發力底層創新 國產半導體設備探索走出低端替代“陷阱”

回顧過往發展，中國半導體產業經歷了以低成本、低端產品替代為主要特點的發展階段。在日前舉辦的第26屆集成電路制造年會暨供應鏈創新發展大會期間，證券時報·e公司記者注意到，多位國產半導體設備、零部件供應商在半導體設備與核心部件配套發展論壇上分享發展經驗與行業前景，并指出在全球競爭加劇的背景下，過往單純依賴低端替代的國產自主可控路線已難以為繼，而培養本土人才，開拓底層創新、借力人工智能、協同產業鏈創新成為當前重要選擇。

　　發力底層創新

　　深圳市埃芯半導體科技有限公司董事長張雪娜介紹，得益于自主創新，公司底層3D建模軟件能適應復雜工藝需求，從物理基礎出發，結合AI技術，實現數據分析與優化，幫助客戶解決實際問題。目前埃芯半導體設備形成光學和X射線兩套產品線，并自主研發了主機軟件、分析軟件、3D建模軟件、以及人工智能軟件等平臺。

　　在設備創新上，埃芯推出國內首臺集成XRD、XF和XR的設備，另外公司光學薄膜設備采用獨特的架構，能比競爭對手收集更多信息，進行更精細解析。此外，埃芯在X射線領域實現全球首個同步協同系統，能夠在同一位置同時收集數據，打破傳統設備的局限，顯著提升了設備效能，實現從底層創新到高端突破。

　　干法刻蝕設備在半導體前道設備中占據重要地位，市場份額穩定在20%以上。隨著存儲市場復蘇，邏輯器件探索更先進技術節點，對刻蝕工藝提出了更高的要求。而干法刻蝕最主要的形式便是等離子體刻蝕，分為等離子體刻蝕分CCP（電容性耦合等離子體）和ICP（電感性耦合等離子體）兩種類型。

　　中微半導體設備（上海）股份有限公司刻蝕產品部、技術市場資深經理王紅超表示，目前中微公司已經覆蓋了CCP和ICP，并布局單反應臺和雙反應臺兩條技術路線，其中，雙反應臺機型旨在平衡成本與性能，能夠共享系統降低成本，同時保持獨立的性能監控系統，腔體設計優化確保氣體流量均勻，提升刻蝕效果。

　　據統計，目前中微公司CCP在先進邏輯半導體領域覆蓋34%，ICP達25.5%，目標未來分別提升至66%和78%；先進存儲領域，公司CCP已近70%覆蓋，ICP為54%，目標提升至87%和65%；裝機量方面，CCP過去七年穩定增長，2023年達2857臺，ICP近三年飛速增長，裝機量已達到45臺。

　　擁抱人工智能

　　面對人工智能發展浪潮，半導體設備廠商借力AI破解行業痛點。以物流自動化為例，盡管多個行業快速實現該領域的國產化普及，但在半導體制造領域AMHS（自動化物料搬運系統）系統長期被日商壟斷，主要原因是AMHS面臨大規模集控、靈活性、無塵潔凈及穩定性等挑戰。

　　江蘇道達智能科技有限公司副總經理曹旭東表示通過自研的OHTC系統，以及先進算法與集群架構，公司可以在128毫秒內完成千臺車路徑規劃，實現高效運算與決策。在控制系統方面，公司采取門檻較高的PCB控制系統，提升了智能性、反應速度與安全性，實現5米/秒高速車穩定運行，效果可類比智能機器人，且能在斷網時自適應巡航，實現柔性化制造支持的突破。公司還針對特殊場景的定制化解決方案，推動了國產AMHS系統的智能化升級。

　　整體來看，AMHS的效率與智能化水平對生產效率和產品質量至關重要，而AMHS解決方案的碎片化與孤立性，限制了行業進步。

　　尊芯智能科技的副總裁河本天介紹，尊芯科技推出的Phoenix MCS系統集成了多個功能模塊，并利用AI與大數據優化決策與物流管理，提升系統的智能化水平；公司還開發了友好界面設計，采取開放API接口策略，便于用戶操作且促進了與硬件廠商的廣泛合作，加速了國產AMHS行業的前進步伐。目前尊芯已獲得了28件關于AMHS硬件和軟件的專利，在國內外成功部署了多條8英寸和12英寸產線的AMHS系統，并贏得了首個海外訂單。

　　產業鏈協作

　　半導體零部件廠商也在密切聯系上下游產業鏈，著手創新。隨著人工智能等前沿領域即將迎來高速增長，傳感器作為底層數據核心也將呈指數級增長。

　　蘇州佰控傳感技術有限公司從事工業傳感器業務，公司副總經理王磊介紹，通過運用AI技術，蘇州佰控傳感器產品能夠進行異常檢測、良率與缺陷預測，實現生產精準與實時控制。以壓力傳感器為例，按照封裝方式可劃分為介質隔離、陶瓷電容、金屬薄膜及MEMS，公司則專注于先進封裝，配備萬級至百級潔凈室，全程自主可控，創新壓力傳導技術與PFA（聚全氟烷氧基）材質傳感器。

　　實際案例中，公司傳感器提供的壓力、氣體流量等數據已經可以賦能AI模型訓練，形成模擬器，用于實時預測刻蝕參數和效率。王磊表示，AI結合傳感器的數據，已經在逐步提高半導體制造的精度與效率，自動判斷封測產品合格率，協助半導體設備等工作。

　　在先進封裝領域，隨著晶圓尺寸增大至300mm、厚度減至100微米以下，垂直方向應力增大導致翹曲風險，增加了加工難度，需要設備與材料廠商共同協作。

　　目前廣州鴻浩半導體設備有限公司業務覆蓋先進封裝的臨時鍵合與解鍵合（TB/DB）設備、ESG碳權回收、關鍵零部件供應，以及針對細分市場需求的AOI和CBD設備。公司研發中心副總戴天明介紹，鴻浩的解決方案涵蓋從預鍵合到激光解鍵合的全系列設備，包括特定波長的激光器選擇、自動化控制與光學優化，以及對板級應用的支持，可以實現高溫高壓的臨時鍵合工藝和激光解鍵合工藝，有比較低的機械應力且環境友好，可望成為市場主流。

　　另外，鴻浩還積極參與膠材的優化，探索一次性薄膜技術，旨在簡化工藝、降低成本。戴天明表示，公司期望與上下游伙伴廣泛合作，共同推進半導體先進封裝技術的發展，共同應對行業向更大尺寸、多芯片堆疊及超薄方向的挑戰。