900亿美元,在我看来是这个数字是比较合理的。未来半导体行业是越来越向数字化、工程自动化这个方向发展的,整个产线会越来越智能,所以工业软件这块在产业中会有更高的占比。

亿欧EqualOcean:您认为国内半导体数字化进展处于什么程度呢?

姚文全:目前还是起步阶段,尤其和台积电之类相比,我们仅仅是在ADC、量测等有限的领域找到了一点甜头,而后续怎么扩展到像台积电一样的全链条数字化,包括营销产品定价、采购的风险管控、供应商管控,以及光刻机的电力优化、设备的预测性维护等等一系列场景下,其实都可以构建数字化转型应用。所以我们认为未来的方向还是非常明确的,境外已经有比较标杆的企业了。

亿欧EqualOcean:您认为国内半导体数字化行业未来的发展机遇在哪里?

姚文全:长远来看,我觉得比较好的一个突破方向是,我们软件数字化这块能往工业场景更深地渗透,能和设备结合起来,一起做更多的国产化替代,双方是相辅相成的。

同时,随着国外制裁越来越紧迫,国外厂商的撤离对于国内半导体产业来说是挑战,更是新的机会,空出来的市场对于设备、材料、工业软件等等参与方来说都意味着非常巨大的增长空间。此外,我认为整个市场正在一个急速扩张的过程中,无论是产量也好,还是工艺的推进,都处于突破的阶段,对于国内厂商来说是非常重要的一个时间窗口。

亿欧智库《中国半导体IC制造数智化服务商研究报告》即将于12月初正式发布,更多专业调研与前瞻视角敬请关注。

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