新聞中心

人工智能赋能我国半导体大发展

作者:曾文涛   来源:睿思和光   日期:2023-03-24

盎格鲁-撒克逊民族是个海盗民族,他们时刻需要敌人来实现民族的凝聚。美国民族的主体是就是盎格鲁-撒克逊民族。苏联崩塌后,历史终结论大行其道的九十年代,好莱坞的神片,《独立日》横空出世,就是要告诉世界,地球上,没有敌人了。美国怼天、怼地后,可以带领着世界人民,来怼崭新的敌人 - 外星人。而如今的中国,成为了美国,以及美国带领的西方世界的一个完美的敌人。

美军、美元、美国化,是美国维护霸权的三大支柱。美国靠着美军,一路打成了世界老大。可是朝鲜战争结束时,中国志愿军司令说出了中华民族百年的心声:西方侵略者几百年来只要在东方海岸架起几尊大炮就可以霸占一个国家的时代一去不复返了。我们是这么想,但人家可不这么想,几尊大炮不行,那就几条战舰;几条战舰不行,那就来几艘航母;在第一岛链设立密密麻麻的军事基地,困也能困死你。进入千禧年,美国正举起镰刀,正准备收割中国改革开放30年的成果的时候,911来了,小布什带领着美国大兵冲到中东沙漠里反恐去了。打了十多年的反恐,越反越恐,金融、军工挣得盆满钵满,其他却是百业萧条。再不割韭菜,美国经济可能真的就垮了。于是美国盯上了世界经济的老二 - 中国。南海仲裁后的中美对峙,美国太平洋舰队的日裔司令哈里斯叫嚣着今夜就开战,带领着两大航母战斗群,以及第一岛链的一圈军事基地,那是真想打。但发现,过去二十多年,闷头下饺子的中国海军也不是吃素的时候,摸摸鼻子,走了。从此,美军坐上了观众席,当起了吃瓜群众,偶尔跑跑龙套。是时候轮到美元出场了。

2016年,特朗普高喊着MAGAMake  America Great Again) 成了美国的总统,就是利用了美国人的普遍心态,担心中华民族的崛起,让美国不再伟大了。于是一上来就中美贸易战,中美经济要de-link!要用美元击垮中国的经济!石油美元,这是大家耳熟能详的概念。它源自于1973年,布雷顿森林体系的崩溃,美元同黄金脱钩后,迅速的同工业血液-石油挂钩,形成了石油美元。从此,处于世界货币垄断地位的美元,利用一波又一波的加息、减息,在全球不停的收割着韭菜,德国、日本、韩国、东南亚,等等,无往而不利,割掉了一个又一个的老二。可拿着镰刀站在中国面前的时候,却发现,割不动了。为啥?因为石油美元已经变了,美元的锚定不仅仅是石油,更是大宗商品,确切的说,中国生产出来的,通过国际商贸输出给世界各地的大宗商品!正是中国生产出来的廉价商品,稳定了美国的物价水平。中美贸易战,最后最受伤的,却是美国自身的经济。吃着中国的红利,却要砸了中国这口锅,那怎么行。这不喊着MAGA后特朗普时代,又开始嚷着中美经济Re-link!这里,真心佩服我们国家几代领导人的深谋远虑,感叹中华文化的博大精深、中华民族的吃苦耐劳。

锚定美元价值的,不仅仅是石油了,还有“Made in China”!打击中国的贸易战就是七伤拳,杀敌五百,自损一千,那咋办?Made in China,可以锚定美元的价值,如果时机成熟,同样可以锚定人民币的价值,帮全球锚定世界商品的价值,成为世界经济的压舱石。这可要了美元的老命了,这才是美国真正害怕的地方。釜底抽薪,把锚定美元价值中的 Made in China, 改成Made in USA! 截止2021年,我国芯片进口总额为石油总额的近两倍,在全球经济衰退的今天,芯片进口还每年近20%的速度递增。好吧,那就从最具价值的产品生产开始 - 芯片制造!掐死了中国芯片制造,那就掐死了中国经济的明天。真正的较量刚开始,但它关乎中国的国运;关乎中华民族的伟大复兴;关乎每个中国人的福祉和未来!

