新凯来震撼亮相，立志成为世界一流半导体装备提供商

因为地缘政治等各种因素的影响，半导体设备的关注度在过去几年飙升。

 作为芯片供应链上的重要一环，芯片设备对于芯片的重要性毋庸置疑。尤其是随着芯片工艺的持续演进，对芯片设备提出的要求更是与日俱增。然而，从市场格局来看，制造芯片的这些设备大多都是控制在海外企业手里。当中不少设备更是由少数几家企业把持。在这种情况下，留给晶圆厂可议价的空间就不多了。 更有甚者，随着近年来地方保护主义盛行，发展芯片设备就成为很多地区的迫切需求。尤其是在国内，更是责无旁贷。近年成立的新凯来，以成为世界一流的半导体设备提供商为目标，力争成为这个赛道的主要参与者。 成立于2022年的新凯来总部位于深圳，在上海、北京、西安、武汉、成都、杭州等国内城市以及海外设有研发中心，建立了基础材料工艺-零部件-装备的端到端研发体系。公司致力于先进半导体工艺装备、量检测装备的开发与制造，打造可靠的产业基础和平台，成为世界一流的半导体装备提供商和客户最信赖的伙伴。 在今年Semicon China同期举办的IC产业链国际论坛-制造设备与制程分论坛上，新凯来工艺装备产品线总裁杜立军发布了题为《半导体工艺装备的机遇与挑战》的演讲，分享了他对半导体设备的看法以及新凯来已经推出的领先半导体设备和未来展望。  与此同时，新凯来还在今年的Semicon China现场一口气发布了三十款左右的新品，涵盖了量检测、EPI、ETCH、CVD、PVD和ALD等多个领域。 一代工艺，一代材料，一代装备 芯片是人类历程中一颗璀璨的明星，这是一个任何人都不会否定的事实。而在过去数十年的发展中，芯片能够越做小，且能越做越强，背后就少不了晶体管架构升级带来的帮助。从Planar到FinFET，再到GAA，晶体管的结构越来越立体，尺寸越来越小，但芯片承载的晶体管数量从数十亿跃升至数百亿，这就给芯片的制造工艺带来前所未有的挑战。 杜立军在演讲中也提到：“每一代半导体器件的演进，围绕着PPAC的性能指标的提升。随着行业进入到先进工艺时代，半导体制造行业主要围绕着晶体管的尺寸微缩和RC delay这两个方面来解决问题。”  例如在EPI工艺方面，随着工艺的演进，催生了更小尺寸、更高深宽比和更高浓度需求，这就给外延工艺的选择性、扩散及形貌管控带来新挑战；在ETCH工艺方面，所面对的精细化、多向性和高纵深要求与日俱增；来到介质薄膜沉积工艺方面，也面临材料多元化、高台阶覆盖率和高刻蚀选择比的难题；金属互连工艺的演进也要求拥有更小的关键尺寸和更高的RC挑战；金属CVD技术也给新材料和高选择性沉积提出了迫切需求；ALD（HKMG）技术的演进，也避免不了更小CD、更高成膜质量及台阶覆盖率挑战。 上述种种都是芯片先进工艺演进不能忽视的问题。 杜立军在演讲中则总结说，针对上述问题，主要有三个解决路径，分别是新材料、先进光刻+非光补光和3D架构。尤其是在面临当前先进光刻机在国内被禁的现状，非光补光的重要性不言而喻。诸如多重曝光、自对准和选择性沉积等技术，就是为了突破这个桎梏而做的选择。 “然而，因为这些技术的应用，会在先进工艺演进中，给流程工艺通道增加20%，进而给良率和设备的工艺窗口等带来新的考验。”杜立军接着说。“于是，我们需要围绕着更高的能量控制精度（等离子体/自由基精准控制）、更快的硬件响应速度（气体/能量控制快速切换）和更大的工艺窗口（腔体环境快速稳定）来打造新装备技术。”杜立军强调。“新凯来也迎难而上，打造多基础能力，支撑装备创新，迎接挑战。” 杜立军透露，围绕着工艺窗口这一系列问题，除了从架构上发力以外，还可以考虑如何利用人工智能调优来提升效率。而要实现这些，则需要从硬件和算法上投入。