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隨著半導體制程不斷向下微縮，內部結構的復雜度也在不斷提高，檢測測試行業(yè)面臨越來越多的挑戰(zhàn)。
半導體檢測貫穿整個半導體制造流程，缺陷檢測工藝及測試方法又復雜多樣，其中光學檢測是必不可少的一個環(huán)節(jié)。
本期我們邀請到了中科飛測的首席技術執(zhí)行官張嵩教授給大家介紹一下光學檢測技術在晶圓制造中的應用和發(fā)展狀況。
本期話題
1. 光學檢測從后道走向前道，難點在哪
2. 量測和缺陷檢測的不同分工
3. 如何打造晶圓檢測的核心競爭力
4. 一個設備公司為何需要大量算法方面的人才
5. 國產半導體檢測行業(yè)的自身定位
1、光學檢測從后道走向前道，難點在哪
幻實（主播）
中科飛測這幾年在外界的報道中經常出現，先請張教授給我們講一講你們具體是做什么產品的？負責解決什么問題？
張嵩（嘉賓）
我們目前的業(yè)務重心是在晶圓級的光學檢測上面。
整個芯片產業(yè)鏈很長，晶圓經過光刻刻蝕等所有工藝，完成前道中道后道的制程，不論是在哪道工序上都要經過光學上的檢測，也就是尋找每一道制程中有沒有缺陷，有沒有出現顆粒污染，我們的工作就是負責做缺陷檢測。
幻實（主播）
您公司檢測的布局主要是在封裝之前還是封裝之后呢？
張嵩（嘉賓）
都有。我們公司成立之初主打的產品著重在封測廠，包括長電華天這樣的廠。近兩年我們研發(fā)的重心偏移到了前道的 Fab 廠商，拓展到前道的晶圓檢測。
幻實（主播）
從后道往前道挺進，挑戰(zhàn)是不是越來越大？
張嵩（嘉賓）
對，我們之所以敢于在技術上進行挑戰(zhàn)，向前道邁進，這和我們公司的成熟度有很大關系。我們從封測做起，隨著技術的不斷積累，包括資金、人員不斷的齊全，現在有能力為前道提供各種光學檢測的設備和服務。
幻實（主播）
前道和后道的產業(yè)鏈很長,請張教授給我們拆解一下，在各個環(huán)節(jié)你們會遇到怎樣的挑戰(zhàn)？
張嵩（嘉賓）
一般 Fab 做前道，封測廠做后道。其實在 Fab 廠里面，它自己也分前道、中道和后道，像 28 納米的晶圓，它需要經過上千道的工藝，是非常漫長的一個過程，光刻、刻蝕、研磨，每種工藝都可能會形成缺陷。
除了工藝之外，廠里的顆粒污染也會造成缺陷。上千道工藝里面如果我們不能及時發(fā)現哪一道形成了缺陷，流到下一道就會造成人工材料非常大的浪費，良率也不能得到提高。
光學缺陷檢測就是在生產過程中，找出每一道工序可能產生的缺陷，將結果反饋到相應生產制程和生產設備，最終幫助提高生產工藝、提高良率的一個過程，所以光學檢測在晶圓生產的前道這么多的工序里面，在每一道關鍵工序里面都會有應用。
2、量測和缺陷檢測的不同分工
張嵩（嘉賓）
光學檢測的種類可以分為很多種，大的種類可以分為量測和缺陷檢測。量測是使用光學的方式看它的表面形貌，包括晶圓表面的形貌，孔深，薄膜厚度等，準確地說是通過光學的方式來測量各種關鍵的尺寸。
除了傳統(tǒng)的成像，我們還會運用干涉、衍射這些光學的原理來做檢測，所以光學檢測的方式是非常多的。
（圖源：中科飛測官網）
除了量測，還有一個是缺陷檢測。缺陷檢測就是去發(fā)現晶圓表面上出現的一些污染，包括廠里的一些灰塵和顆粒，也包括晶圓表面上的一些劃痕，這些都可能造成工藝制程中斷路、短路、錫球不全等缺陷。
所以量測和缺陷檢測都必不可少，這兩大部分各自又涉及到了好幾種設備，我們公司開發(fā)了大概七八種量測和檢測的設備，就是為了滿足產線上絕大多數晶圓的專業(yè)檢測和量測需求。
3、如何打造晶圓檢測的核心競爭力
幻實（主播）