我们先回顾一下美国打击中国芯片行业的时间轴,如图一所示。


图一、美国打压中国芯片制造时间轴



背景:紫光集团董事长-赵伟国(被带走调查)

       20137月,紫光花费17.8亿美元,收购了在美国退市的手机芯片公司展讯通信,20141月,紫光花费9.1亿美元收购了另一家从美国退市的手机芯片公司锐迪科。赵伟国把两家公司打包,成立了紫光展锐,摇身一变,排在高通和联发科之后,成了全球第三大手机芯片公司( 2015年,展讯锐迪科合并手机芯片出货 5.3 亿颗,全球占比超过 25%,位列全球第三)。20148月,国家集成电路产业投资基金(大基金)成立,对整个行业开启了强力扶持模式,由于在展锐项目上的成功,紫光被挑选为大基金的发起人之一。不久大基金宣布,未来5年会给紫光集团总金额不超过100亿元人民币支持;大基金发起人国家开发银行也和紫光集团达成了200亿规模的合作意向。20149月,英特尔就花了15亿美元收购展锐20%的股权,这个估值比紫光当初的收购价溢价280%20163月,紫光集团宣布投资240亿美元在武汉建设存储芯片项目;2017年,紫光集团又在南京建设一个总投资300亿美元的半导体产业基地项目。自此,紫光集团在武汉、成都、南京三大半导体制造基地计划总投资超过700亿美元。自2012年到2015年底,三年时间里,紫光集团的资产从66.63亿元,涨到了1000亿元,翻了15倍。又过了5年,紫光集团的总资产达到了2966.49亿元。

       2018年清华大学决心推进校企改革,筹划转让紫光集团的控股权。失去清华大学背书的紫光集团,在20193月之后便无法在市场上继续发债,这成为推倒紫光过度扩张模式的第一张多米诺骨牌。紫光背负的债务有多大呢?紫光集团以往披露的信息显示,截至2017年末、2018年末、2019年末、2020年上半年,紫光集团合并报表资产负债率分别高达惊人的62.09%73.42%73.46%68.41%。在债务危机敞口暴露前夕的2018年,赵伟国提及要小心管理自己的野心和运气,但是他已无力阻止激进的资本运作带来的副作用。202011月,紫光集团出现债券违约,自此引爆债务危机。2021716日,在债权人申请之下,紫光集团宣告进入破产重整程序。20221月,北京一中院裁定批准紫光的重整计划。时隔半年,紫光集团刚刚完成重组,赵伟国被捕的消息就随之而来。紫光的工商变更登记手续711日完成,原股东全部退出,其中包括赵伟国实际控制的北京健坤投资集团。按照财新的消息,赵伟国被捕发生在7月中旬,仅相差一周左右。

如今,新紫光已经上路。过去的破产经历已经证明,靠着资本弯道超车的策略是行不通的,踏踏实实累积技术实力才是正轨,毕竟资本并购只是手段,科技产业才是根本。

中兴事件

2018416日晚,美国商务部发布公告称,美国政府在未来7年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品。

2018419日,针对中兴被美国封杀的问题,商务部表示,中方密切关注进展,随时准备采取必要措施,维护中国企业合法权益。 

2018420日,中兴通讯发布关于美国商务部激活拒绝令的声明,称在相关调查尚未结束之前,美国商务部工业与安全局执意对公司施以最严厉的制裁,对中兴通讯极不公平,不能接受!” 

20185月,中兴通讯公告称,受拒绝令影响,本公司主要经营活动已无法进行。 522日,美国将取消中兴通讯销售禁令,根据讨论的协议维持其业务。

201867日,美国商务部长罗斯接受采访时表示,美国政府与中兴通讯已经达成协议,只要后者再次缴纳10亿美元罚金,并改组董事会,即可解除相关禁令。 619日,美国参议院以85-10的投票结果通过恢复中兴通讯销售禁令法案。 

