摘要：在刚结束的SEMICON CHINA上，深圳市新凯来工业机械有限公司工艺装备产品线总裁杜立军先生。杜立军先生曾在全球领先的ICT公司服务了20余年，历任高级研发专家、研发部长、产品领域总经理的职务，他主导了半导体工艺装备核心技术的战略布局，带领业务快速推进，打

在刚结束的SEMICON CHINA上，深圳市新凯来工业机械有限公司工艺装备产品线总裁杜立军先生。杜立军先生曾在全球领先的ICT公司服务了20余年，历任高级研发专家、研发部长、产品领域总经理的职务，他主导了半导体工艺装备核心技术的战略布局，带领业务快速推进，打造了系列有竞争力领先的产品，实现了业绩快速的成长。

他的演讲题目是《半导体工艺装备的挑战与机遇》。

以下为演讲原文：

女士们先生们，大家上午好。首先非常感谢主办方给我们提供了这样的一个好的机会，在春机盎然的季节相聚在上海。

今天外面春雨婆娑。好雨知时节，当春乃发生，新凯来也是应季而生。我们新凯来工业机器的主营业务是工艺装备和量检测装备。这几年来我们一直潜心做了一些技术准备和产品开发。今天很高兴能有这个机会代表新凯来跟大家分享这几年来我们的一些浅显的理解。

第四代工业革命呼之欲来，人工智能产业给半导体行业带来的巨大的空间。在这种趋势下，我们的问题是——中国本土的半导体装备产业到底能给我们半导体的发展贡献什么样的份额？贡献什么样的技术力量来推动我们整个产业一块进步？

从无论是存储还是逻辑的演进来看，PPAC（功耗性能，面积以及成本）可能是我们跨不过去、的永恒的追求的命题。无论是在Logic、DRAM，还是NAND，从我们整体的发展来看，每一代半导体器件的演进，围绕着PPAC的性能都有10%到50%的提升。

由PPAC的提升，我们可以看到半导体装备和器件主要围绕着两大类问题来解决我们的一些困难：第一，想尽一切办法来降低RC Delay；第二就是要把晶体管尺寸进一步微缩，做到把更多面积来布局晶体管。那么从解决路径上来看的话，无非三条路径：

一、新材料的开发，由材料的进步来推动我们整体性性能的提升。从尺寸微缩的角度来看的话，我们可能有两类技术。第一类就是利用先进的光刻技术，把CD进一步的缩小。

众所周知，在先进的光刻技术方面，我们现在面临的一些困境。这就促使我们去探索是否有非光的技术来“补光”。行业对此也有一定的共识，类似SAQP就是其中的一种解决方法。

面对光刻的套刻问题的，行业也奔向了选择性沉积等等一系列技术。可能有一条路径，我们用非光的技术，也就是用我们的工艺装备，能够解决一部分光刻的问题。

第三类也基本上是我们大家看到的一个行业共识。我们2D的架构在面积上不满足性能的需求，那么下一步是不是可以走向3D？我们的GAA，无论是在逻辑上还是在NAND上面，大家都在朝这个方向做探索。

对于这三条路径上面来看的话，一代材料的开发，从场景到我们的真正的工程应用，需要我们行业的同仁大家一起来努力。

由于我们CD的微缩以及多重曝光等工艺的应用，我们会发现我们下一代工艺的原子层刻蚀和原子层沉积的应用会逐渐变多。同时还带来另外一个问题，如果我们用而且SAQP等多重曝光的技术，那么我们可能看到我们整个全流程工艺的道数可能会有20%的增加，这就会要求我们良率以及每台设备的工艺窗口都要同等的进步。对于我们的装备来讲，如果能够把它的工艺窗口扩大，这也会给我们整个公益flow良率的提升也会带来巨大的优势。

同时，3D的架构会带来更多选择性，也会带来我们在选择性以及在AND/ALE等各种技术的综合应用，也会对我们的设备带来巨大的挑战。

在新的装备技术上，在三类能量的管理基础上面，我们要在三个维度有量级的提升：

第一，我们需要更高的能量控制精度。那么无论是等离子体的能量，还是我们热的能量，都需要更精准的控制。

第二，我们看到大量的ALD和ALB技术的应用，需要我们硬件的响应速度要有倍数的提升。

第三，我们设备的工艺窗口是不是能做得更大？这也是一个永恒的命题。

以等离子体和射频场的能量管理为例，从7纳米到3纳米的演进过程当中，我们预测可能会有10倍的能量精度提升。从我们硬件电路上面的时延同步以及响应的速度上来看，它同样有着10倍的提升。比如说时延，可能会实现从10毫秒到一毫秒的响应速度的提升。