这正是新凯来打造了一个覆盖原子的物理模型到腔式化学反应模型仿真软件的原因。在软件以外，新凯来还在射频源、滤波器等器件上发力，力求从底层硬件入手，加速面向未来的半导体装备设计。 “在半导体设备方面，新凯来在系统架构、硬件、器件和算法方面全面布局。”杜立军表示。 他进一步指出：新凯来的设计理念是“一代工艺，一代材料，一代装备。” 为了实现这个目标，新凯来构建了培源（等离子体）、热管理、流体控制、装备智能化、光源等10多个基础LAB，为半导体工艺持续演进筑牢稳固根基。当然，作为一家志存高远的设备新贵，新凯来还坚持正向设计的运营思维，进行全链路垂直整合以提供扩散、刻蚀、薄膜等系列半导体先进工艺装备以及光学、物理、X射线、功率检测等系列量检测装备。 这种脚踏实地的运营方式，让成立三年多的新凯来取得了累累硕果。 在产品方面，杜立军在演讲中介绍说，新凯来的扩散、刻蚀和薄膜三大类产品已支持量产，应用覆盖了先进逻辑和存储。除此以外，在这次展会上，新凯来还带来了多款量检测装备，这无论对于新凯来还是中国半导体设备来说，都是一个了不起的丰碑。 四大类，三十款左右设备 从上面的介绍我们可以看到，新凯来在本届Semicon China上带来的四大类（扩散、刻蚀、薄膜和量检测）产品展示涵盖了EPI、RTP、ETCH、CVD、PVD、ALD、光学量检测、PX量测和功率检测应用在内的三十款左右设备。 首先看扩散类产品，新凯来带来了EPI和RTP设备各三台。其中，EPI产品系列命名为“峨眉山”，RTP系列命名为“三清山”。  据介绍，新凯来推出的“峨眉山”系列是12英寸单片减压外延生长设备，采用创新架构设计，全面覆盖逻辑及存储外延等应用场景，支持向未来先进节点演进。此次带来的该系列前三款产品分别是针对锗硅外延、磷硅外延以及沟道&超晶格&埋层外延，能为相应的客户提供更好的支持。 “三清山”系列的头三款产品则是针对不同应用的RTP设备。当中“三清山1号”是12英寸单片栅极氧化/氮化设备，覆盖氧化/氮化/退火等逻辑及存储应用场景，具备精准温度控制和等离子体控制能力，支撑先进工艺持续演进。在实际应用中，能够为浅沟槽氧化，栅氧生长，高K材料退火，钛硅化物退火，ALD栅氧致密化等生产流程提供可靠的支持。 三清山2号则是12英寸单片超快尖峰退火设备，能覆盖尖峰退火/超快尖峰退火等逻辑及存储应用场景，具备大行程磁悬浮升降运动控制及背照式退火能力，支撑先进工艺持续演进。具体而言，则能为轻掺杂源漏退火，源漏退火，高K材料盖帽层退火等提供支持。 三清山3号则是12英寸单片均温/尖峰退火设备，能覆盖均温退火/尖峰退火等逻辑及存储应用场景，为深N阱退火，源漏退火，钴硅化物退火，镍硅化物退火等具备低热预算调控及超低温退火能力的工艺提供支持，支撑先进工艺持续演进。 来到刻蚀产品线的武夷山系列，首批发布的同样也包括三款产品，分别是12英寸精细介质刻蚀设备武夷山1号 MASTER、12英寸精细硅/金属刻蚀设备武夷山3号以及12英寸高选择性刻蚀设备武夷山5号。 首先看武夷山1号 MASTER，这是一款电容耦合等离子体（CCP）干法刻蚀设备，腔室采用全对称架构设计，整机可配置6个工艺腔（PM），满足先进节点各类精细介质刻蚀场景需求。具体而言，这款设备能够为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等材料提供接触孔刻蚀、硬掩膜刻蚀和双大马士革工艺等支持。 武夷山3号为电感耦合等离子体（ICP）干法刻蚀设备，采用全对称、高流导架构设计，整机可配置6个工艺腔（PM），满足先进节点各类精细硅及金属刻蚀场景需求。