201872日,美国商务部发布公告,暂时、部分解除对中兴通讯公司的出口禁售令。 712日,《美国之音》消息,美国商务部表示,美国已经与中国中兴公司签署协议,取消近三个月来禁止美国供应商与中兴进行商业往来的禁令,中兴公司将能够恢复运营,禁令将在中兴向美国支付4亿保证金之后解除。

从芯片设计龙头开始打击,海思芯片无法生产出货

2018-2019年时间段,我国芯片芯片设计业几乎与国际水平持平,甚至有赶超的势头。代表国内芯片设计水平最高的就是华为海思的麒麟芯片。
2018
831日,华为海思推出7纳米的麒麟芯片,当时高通和苹果的手机处理器芯片工艺也处在7纳米水平。
2019
年,华为对外宣传将发布5纳米 5G SoC处理器,抢先苹果和高通一步推出5纳米芯片。并且华为手机的市场份额已经成为全球第二,有超过苹果手机成为全球第一的手机品牌。
此时的美国已坐不住。
2019
5月,美国政府将华为列入禁运名单,技术禁运比例是20%,禁止其在未经
美国政府批准的情况下从美国企业获得元器件和相关技术。后来,禁止谷歌等企业与华为合作,华为手机在海外不能使用谷歌地图等软件,这使得华为手机在海外市场受到重创。即使在被压制之下,华为手机仍以2.38亿台销量居全球第二。
2020
5月,美国政府将技术禁运比例从20%直接降低到零,美国直接掐断了华为手机芯片的生产制造环节。华为海思芯片设计出来,但是原来的合作伙伴台积电受制于美国禁令,无法为海思生产芯片。


       生产不出芯片,华为的高端手机就无法正常出货,海思芯片也无法更好地朝更先进工艺迈进。美国这一步棋实现了其打压中国芯片设计龙头的目的。

       2020美国阻断中国芯片制造10纳米及以下先进工艺的升级之路打击了中国芯片业跑在最前面的芯片设计业之后,美国又开始对中国芯片制造龙头出手。

2020
12月,美国商务部将中芯国际拉入实体清单,禁止美国出口商在未获许可证的情况下向其出售制造10nm及以下先进制程芯片的设备。意味着中国想要制造10纳米的芯片,根本买不到相应的半导体生产设备。

当时,虽然中芯国际已经实现14nm的量产,但刚量产不久的14nm工艺的大客户——华为海思被美国制裁,使得中芯国际无法在915日之后继续利用美国设备为华为海思代工芯片。

美国此举阻断了中芯国际向先进工艺7纳米、5纳米的发展。

美国会不会阻击14纳米制程?2021年业界包括中美各自双方都在热议。因为14纳米作为成熟制程,与当前全球最为先进的5纳米(3纳米2022年开始试量产)相差10纳米、7纳米两代,中国芯片制造工艺不会威胁到世界先进水平和美国的领先地位。

然而,近期美国对14纳米成熟制程也不放过,此举的目的是打压中国在新能源汽车芯片和电池方面的主动权。因为新能源汽车是继智能手机之后的下一个风口,中国又是新能源汽车最大的应用市场。吸取中国产业利用智能手机培育芯片业的经验教训之后,美国不会再给中国利用电动汽车产业发展芯片的更大机会,只要遏制14nm成熟制程,中国电动汽车产业将离不开国外厂商,离不开美国构建的芯片产业链。

EDA软件制裁反制芯片设计业

阻断中国的同时引导产业资源朝美国国内聚合,大力推进美国芯片制造业的重振。美国对中国禁用的半导体设备,并不全是由美国设备公司提供,半导体设备企业还有荷兰、韩国和日本,为了保障这些国家的企业与美国站在同一战线,美国采用拉帮结派。

美国20224月提出要建立Chip4芯片联盟,与日本、韩国、中国台湾一起扩大半导体建设,预期是8月份推进联盟建设。此外,为了重振半导体制造,美国刚刚通过的2800亿美元的芯片法案中包含520亿美元来扶持芯片制造业,以吸引中国台湾的台积电、韩国的三星到美国建立工厂(14纳米制裁中国大陆,削弱三星和台积电制造厂在大陆的生意,拉拢其到美国)。