中科飛測成長到現在這個規(guī)?；硕嗑脮r間？
張嵩（嘉賓）
我們公司是在 2014 年底 2015 年初成立的，公司的創(chuàng)始人陳魯博士從中科院出來成立了這家公司。我在布朗大學留學的時候，和陳魯博士是同學，他學光學，我學算法，所以在公司成立之初，我作為聯(lián)合創(chuàng)始人，在算法方面給予公司技術上很多的支持，包括尋找人才，制定一些基礎方案。后來我全職回到國內，幫助公司更迅速的成長。
幻實（主播）
回到國內加入一家初創(chuàng)的公司，有沒有什么不適應？
張嵩（嘉賓）
沒有什么不適應的，主要是看跟什么樣的人在一起。我們公司里面年輕人很多，博士碩士比例很高，也包括不少海外歸來的博士，這個環(huán)境非常適合在科研方面想要潛心創(chuàng)業(yè)的人。
幻實（主播）
一路走來，您覺得有沒有特別辛苦或者讓您特別難忘的經歷？
張嵩（嘉賓）
辛苦肯定有，因為我們要跑客戶，跟友商合作，打通上下游關系，非常忙。公司發(fā)展非常迅速，這兩年營收都是翻一倍甚至翻幾倍的增長，我們新的設備也在不斷推出，不斷的滿足我們國內的半導體廠商日益增長的檢測需求?？吹竭@樣的發(fā)展勢頭，大家也會很有成就感。
CYPRESS-900 三維封裝量測系統(tǒng)
(圖源：中科飛測官網)
幻實（主播）
在國內市場中，中科飛測和從事這個行業(yè)的一些國外老牌機構相比，你們作為行業(yè)內的后進入者，怎么去看待這種差距？怎么去爭取一些發(fā)展空間？
張嵩（嘉賓）
晶圓缺陷檢測和量測行業(yè)的領頭者在美國，包括美國的 KLA 公司，也包括最近由 Rudolph 和 Nanometrics 合并成立的 Onto 公司。這些公司都是在晶圓檢測行業(yè)里面占比很大的公司，KLA 甚至占比 50%以上。我們一直把他們作為學習的榜樣，在研制設備的時候，會借鑒他們設備的種類和發(fā)展的歷程。我們公司同樣聚集了一批科研人員，就是為了要打造出自己的核心技術，通過研發(fā)的技術方案形成自主的知識產權和設備。
幻實（主播）
自主創(chuàng)新的過程還是很有挑戰(zhàn)性的，最大的成功秘訣是什么？
張嵩（嘉賓）
挑戰(zhàn)是有的，最大的決定因素也還是人。我們聚集了國內外的一些人才，像光學方面、算法方面，以及機械、電器方面，各種各樣的人才聚集在一起共同努力朝同一個目標前進。
只有人融合在一起，事情才能做成。從現在的結果來看，我們還是比較成功的。
4、一個設備公司為何需要大量算法方面的人才
幻實（主播）
您在國外是做算法的，好像這是很多計算機專業(yè)的學生會從事的方向，在做設備的時候，是不是對算法方面的人才也有很大的需求？
張嵩（嘉賓）
需求非常大，如果從我們公司研發(fā)人員的構成來看，會發(fā)現我們軟件和算法的研發(fā)人員占總研發(fā)人員的 60%以上，只看人員名單的話，你可能會認為我們是一家軟件公司。
我們是做自動化的設備，這個設備里面的難點，一是光學，基本上是用光學的原理，成像或者干涉、衍射，用這種原理提取出晶圓表面和內部的一些信息，達到量測檢測的效果。我們用的光學原理非常精也非常多，光學是我們的核心部分。算法是另外一個核心，光學是把非常大量的信號提取出來，有的時候是非常難讀的信號，必須通過算法把它分離出來，把數據重構出來，形成我們可以讀取的一些信息，包括對光學數據的解讀，也包括對我們檢測到的缺陷的一種分類和知識上的提取，所以在算法上的工作同樣很多，也非常重要。
（圖源：中科飛測官網）
幻實（主播）
我們有很多學生聽友，他們可能會覺得學計算機的只能去互聯(lián)網型的公司，或者是一些偏軟件類的公司，但今天您就是一個特別好的案例，告訴大家，設備型的公司一樣也很需要他們。