具体而言，则能为硅、锗硅、氧化钛等材料提供栅极刻蚀、多重图形和鳍刻蚀等工艺支持。 武夷山5号则为自由基干法刻蚀设备，氧化硅及硅选择性刻蚀组合解决方案，采用单腔设计，整机可配置6个工艺腔（PM），能够为硅、锗硅、氧化硅和氮化硅等材料提供伪栅去除、无定形硅去除以及源漏极回刻等工艺支持，满足先进节点高选择性刻蚀场景需求。 在本届Semicon China上，新凯来还带来了涵盖了PVD、ALD和CVD在内的三个系列共八款薄膜设备。其中，PVD设备命名为普陀山系列，首批推出了三款设备。ALD则命名为阿里山系列，首批同样包括了三款产品。命名为长白山系列的CVD产品则推出了两款新品。  首先看专注于PVD的普陀山系列产品。据介绍，普陀山1号是12英寸金属平面膜沉积设备，适用于逻辑、存储及先进封装等主流半导体金属平面膜应用场景，镀膜均匀性高，同时具备高产能与高稳定性。 普陀山2号则是12英寸中道金属接触层及硬掩膜沉积设备，适用于逻辑、存储等主流半导体中道金属接触层及硬掩膜等应用场景，颗粒缺陷低，同时具备高性能与高稳定性。 12英寸后道金属互连沉积设备普陀山3号则适用于逻辑、存储和先进封装等主流半导体后道金属互连场景，架构领先，填孔品质优异，支持向未来先进节点演进。 来到ALD方面，则包括了阿里山1号、阿里山2号和阿里山3号三款产品。其中，阿里山1号是12英寸高保形性介质薄膜原子层沉积设备，搭配五边形平台和Twin腔领先架构，覆盖先进逻辑/存储前中后段介质薄膜应用场景，满足图形化，超薄薄膜，超高深宽比gap fill需求，支持向未来先进节点演进。 阿里山2号则是12英寸介质刻蚀阻挡层薄膜沉积设备，具备备单腔4-Station领先架构，适用于氮化铝和氧化铝等材料的先进逻辑刻蚀阻挡层薄膜应用场景，支持向未来先进节点演进。 阿里山3号则是12英寸高深宽比金属栅极原子层沉积设备，可全面覆盖逻辑和存储金属原子层沉积应用场景，具备创新架构和领先性能，多种工艺高度集成，金属栅极全场景覆盖，支持向先进节点演进。 长白山系列则是新凯来的PECVD产品线。当中，长白山1号是12英寸介质薄膜沉积设备，具备单腔4-Station领先架构，全面覆盖逻辑及存储介质薄膜多种工艺，支持向未来先进节点演进；长白山三号是12英寸高保形性&选择性金属薄膜沉积设备，全面覆盖逻辑和存储金属化学气相沉积应用场景，具备创新架构和领先性能，多种工艺高度集成，支持向未来先进节点演进。 在展会现场，新凯来还带来了包括明场缺陷检测BFI（岳麓山）、暗场缺陷检测DFI（丹霞山）、表面缺陷检测PC（蓬莱山）、空白掩模缺陷检测MBI（莫干山）、套刻量测DBO（天门山）和IBO（天门山）、原子力显微镜量测AFM（沂蒙山），X射线类量测的XPS（赤壁山-XP）、XRD（赤壁山-XD）和XRF（赤壁山-XF）以及RATE-CP、RATE-KGD和RATE-FT等在内的多款量检测设备。这些产品也都陆续量产，完成验证，或者进入客户端验证。 写在最后 从数据来看，半导体设备大有可为。但对于中国半导体设备产业来说，机遇和挑战并存，这也是一个产业共识。 杜立军先生在今天的演讲中开头中更是直接发出灵魂拷问：“中国的半导体装备产业，到底能给我们的半导体发展贡献怎样的份额？我们能以怎样的技术力量推动整个产业一起进步？这是我们永恒追求的命题。” “对物理极限的探索，是半导体人永恒的追求，也是星辰大海，新凯来秉承以技术为本的初心，展望和合作伙伴联合创新、协同共赢，为客户提供一个新的选择。”杜立军说。“致力于先进半导体工艺装备、量检测装备的开发与制造， 打造可靠的产业基础和平台，成为世界一流的半导体装备提供商和客户最信赖的伙伴，是新凯来追逐的目标。” 杜立军重申。