202289日,美国总统拜登于上月签署《2022芯片和科技法案》,该法案计划为美国半导体产业提供高达527亿美元的政府补贴,其中500亿美元被拨给美国芯片基金计划。上述500亿美元资金中,约280亿美元将用于资助建立先进制程芯片的制造和封装设施,约100亿美元将用于扩大在汽车等领域使用的成熟制程芯片制造,另外约110亿美元计划投入到半导体领域研发之中。芯片法案中包含了护栏条款,即接受资助的公司至少10年内不能在中国或其他令人担忧的国家进行新的高科技投资,除非它们生产的是技术含量较低的成熟制程芯片,只为当地市场服务。


2022
107日,美国商务部工业和安全局(BIS)发布了31未经证实清单(UVL(注:包括长江存储、上海科技大学等31家实体),包括对已被列入实体名单的28家实体(注:包括海光、天津飞腾、申威、景嘉微等)进一步加强管制。最后,美国商务部发布了新一版《出口管制清单(CCL)》,提出了非常详细的对中国芯片产业的出口限制。彭博社称,新的限制措施旨在阻止北京发展自己的芯片产业和提升军事能力。

202210月 美国商务部计划发布针对中国技术出口的新限制措施,禁止美国供应商向生产先进DRAMNAND芯片的中国制造商提供设备。路透社援引消息人士的话说,新的限制措施针对中国的两种芯片制造商,一种是生产在系统使用时存储来自应用程序的信息的DRAM芯片,另一种是生产用于数据和文件存储的NAND闪存芯片。在美国向中国本土芯片制造商出售尖端生产设备以生产18纳米及以下DRAM芯片、128层及以上NAND闪存芯片和14纳米及以下逻辑芯片的供应商必须申请许可证,并将受到严格审查。有专家表示,这些新的限制措施一旦发布,将标志着美国首次通过出口管制打击中国生产的非特殊军事用途的存储芯片,这也代表了美国所谓的国家安全概念的重新扩张。路透社称,中国的长江存储科技有限公司和长信存储科技有限公司将受到影响。

半导体相关的产品的产业链都非常长,大到十几亿美元的光刻机,小到精确测量的传感器等等,都必不可少。前几年,日韩贸易战,日本封锁了对韩光刻胶的出口,就立刻引起了韩国半导体企业的大地震,哀鸿遍野。这正说明了半导体产业是个国际合作,强耦合的一个复杂的产业。在国际分工日趋精细的今天,没有任何一个国家和地区能有半导体全产业链,在不依靠任何外部贸易的前提下,独立生产出高精度的半导体器件,包括全球霸主,美国。但不能否认的一点是,美国以及美国领导的西方世界,包括日本、韩国、中国台湾,控制了整个半导体生产完整的产业链。如果美国整合了这些国家和地区,完全实现对中国半导体行业的封锁,这种影响将是致命的。依靠现有的设备,我们可以继续生产,但配件怎么办?比如一个小小的传感器,价格低、产值少,没有国内的厂家愿意研发生产,肯定不如海外采购。可现在采购不到了,怎么办?可怕吗?不可怕!毛主席说过:封锁吧,封锁个几十年,我们什么都有了!

但,路在何方?光靠喊口号,肯定不行。半导体领域的全面发展,需要技术、需要人,包括知识、经验的积累。例如,一个优秀工艺工程师的培养,需要十几年,甚至几十年。随着美国对我国半导体的打压日趋严厉,我们很难再通过挖人的方式,来弥补我们人才缺失的问题。那怎么办?

抓大放小,重点突破!

笔者个人非常赞同吴汉明院士的一个观点,55纳米的产线才是我国半导体独立自主的核心产线。如果我们能完全自主掌握55纳米工艺的生产及产业链,能解决我国绝大多数民用、军用半导体生产的需求。与其花大把的人力、物力、精力去追逐所谓的高精尖,如12纳米、10纳米、7纳米等工艺研发,还不如踏踏实实的把55纳米工艺及产业链给吃透,完全国产替代,同时培养一批有战斗力的青年团队,这才是真正国家目前所急需的。而这些所谓的高精尖制成,成就的只是像苹果这些民用手机,获利的是像腾讯这样的手机游戏的提供商。而对于真正通讯,电子商务等等,这些高制成的需求就是鸡肋,可有可无。把基金化整为零,大力支持创业性公司,中小企业,支持研发战略价值重大,但市场分工细,产值不高的产品。一步步蚕食西方在这些细分领域的市场,逐步把55纳米产线的产能、产业链建立、完善起来。保证依靠我们自己的产业链和产能,我们绝大多数的企业,能有充足的产能保证,在能活下去的基础上求发展。

