抓住集成電路國產(chǎn)化發(fā)展機(jī)遇

文/楊偉杰

長(zhǎng)期以來，我國集成電路嚴(yán)重依賴進(jìn)口，“集成電路國產(chǎn)化”已經(jīng)成為國家重要的發(fā)展戰(zhàn)略。在集成電路行業(yè)發(fā)展中，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上承擔(dān)可靠性、壽命分析的檢驗(yàn)檢測(cè)環(huán)節(jié)也迎來了前所未有的挑戰(zhàn)。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展大勢(shì)所趨

作為國家現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的核心基石，集成電路已經(jīng)成為全球高科技競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略必爭(zhēng)制高點(diǎn)。集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的建立和完善，對(duì)國家競(jìng)爭(zhēng)力的提升有著重要的戰(zhàn)略意義。2014年9月，由國家財(cái)政部牽頭設(shè)立國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金。截至目前，基金一期已直接投資了75家企業(yè)，覆蓋集成電路制造、芯片設(shè)計(jì)、設(shè)備、材料類上市公司，為行業(yè)發(fā)展提供急需的資金支持。2018年，全國“兩會(huì)”政府工作報(bào)告中，將集成電路產(chǎn)業(yè)位列加快制造強(qiáng)國五大產(chǎn)業(yè)首位，展現(xiàn)我國政府對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高度重視。

在上海，作為三大先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，集成電路正在發(fā)力。2021年，上海集成電路芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模1 200億元，位居全國第一。目前，上海已經(jīng)擁有國內(nèi)約40%的產(chǎn)業(yè)人才和超過1 000家行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)，是目前國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈最完整、企業(yè)集聚度最高、綜合競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的城市。

臨港新片區(qū)以“東方芯港”為依托，打造世界級(jí)集成電路綜合性產(chǎn)業(yè)基地，實(shí)現(xiàn)材料、設(shè)備、設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試的完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈布局。

檢測(cè)需求日益增加

當(dāng)前，我國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模正以年均20%的速度快速增長(zhǎng)，越來越多的企業(yè)追求產(chǎn)品的性能和品質(zhì)，對(duì)高性能的集成電路可靠性評(píng)估、分析檢測(cè)技術(shù)的需求越來越大，期望通過測(cè)試來找出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷和潛在的質(zhì)量問題。

相關(guān)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)一般可以提供可靠性分析（RA）、失效分析（FA）、晶圓材料分析（MA）、信號(hào)測(cè)試、芯片線路修改等服務(wù)。尤其在電子元器件的研制階段，檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)可以通過失效分析糾正設(shè)計(jì)和研制中的錯(cuò)誤，縮短研制周期；在電子元器件的生產(chǎn)、測(cè)試和使用階段，檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)可以通過失效分析查找失效原因，判定失效的責(zé)任方。根據(jù)分析結(jié)果，生產(chǎn)廠家可以改進(jìn)電子元器件的設(shè)計(jì)和工藝，可以說檢測(cè)分析結(jié)果在整個(gè)集成電路的生命周期中發(fā)揮著重要作用（見圖1）。

在全球范圍內(nèi)，集成電路的可靠性壽命驗(yàn)證和分析測(cè)試主要集中在美國、歐洲、日本、韓國及我國臺(tái)灣地區(qū)，我國內(nèi)地產(chǎn)業(yè)化前期的芯片失效性及可靠性檢測(cè)分析在之前很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)處于空白狀態(tài)。根據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)，國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的測(cè)試需求將快速提升檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)規(guī)模，預(yù)計(jì)到2030年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到150億元～200億元。國內(nèi)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)在集成電路檢驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域正加快布局，提供集成電路芯片頂端PCB及儀器設(shè)備的產(chǎn)品研發(fā)、芯片晶圓磨劃、快速封裝、SMT貼片、ATE測(cè)試方案、Bench測(cè)試方案、產(chǎn)品工程、可靠性認(rèn)證、失效分析、材料分析等綜合專業(yè)技術(shù)服務(wù)。

走標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)新之路

圖1 創(chuàng)新型集成電路產(chǎn)業(yè)鏈導(dǎo)向圖

集成電路日益向微小型化發(fā)展，且計(jì)算能力需求不斷提升，其穩(wěn)定性、可靠性、安全性、大規(guī)模一致性、壽命等性能指標(biāo)評(píng)價(jià)意義重大。目前，國內(nèi)在這些領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完善，很多相關(guān)的測(cè)試方法、測(cè)試指標(biāo)，只能借鑒國外。產(chǎn)業(yè)核心被掐了脖子，對(duì)國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極為不利。

面對(duì)受制于人的境況，國內(nèi)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)正在通過自身努力，提升檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)能級(jí)。上海季豐電子股份有限公司以標(biāo)準(zhǔn)化為抓手，將創(chuàng)新技術(shù)——頂端PCB設(shè)計(jì)及研發(fā)仿真技術(shù)中涉及的流程、指標(biāo)、檢測(cè)方法等固化為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，大大提升了企業(yè)檢驗(yàn)檢測(cè)效率和能級(jí)，測(cè)試能力達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水準(zhǔn)。該公司的dual-beam G4 FIB實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)勢(shì)介入FIB（聚焦離子束）材料分析，迫使外資企業(yè)FIB高端分析服務(wù)平均價(jià)格從7 000元/顆～8 000元/顆直接降到4 000元/顆，大大降低了國內(nèi)企業(yè)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本。此外，該公司還自主研制了H160 SOC數(shù)字老化測(cè)試機(jī)等9臺(tái)設(shè)備，設(shè)備的部分功能已超出國際同類設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié) 語

面對(duì)國內(nèi)先進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和不斷提高的企業(yè)需求，檢驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)需要盡快形成完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，解決“怎么測(cè)、如何測(cè)”的問題，讓檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)將更多的資源投入到技術(shù)創(chuàng)新當(dāng)中，從而更好地服務(wù)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。