12月15日，2021年中国半导体设备年会暨重庆半导体产业创新发展论坛在重庆召开。上海微电子装备（集团）股份有限公司衍生产品事业部总经理罗闻以《超越摩尔技术的国产化高端装备的应用与挑战》为主题发表了演讲。

 

 

罗闻认为，我们正处于超摩尔时代，在这个时代当中，集成电路产业发展呈现了两种趋势，路线1继续按照摩尔定律的方式在进行演变，以求达到更小的尺寸，更高的集成度，更低的价格。路线2以逻辑器件、射频器件为代表的电子器件，目前按照超越摩尔的定律，以期达到降低功耗、扩展功能的目的。

 

超摩尔新增市场主要包括包括功率器件、MEMS&Sensors、CIS和RF等应用领域，其中功率器件市场较大，CIS和RF增速较快。从市场规模上看，2020年硅基IGBT及SiC器件约59亿及7亿美元，到2025年将达到94亿级22亿美元；2020年RF市场规模达20亿美元，预计到2025年达到33亿美元；2020年MEMS市场规模为175亿美元，预计到2025年将达到261亿美元；2020年CIS市场规模达183亿美元，预计到2025年达到262亿美元。

 

这些市场的成长带动了对半导体设备的新需求。具体来看，功率器件从通信、消费电子等传统领域拓展到汽车电子、轨道交通和新能源等新兴领域。除了硅基氮化镓外，未来SiC器件也在增加，对激光退火工艺提出了新的需求，BIS已经成为主流，并不断衍生出多种器件结构，需要更多对准和键合机等设备。

 

针对MEMS器件和RF器件市场，汽车和消费类等MEMS产品的趋势为更小的外形尺寸、更高的集成度和更多的功能，对设备的各种特殊需求也随之增加，包括背面对准、金属键合等。于此同时，5G对于高频功率的需求，GaAs等化合物射频器件未来应用增加，衬底半透明或透明，翘曲较大，对化合物半导体设备提出了新的挑战。

 

SiP系统中的3D芯片互联密度的增加、向更高的器件综合性能方向发展都在推动芯片封装产业的进步，而这也为半导体设备提出了新的需求。

 

从挑战方面来看，罗闻表示：“3D集成及TSV互联等技术发展，在晶圆越来越薄的趋势下，会出现翘曲与起伏，造成产品均一性与碎片率的挑战，需要键合的晶圆，标记位置可在正面或背面。”

 

除此之外，先进封装领域还需要厚胶等特殊曝光工艺，以降低电镀等工艺的成本。厚胶高深比图形制作是挑战，比如期望深宽比能够达到10:1或更高。光刻胶挥发会造成镜头污染。

 

检测方面的残胶问题，比如Glass封装等工艺的残胶问题，对于客户工艺影响也比较严重。

 

针对半导体产业各个环节上的种种挑战，上海微电子装备推出了多种半导体设备，包括可用于各种先进封装光刻工艺的先进封装光刻机、专用于化合物半导体的化合物半导体光刻机、可用于Si基退火或SiC、GaN基退火的激光退火设备、可用于CIS、MEMS各种对准和键合工艺的键合机/对准机、以及可用于晶圆缺陷检测的缺陷检测设备。

 

在新产品方面，上海微电子装备推出了新一代先进封装光刻机SSB520，针对IC前道缺陷检测领域，公司也即将推出新一代全自动光学缺陷和检测SOI800，缺陷测出重复性超过99.5%。

 

根据罗闻介绍，未来公司还将针对10/7nm节点推出LMA退火设备、全自动晶圆键合设备以及化合物半导体光刻机。