重点抓55纳米工艺的产能和配套产业链,并不是代表我们就要放弃28纳米,14纳米等更高制成的追求了。上海微电子集团的28纳米光刻机公关还在如火如荼的进行着。上海微电子等企业,在为国家和民族负重前行,是我国半导体行业的脊梁和希望。送上我们的祝福,加油!

加速微电子技术人才的培养

我们开始系统的培养属于我们自己的半导体技术人才。随着国家的号召,大量的微电子学院如雨后春笋,在各大高校纷纷开始组建,如上海大学新组建的微电子学院,在全球招募学术、技术大咖,为我国半导体的发展培养紧缺的人才。

十年树木,百年树人。人才的培养岂是一朝一暮就能完成的?人才成长的过程中,大量的试错成本,又是谁来承担呢?台积电、英特尔等,他们大量的工艺工程师,是在成百上千次流片失败中成长起来的,这些流片失败的成本,是商家用千千万万的用户分摊了。但,作为后起的我们,还有这样的机会,把这条路再走一次,用成百上千次流片的失败,来培养,属于我们自己的工艺工程师吗?哪怕是有,那时间呢?我们还等得起吗?


人工智能的兴起,是我国半导体行业跨越式发展的一个重大的机会!

人工智能的兴起,离不开数据。如果把人工智能的算法比作优秀的引擎,那么数据就是燃料。没有燃料的引擎,就是一堆废铁。一般的人,打一辈子的围棋谱,也不可能战胜年轻的李世石;李世石打一辈子的围棋谱,也不可能战胜打了几个小时围棋谱的AlphaGo。人工智能加上超强的算力,可以在极短的时间内,将人类有记载的围棋谱全部打一遍,学习里面所蕴含的知识、方法。然后,碾压人类。这就是人工智能带来的巨大变化。我们没有大量有经验的半导体设计、工艺、过程等工程师;也没有时间和试错成本来从头培养这些工程师。但我们有这么多年来,在半导体领域设计、生产、制造中积累大量的数据。而这些数据,加上人工智能的引擎,将是我们的巨大机会和财富!

在半导体生产的过程中,存在这几条流:现金流,保证上下游企业都能分享生产过程中产生的收益;物流,包括配件,耗材,中间产品等等的流动,保证生产的正常进行;人流,人才企业间的流动,职业流动,职位流动等等,实现人才在不同岗位上的匹配优化。但有种流动,是业内人士非常容易忽视的,那就是数据流。半导体产业生产链很长,中间的环节环环相扣,任何一个环节出现了问题,都将导致难以估量的损失。引用美国Applied Materials 的报告,他们的缺陷检测的产品,可以给用户挽回260万美元每小时的产能损失。生产过程中产生的大量的数据,里面蕴含了关于产品,设备,人员操作,耗材等等相关的大量信息,而这些数据的有效组织、挖掘,为我国半导体行业的发展提供巨大的机会,也是人工智能能够有效展开的第一步。

