近年来，随着人们对更先进性能的要求，先进制程成为了各大芯片制造厂商“军备竞赛”的主要战场。据悉，台积电延误已久的3nm制程工艺已于近期取得了重大突破，台积电或将年内率先完成第二版3nm制程的量产，并将其命名为“N3B”。而基辛格出任CEO后一直力推代工业务的英特尔，也于近日宣布了其“埃米级”18A制程芯片将在2024年提前落地的消息。
在各芯片制造厂商向着更先进制程工艺前进的同时，制造的良率却成了厂商们的一块心病。曾经在2021年拿下了高通公司新SoC骁龙8G1订单的三星，在今年2月底就被爆出试产阶段芯片良率造假丑闻，部分5nm以下制程的芯片良率甚至只有35%左右。
高通翻车，而三星则接锅
高通近年来在手机SoC业务上陷入了停滞不前的窘境，一方面是因为采用了超大核架构的大核心数设计导致功耗和发热问题；另一方面则是由于产品良率过低导致成本上涨。根据外媒估算，一颗骁龙888芯片成本已经超过100美元，而骁龙8gGen1则成本更高。此前采用7nm工艺的是骁龙865，其成本仅为81美元。
丑闻爆出后，对DS部门5nm芯片工艺是否属实的问题引起了对DS部门进行检查。这一事件对于三星来说不仅损害了名誉，更重要的是失去了高通这个大客户。据报道，因为三星电子代工良率过低，高通公司决定将骁龙8Gen1后的订单转交给台积电，并且之后将3nm制程新一代SoC代工业务全部交由台积电处理。
事实上，对于半导体材料行业而言，每增加一点点合格晶圆都意味着巨大的利润提升。在摩尔定律即将被“榨干”的今天，这种情况变得尤为严峻。因此，无论是在技术创新还是管理层面的调整，都需要充分考虑如何提高生产效能、降低成本，同时确保产品质量与市场需求相匹配，以维持竞争力并保持长远发展。
EUV光刻机的大麻烦
荷兰ASML公司提供的心脏设备——EUV光刻机，是现代集成电路制造过程中的关键环节。但是使用EUV光刻机进行圆晶刻蚀时可能会出现随机缺陷，如线边缘和线宽粗糙、CD均匀性误差以及叠加错误等，这些因素都会影响设备性能、良率和可靠性。
检测这些缺陷成为提高先进制程好坏的一个重要挑战。一旦发现这些缺陷，它们就必须被修复，以避免造成更多问题。而修复这些缺陷并不总是一件简单的事情，有时候还需要重新制作整个晶圆。这就是为什么提高硅基微电子器件（SiP）生产效能至关重要，其中包括改善原位图像处理技术以减少噪声，以及开发新的工具来分析数据并自动识别潜在的问题。
AFM或许是个救赎者
虽然传统光学检测系统与SEM配合使用已经很有效，但当我们达到20NM以下时，由于物理现象使得随机缺陷变得越来越难以分类，我们需要更加精确的手段。而此时AFM（原子力显微镜）开始扮演一个关键角色，它能够提供拓扑数据，从而帮助我们理解凹陷和腐蚀等问题发生的情况，使得我们可以做出更加精准的人类决策，即便是在最小化尺寸下也能保持较好的控制能力。
Igor Schmidt指出了AFM虽然吞吐量比较低，但是每小时仍然可以监控340个位置，因此它对于实现预测性故障诊断具有不可替代的地位。
通过结合AI技术，我们能够从大量数据中学习，从而优化我们的方法以适应不断变化的情景。这正是工业界正在追求的一种革命性的方式，让我们能够持续创造价值，同时保持最高水平的人类安全标准。