張嵩（嘉賓）
我很高興能在“芯片揭秘“這個平臺來進行說明。在做設備的時候，里面的算法其實是跟物理光學這些東西緊密結合在一起的，這樣的算法，我個人認為是更有意思的一種算法，它把物理的東西轉變成信息，而不只是我們說的”datamining”，從這個“0”和“1”又去到另外一個“0”和“1”。
在設備上開發(fā)，從光學信號提取，最終得到大家可以解讀可以認知的一些缺陷和信息，我覺得這是一個非常有趣的過程。
包括物理的模擬、光學的模擬、光學的計算、機器學習和深度學習，我們都有涉及，是一個非常廣泛而且非常有意思的算法開發(fā)的過程。
比如光波的干涉信號，光波如何疊加形成波峰？波底？怎么通過這些波形的信息得到透明薄膜的厚度，并且達到原子級的精密度，這其中的過程跟應用數學聯(lián)系很緊密，跟計算機里面的機器學習和深度學習聯(lián)系也很緊密，它的實現和優(yōu)化過程又跟數值計算聯(lián)系非常緊密，包括的范圍非常廣。對我們學業(yè)有成的，計算機算法方面的碩士博士是一個非常有用武之地的領域。
幻實（主播）
充滿了交叉學科的意味，我今天也學到了很多。如果對這方面感興趣的學生，可以多參考一下我們張教授的建議。
張嵩（嘉賓）
我們公司現也在不斷的招人，算法方面是一個重點要招的對象，聽這個節(jié)目的學生可能對半導體行業(yè)有興趣。我想告訴大家，光學檢測是在半導體設備行業(yè)里對算法要求比較高的一個領域，也歡迎大家多了解我們公司的情況，如果有求職的需要可以跟我們聯(lián)系。
5、國產半導體檢測行業(yè)的自身定位
幻實（主播）
如果對中科飛測的未來做一個展望，您會如何看待自己公司在這個行業(yè)的定位？
張嵩（嘉賓）
首先會服務國內市場，中國半導體行業(yè)這幾年發(fā)展非常迅速，市場越來越大。在半導體檢測行業(yè)，國內每年有超過 100 億人民幣的市場規(guī)模，我們第一要務是要把公司的技術和設備做得足夠好，能夠跟國外的設備相媲美，服務我們中國的 IT 制造行業(yè)和芯片制造行業(yè)的需求。
幻實（主播）
作為行業(yè)內有點類似于攪局者的身份，您對中國半導體檢測行業(yè)未來 3~5 年的發(fā)展趨勢有什么看法？
張嵩（嘉賓）
其實我們不認為自己是攪局者，這個行業(yè)的壟斷性非常強，第一大公司占了 50%以上的份額，但是這個行業(yè)的市場空間依然很大，需求很多，地域性的需求也很多，所以在中國成立這樣一家公司也是非常合理的。
我們相信自己能夠符合中國企業(yè)的需求，為國內企業(yè)提供一些特色的服務，包括技術支持和技術創(chuàng)新。對國內的芯片封測和前道企業(yè)的一些特殊需求我們已經做出了一些技術創(chuàng)新。這個市場空間足夠大，我們跟世界上一些大的檢測量測公司是一種互補的關系，而并不是一個攪局或者惡性競爭的關系，包括歐洲和以色列也有不少這樣檢測量測的公司，大家有各自的經營范圍和特色，一起成長，互相促進，這也是一個比較健康的環(huán)境。
幻實（主播）
我們也非常期待中科飛測在半導體國產化以及自主創(chuàng)新的道路上越走越好，實現核心技術新的突破，更好地滿足國內半導體企業(yè)的需求。
一個光學檢測設備商能從后道封裝踏進前道 Fab，具有的挑戰(zhàn)性和難度毋庸置疑，也是對自身實力的充分體現。
像中科飛測這種以市場需求為導向，打造晶圓檢測設備為載體，以人才引進和技術創(chuàng)新服務為驅動力，通過不斷技術積累打造出“從易到難”，從“后道走向前道”的發(fā)展模式無疑是值得借鑒和學習的。