半导体是个封闭性很强的行业。因为工作的缘故,笔者在新加坡接触了大量半导体行业的国际头部企业。他们的数据完全是独立的,哪怕是同一家代工厂,同一条产线内部不同厂商提供的设备都很难做到数据的互联互通。代工厂中,有个很奇怪的现象,就是设备在生产过程中所产生的数据,并不属于代工厂。如果代工厂需要分析工艺,分析生产过程中所产生的各种问题的时候,还需要掏钱来购买设备上数据端口的开放权限。正是因为这种封闭性,导致半导体行业这个对数据及其敏感的行业,反而出现了数据的碎片化。整个产业链中,形成了一个个相互不通的数据孤岛。比如说,同一条产线中,有多台不同的设备生产同一种产品的某个中间步骤,这种情况在大规模集成电路生产过程中是经常出现的。这些设备,生产批次不一样,维护时间不一样,甚至设备本身的供应商都可能不一样。生产过程中这些设备本身也是数据孤岛,造成同种产品个体方面的差异。这些产品本身都可能达到设计标准,但个体的差异性体现在可能有些产品都偏左,有些产品都偏右等。多个步骤生产以后,这种差异性会放大,最终导致最终产品的良率大幅度降低。为了避免这种情况的发生,日本尼康公司,为自己的设备专门提供了一致性控制的解决方案,就是开发一台专有设备,将产线中多台生产同一工艺的尼康设备进行联控,将这些数据孤岛进行局部的打通。利用对生产过程中设备产生的实时数据进行数据挖掘,预测,智能控制,实现所有设备生产产品的一致性控制,达到提高产品良率的目的。如果能把这种思路进一步放大,把整条产线的数据孤岛全部打通,甚至整个产业链的数据孤岛都能打通,这带来的经济效益将是巨大的。在西方世界里,不同的厂家可能隶属于不同的公司,利益集团,是很难把这些数据孤岛打通的。笔者在新加坡,曾经同时为多个美国半导体头部企业提供半导体人工智能相关的工作。很巧的是,这些美国企业,在很多领域都或多或少的存在竞争关系,它们提供的研发相关的数据不一样,但需求很类似,而且需要对外严格保密。这就对我们团队提出了很高的要求。我们被迫将团队分割成不同的团队,完全独立的对不同的半导体企业提供人工智能相关的研发服务的工作。各个不同的团队签署了严格的保密、禁业协议,团队之间禁止任何形式的技术研讨和一件交换。但这些团队都向笔者汇报。在项目推动的过程中,笔者发现,不同企业的需求,在本质上都非常类似,底层的数学逻辑、算法、解决方案可以互通,唯一核心的区别在于,数据的表现形式不一样。如果这些数据、需求能够汇总,由同一个团队来开发解决,那么因为数据增加带来的数据融合的效果,解决方案本身将优于单一方案,同时,这种数据交叉,将进一步提高模型、算法的鲁棒性。站在技术的角度,对于参与的各方,都是最优的。但现实的情况是,这些商场的竞争对手,是不可能相互交换数据,也不可能同一个非排他性的商业公司合作。在西方世界中,这种竞争,是你死我活的,怎么可能将自己的数据,连同数据所包含的技术水平、技术机密分享给这些对手?

但在我国,会不会也是同一种情况?不是!我们是社会主义,绝大部分半导体企业,是属于国家、属于人民,是作为一个整体通盘考虑。而不应该像西方社会那样,因为利益的归属,这些头部半导体企业被分割成大大小小不同的拼图。因为,我们有制度优势,我们可以站在国家的角度,统一调度这些都属于国家的数据,将这些因为利益而分割的数据孤岛打通,让这些数据为我国半导体领域跨越式的发展做出贡献。

虽然都是国有企业,但真正让他们数据共享,谈何容易。长期以来市场竞争带来的相互之间的猜忌、不信任,也不是一时半会,或一纸国家行政命令所能够改变的。那是不是可以仿效新加坡成立半导体人工智能部门,在我国放大,建立起一个国家背书,半导体各方都认可和信任的国家级半导体人工智能中心。让这个中心成为半导体产业链中各个数据孤岛沟通联系的桥梁。半导体人工智能中心的数据来自于半导体产业链中各个企业、机构,站在一个更高的角度,通过人工智能的挖掘,提出更优的解决方案和产品,反哺这些企业。国家级半导体人工智能中心的建立,将让人工智能的发展更好地赋能于我国半导体产业,真正的实现半导体领域的跨越式发展。

人工智能目前在大力发展,前途一片光明。但半导体在某种意思是上,属于成熟、稳定的行业。那人工智能如何赋能于半导体行业,项目和产品如何快速落地,加速我国半导体企业的发展呢?笔者结合自己在新加坡从事半导体人工智能方面的工作,以及回国后对国内半导体行业的观察和工作,给大家展示几个实例。

