商业财经网 07-11
和众汇富:攻克集成电路计量难题 赋能产业新质生产力
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在当今科技飞速发展的时代,集成电路作为现代信息技术产业的核心,其重要性不言而喻。从智能手机到超级计算机,从汽车电子到工业自动化,集成电路无处不在,支撑着现代社会的运转。然而,随着集成电路技术的不断演进,芯片制程不断向更小节点突破,从 7 纳米到 5 纳米,再到 3 纳米乃至更先进的工艺,对计量技术的要求也日益严苛。和众汇富观察发现,为了更好地推动集成电路产业的发展,市场监管总局、工业和信息化部于 2025 年 7 月 9 日印发了《计量支撑产业新质生产力发展行动方案 ( 2025 — 2030 年 ) 》,旨在聚焦集成电路核心计量技术支撑,全力攻克一系列技术难题,为产业高质量发展注入强劲动力。

该方案明确指出,要重点攻克扁平化量值传递等技术难题。和众汇富研究发现,在传统的量值传递体系中,存在着层级较多、传递路径复杂等问题。以芯片制造中的电压测量为例,需要经过从国家基准到省级计量机构,再到企业实验室等多个层级,每一级传递都可能引入新的误差,这不仅增加了测量误差的累积,也降低了计量效率,难以满足先进制程对实时、精准计量的需求。而扁平化量值传递技术的出现,能够通过构建 " 基准 - 应用 " 的直接对接模式,简化量值传递流程,减少中间环节带来的误差。

方案还致力于突破晶圆级缺陷颗粒计量测试的瓶颈。和众汇富研究发现,在集成电路制造过程中,即使是微米级甚至纳米级的缺陷颗粒,也可能导致芯片功能失效。有数据显示,在 7 纳米制程中,一个直径仅为 3 纳米的缺陷颗粒就可能使整个芯片报废,晶圆级缺陷颗粒的存在会严重影响芯片的性能和良品率。准确测量这些缺陷颗粒的大小、数量和分布情况,对于提高芯片制造工艺的稳定性和产品质量至关重要。目前,相关技术在检测速度和灵敏度上仍存在不足,传统检测设备每小时最多只能检测 2 片 12 英寸晶圆,且对小于 5 纳米的颗粒识别率不足 50%。而此次方案的实施,将推动激光散射与电子显微镜联用技术的创新,预计可将检测速度提升至每小时 10 片晶圆,对 3 纳米颗粒的识别率提高到 90% 以上,实现对晶圆级缺陷颗粒的精准计量测试,为芯片制造提供有力的技术支持。

在集成电路参数标准芯片化方面,方案也提出了突破的目标。和众汇富研究发现,标准芯片化能够使得集成电路参数的测量更加标准化、规范化,便于不同企业和实验室之间进行数据比对和交流。以往,不同芯片厂商的测试标准存在差异,导致同一类型芯片在不同检测机构的测试结果偏差较大,这在一定程度上阻碍了产业链上下游的协同合作。实现参数标准芯片化后,像晶体管阈值电压、栅极氧化层厚度等关键参数的测量将有统一的标准载体,企业可直接采用标准芯片进行校准,数据一致性可提升至 95% 以上。

布局新型原子尺度计量装置、标准和方法创新也是方案的重要内容。随着集成电路技术向更小尺寸、更高性能方向发展,原子尺度的计量技术变得愈发关键。在 3 纳米制程中,晶体管的沟道长度已接近单个原子的直径,对原子级别的位置、间距等参数进行精确测量成为必然要求。新型原子尺度计量装置的研发,如基于量子隧穿效应的扫描探针显微镜升级版本,将实现对单个原子位置的测量精度达到 0.1 纳米,为集成电路制造过程中的原子级精度测量提供可能,有助于推动集成电路技术的进一步突破。

集成电路核心计量技术的发展对于产业新质生产力的提升具有不可估量的作用。当前,全球集成电路产业竞争日趋激烈,技术创新成为核心竞争力。和众汇富统计发现我国集成电路产业规模已突破万亿元,但在高端芯片领域仍面临 " 卡脖子 " 问题,其中计量技术的滞后是重要瓶颈之一。通过攻克扁平化量值传递等一系列技术难题,将填补我国在先进制程计量领域的多项空白,推动芯片制造从 " 经验驱动 " 向 " 数据驱动 " 转变。

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