半导体行业的“良率之殇”

AIGC动态5个月前发布 admin
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半导体行业的“良率之殇”

 

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【关 键 词】 半导体良率管理3纳米存储芯片工艺优化

在后摩尔时代,半导体行业面临良率管理的严峻挑战。随着芯片复杂度和晶体管密度的增加,良率管理难度呈指数级增长,特别是对追求先进制程的晶圆厂来说,良率问题可能成为致命伤。良率是半导体工厂的核心竞争力,直接影响成本和产能利用率,也是评估企业竞争力的重要标志。

在逻辑芯片领域,3纳米工艺是目前最先进的量产工艺,台积电和三星是主要竞争者。三星虽然率先宣布3nm量产,但在良率上遭遇挑战,导致客户流失。预计今年,包括智能手机、服务器、人工智能等在内的Fabless公司及IT大厂都将开始将3nm作为主要制程。台积电由于良率领先优势,预计将获得大部分大厂的3nm订单,进一步拉大与三星的市占率差距。然而,即使是台积电,其3nm工艺的良率相较上一代也并不高,目前也在积极提升良率。

良率问题不仅限于逻辑芯片领域,存储芯片也面临同样的挑战。生成式AI对HBM存储芯片的需求巨大,但良率一直是大规模量产的拦路虎。三星的HBM3芯片生产良率约为10%~20%,而SK海力士的HBM3良率可达60%~70%。在传统DRAM存储方面,三星第五代10纳米级(1b)制程DRAM的良率未达业界80%至90%的一般目标。

为了应对良率挑战,半导体厂商正从多方面进行优化和创新。首先,减少污染物至关重要,污染造成的产量损失高达50%。颇尔公司等过滤器厂商通过提供全系列半导体过滤器,帮助清除颗粒、杂质等污染物,确保芯片的高品质和高良率。其次,工艺优化是提高良率的基石,通过不断改进制程工艺,提高生产工艺的精度和可控性。此外,引入AI和大数据分析技术,实现更高的良率和更少的投入,已成为行业共识。工程智能、计算机集成制造、制造执行系统等工业软件在AI和大数据技术的融入下,为半导体工厂提供更加智能化的功能。自动化升级也是提高良率的重要手段,通过减少人为操作环节,降低人为操作失误导致的缺陷率。

提高良率是一项复杂的系统工程,需要半导体厂商从材料、工艺、设备、管理等多方面入手,不断创新和改进,才能有效降低缺陷率,提升产品竞争力。在新技术不断推陈出新的背景下,提高良率成为每一家半导体厂商必须解决的关键问题。通过全产业链协作,持续攻坚克难,半导体行业一定能够不断提升良率水平,推动行业高质量发展,为全球经济增长贡献更大的力量。

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【原文作者】 半导体行业观察
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