1. 半导体虚拟工艺技术

在半导体流片过程中,几十步甚至上百步工序以后,需要查看器件结果是不是满足设计的要求。这就需要对硅晶片进行破坏性的拍照测量。而测量的过程,需要人工参与。如下图所示:



这个结构,需要用数据有效表示出来,比如特定目标的厚度、宽度,指定结构的距离。这种测量,最大的难点是需要根据图像来判断不同物质或结构之间的边缘,这一般都是靠现场工程师自己的感觉来做出判断,但这种判断往往是不准确的。同时,一次流片,会产生巨量的数据,靠人是不可能对所有结构完全全面的测量,只能抽检,不可能对所有结构做出精准、及时的扫描。但如果结合人工智能的方法进行测量的话,这些问题就可以很好的得到解决。曾文滔先生在2018年,同美国的光刻机头部企业合作,利用他们已有的数据来探索是不是可以通过人工智能的方法,解决工艺量测的问题。得出了结论:人工智能的方法,无论是时效性、全面性,一致性、准确性等等,都远远的超过了现场工艺工程师。曾文滔先生回国后,带领着上海大学的学生,用国内头部企业的数据,在短短的数周内,完成了新加坡一年半的工作成果,实现对所提供数据中结构的精准测量,如下图所示。


可以设想,如果能够得到更多的图片,对所有结构进行扫描,学习不同结构、材质、结合部的特点,构建知识图谱,挖掘不同结构变化的特点,同工艺的参数设定结合起来,就是实现基于数据驱动的虚拟工艺。通过工艺参数的设定来预测器件结构的变化或是设定结构的变化,来调整参数的设置。这将形成一个设计闭环,整个工艺设计将可以由人工智能完全取代。这种基于半导体人工智能虚拟工艺的突破,对于半导体工艺设计将是划时代的。仅仅依靠少量,甚至在不用人员参与的情况下,人工智能就可以通过不同的参数设计,实现各种不同的物理结构,满足我们人类日益增长的大量应用的需求。而如果仅仅是靠人工测量的结果,无论是数据的数量还是质量,是不可能足量和精准的——这就是半导体人工智能带来的以前根本无法想象的需求和巨变!

2,封装缺陷智能检测和模型的自我更新


芯片封装的过程中,会产生大量的问题,如异物(Particle),气泡(Bubble)等等。

封装过程中,有几十步甚至几百个不同的步骤。理论上,每完成一个步骤,都需要一次检测,以保证最终产品的良率。因为缺陷千奇百怪,很难靠单一模型或者图像匹配的方式来实现。目前同样主要是靠经验丰富的现场质检员通过抽样的方式来检查。因为产品的多样性,生产步骤的多样性,很难用同一个模型统一起来,这就需要有一个标准的人工智能平台,提供统一的工具集,方便终端用户能根据现场实际的数据,快速的完成数据标注、模型的训练及更新、运行部署等工作。同时,也要求模型本身能根据新的数据,实现自我迭代,提高智能平台的准确性、泛化性及鲁棒性。

随着5G6G通讯、IOT的发展,我们数字化生活的步骤是不断提速的,我们生活中的万事万物都可以通过数字的方式进行再表达(Representation),包括我们自身,如个人身体状况的监测,个性化医疗方案的设计等,这对半导体和人工智能领域提出了更高的要求和挑战。

最近,美国商务部对我国三十多家企业,包括长江存储发起了制裁措施,勒在我们脖子上的绳索越来越紧。我国是人口大国,带来的红利是我们拥有全球最大的单一市场,全球最多的优秀工程师,以及最为丰富的应用市场。以此为牵引,我国必然会成为全球最大的芯片需求市场。以市场换技术,在汽车领域已经有血淋淋的教训,这条路是走不通的,最终的结果就是市场让出去了,技术还是别人的,这也是美国政府能联合西方国家一起制裁中国半导体行业的底气所在。亡羊补牢为时不晚,既然严冬已经来临,那我们就努力活下去,积极创新发展,用实际的工作来迎接即将到来的春天!




Copyright © 2025 Innovix Human Resources Co., Ltd