至于窗口的寻优，除了要在我们的架构上面能够打开一些工艺窗口之外，我们是不是有更优的辅助分析和提升效率的手段？那么人工智能的智能调优、大数据，包括我们强大的硬件的计算，这也是对我们硬件和算法提出了更新的一个命题。

等离子体这一类能量大概占了我们工艺装备的5成。那么以这类的能量的管理来看，行业内基本上是两类的这个观点：一类是仿真派，另一类是实验派。这两派的观点大家相互交织，在技术上面大家一起竞争了很多年。

从过去两年来看，行业内领先的厂商已经被国内国际的头牌大厂收购了，这个背后是什么样的一技术发展原因呢？我们的理解是在真正到了细微的能量管理之后，我们的正向设计能力，我们的仿真与我们的诊断它是分不开的。只有真正把我们的腔室的第一性原理搞透，才能够指导我们未来的精细化设计方向。这也是我们新凯来在几年前就布局了等离子体仿真软件的原因。

我们从原子的物理模型开始，到腔室的一些化学，包括反应的模型，以及到诊断，我们构建了全面的仿真诊断的设计能力。我们现在的这套仿真软件能力可以对标行业最先进公司的仿真精度和准度。那么我们这套软件叫问源，取自于我们一句诗——问渠哪得清如许，为有源头活水来。

刚才讲到仿真，这是行业的一个方向，那么新凯来在这个地方我们已经布局完成。

那么光有设计，怎么来实现？实际上从设计到实现这个过程，也是非常挑战。比如说我们的射频源、匹配器、卡盘、线圈磁控管、气体阀、气体阀以及探测器，也要同步能够适配我们的设置。新凯来也是从系统设计到硬件架构，再到器件和算法上面都做了完整的布局。这是在等离子体技术方向上面给大家介绍一下我们整体的技术的进展情况。

从硬件的响应速度来看的话，我们看到从传统CVD/ETCH到ALD和ALE的应用转变，会给我们整个设备的瞬态响应时间以及稳定时间，也是有一个量级的提升。

那么，怎么能够才能够非常好的一个ALD特性？我们认为，对于一台设备，它的整个控制系统是非常关键的。过去大家看到用的大多数是PLC控制系统。过去几年，我们行业的同仁已经基本上看到我们在先进的处理器和逻辑的系统上面的应用逐渐会多起来。那么怎么样才能够把我们的硬件的系统做到快。准、稳，这是一个未来避不开的命题。

有见及此，新凯来构建了全套的自研的控制系统。与传统的PLC相比，我们当前的设备已经是能够在我们的控制能力上有一个倍率的提升。

展望未来，我们的工艺窗口是一个大的挑战，那么有什么样的方法能够把我们的硬件的窗口做大。能够给我们工艺工程师提供一个非常方便快捷的操作的一些方法。那么我们看AI的应用，从半导体装备的物理模型以及设计数据，到我们晶圆厂的整体的运营数据以及功率模型，这个地方大有可为。我们设备有万千的参数，万千的运行过程当中的各种特性。我们还没有真正的把它利用起来。大数据的应用以及我们物理模型的综合的仿真模型，能够支撑我们实现一些在智能的调优寻优以及在面向未来的智能维护方向上面，能够给我们提供一些指导。

们在我们的底层的硬件与软件架构上面，我们已经做了面向未来的AI智能调优和智能运维的布局调试。针对某一个关键部件，我们做了一些尝试，在它的整个生命周期当中，我们可以它的寿命准确率能做到10天以内，这是基于它的器件运行的物理特性，以及它对工艺结构的影响，最终做出来的一个模型，也希望我们在未来的大的模型上面，能够给我们的客户提供一个比较优的解决方案。

新凯来整体的设计理念是一代工艺，一代材料，一代装备。我们希望在底层的精准能量控制、智能的窗口调优以及快稳准的控制系统上面，给我们的工艺的开发以及材料的演进插上翅膀。希望在未来的更精细化的管理上面能够提供一个更优的解决方案。

基于上面的理念，新凯来在过去的几年开发了6大类工艺产品和检测产品，涵盖了我们的逻辑和存储的各种场景。并且，我们在先进的架构上面支持向未来演进。

半导体物理极限的探索，是我们半导体人永恒的追求，也是星辰大海。新凯来也希望秉持我们以技术为本的初心，能够和我们的伙伴们一起联合创新，大家协同共赢，一起面向未来。我们也希望能给我们的客户一个新的选择。

芯世界、新选择、新凯来，感谢大家。

来源：欧阳公明仔父一点号