突破集成電路測試設備關鍵技術！這家公司助推青島提升產(chǎn)業(yè)競爭力
致真精密儀器（青島）有限公司從磁性芯片量測設備領域切入，助推青島提升集成電路產(chǎn)業(yè)競爭力
突破集成電路測試設備關鍵技術
繼芯片制造、封裝測試等環(huán)節(jié)接連取得突破后，青島集成電路產(chǎn)業(yè)再傳好消息。前不久，致真精密儀器（青島）有限公司研發(fā)的中國首臺產(chǎn)業(yè)級晶圓磁光克爾測量儀近日正式上市，我國磁性芯片量產(chǎn)所需的光學檢測設備從此實現(xiàn)自主可控。經(jīng)第三方測評，檢測速度和精度均優(yōu)于國際水平。
但就在媒體紛紛找上門來報道這一成果時，致真精密儀器早已馬不停蹄投入到了新產(chǎn)品的研發(fā)中。“今年公司要在芯片通用測試設備開發(fā)上取得突破，爭取4到5款產(chǎn)品問世?！敝抡婢軆x器創(chuàng)始人、董事長兼首席技術官張學瑩說。
集成電路測試設備屬于芯片生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制設備，也是全行業(yè)正在全力突破的“卡脖子”領域之一。芯片制造過程中的幾乎每一道工序都要用到質(zhì)量控制設備，用來對被觀測的晶圓電路上的結(jié)構尺寸和材料特性等做出量化描述，如薄膜厚度、關鍵尺寸、刻蝕深度、表面形貌等。毫不夸張地說，質(zhì)量控制設備水平的高低，直接影響著芯片性能的優(yōu)劣。
致真精密儀器從磁性芯片量測設備領域這一細分領域切入，并在通用測試設備領域快速布局，將助推青島在整個集成電路產(chǎn)業(yè)格局中進一步提升競爭力。
保證芯片生產(chǎn)每道工序幾乎“零缺陷”
了解了芯片制造過程中對質(zhì)量要求的嚴苛，就自然明白了質(zhì)量控制設備的重要性。
制造一顆芯片，好比在不到指甲蓋大小的面積上建造一座微型城市，任何一道工序“不達標”，都會對整個產(chǎn)品造成巨大影響。而且，隨著制程越來越先進，工藝越來越復雜，對每道生產(chǎn)工序的質(zhì)量要求幾乎是“零缺陷”。
據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，工藝制程每縮減一代，工藝中產(chǎn)生的致命缺陷數(shù)量會增加50％，因此每一道工序的良品率都要保持在非常高的水平才能保證最終的良品率。以工藝近千道的14nm制程為例，只有保證每一道工序的良品率都超過99．99％，最終的良品率方可超過95％。
隨著全球集成電路產(chǎn)業(yè)加速向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，我國也已經(jīng)成為集成電路質(zhì)量控制設備增長最快的市場。根據(jù) VSLI Research統(tǒng)計，2016年至2020年國內(nèi)市場規(guī)模年均復合增長率為31．6％，到2020年市場規(guī)模約為21億美元，同比增長24．3％，在全球市場中的占比達到27．4％。但與之相對的是高端設備國產(chǎn)化率仍然較低。市場主要由幾家壟斷全球市場的國外企業(yè)占據(jù)主導地位，其中美國企業(yè)科磊半導體在中國市場的占比高達54．8％。
致真精密儀器便是該領域國產(chǎn)替代中的一員。2019年，身為高校集成電路專業(yè)教師的張學瑩和其余4位志同道合的同事共同創(chuàng)立了致真精密儀器，目標是成為中國集成電路測試設備的領軍者。目前，公司研發(fā)團隊已有30多人，其中博士占大半。
3年7款設備問世，“學院派”團隊跑出加速度
“學院派”創(chuàng)業(yè)的致真精密儀器，依托高校的產(chǎn)學研深度合作優(yōu)勢，用令人刮目相看的速度在磁性芯片領域站穩(wěn)了腳跟。
磁性芯片又稱自旋電子芯片，主要分為傳感和存儲兩大類，在大數(shù)據(jù)、消費電子等領域應用廣泛。比如，手機導航軟件中指示方向的箭頭，就是依靠磁性芯片來完成信號識別的。
數(shù)據(jù)顯示，目前全球磁性芯片市場規(guī)模約為25億美元。雖然在全球超過5000億美元的半導體市場規(guī)模中，磁性芯片作為細分領域市場規(guī)模仍然較小，但隨著三星、英特爾、格羅方德等國際芯片大廠開始大規(guī)模量產(chǎn)磁存儲芯片，市場年復合增長率達到118％。
早在2020年，致真精密儀器研制出中國首款商用磁光克爾顯微鏡。產(chǎn)品不僅打破了國外壟斷，還將光學、電學、磁學等技術集成在一臺設備上，用戶使用更方便且可以根據(jù)需求改裝，價格也只有進口設備的一半。此后，致真精密儀器相繼開發(fā)出高精度磁滯回線測量儀、晶圓級磁場探針臺、微型MOKE磁性測量儀等產(chǎn)品。
前不久正式問世的國內(nèi)首臺產(chǎn)業(yè)級晶圓磁光克爾測量儀，進一步奠定了致真精密儀器在磁性芯片領域地位。磁性芯片生產(chǎn)過程中，需將磁性原子均勻鋪在晶圓上形成納米磁性薄膜。這相當于要在青島的大地上平整鋪滿5層厚的小米粒。鋪得是否平整，性能是否合乎質(zhì)量標準？就要用到晶圓磁光克爾測量儀。此前，該領域一直被美國企業(yè)壟斷。致真精密儀器的產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)級晶圓磁光克爾測量儀的商業(yè)樣機甫一上市，便有3家企業(yè)前來接洽。
目前，致真精密儀器的磁性芯片類產(chǎn)品已達7款。
加快研發(fā)進度，搶抓時間窗口
雖然從磁性芯片量測設備切入，但通用測試設備才是張學瑩和致真精密儀器的“詩和遠方”。
“集成電路測試設備是一個由若干細分領域組成的市場，每一個都不太大，公司要很好地生存和發(fā)展，就必須要多個方向出擊?！睆垖W瑩表示，而這也是國外多數(shù)集成電路檢測設備企業(yè)一直在走的路徑。
目前，國內(nèi)越來越多企業(yè)正在進軍半導體檢測設備市場。上市公司中精測電子、天準科技、賽騰股份等均有布局。成長型企業(yè)中，2021年底向科創(chuàng)板遞交上市申請的深圳中科飛測科技股份有限公司就是其中之一。產(chǎn)品包括無圖形晶圓缺陷檢測設備系列、圖形晶圓缺陷檢測設備系列、三維形貌測量設備系列和薄膜膜厚量測設備系列等，已應用于國內(nèi)28nm及以上制程的集成電路制造產(chǎn)線。該公司2020年收入達2．37億元。在張學瑩看來，行業(yè)的日益炙手可熱也讓致真精密儀器必須在產(chǎn)品研發(fā)上加快速度。“窗口期只有5年左右，如果步子慢了，就有可能在市場上徹底失去機會?！彼f。
2021年，致真精密儀器獲得了青島微電子創(chuàng)新中心的天使輪融資。最新一輪的融資也將于今年上半年完成。資本加持下，張學瑩的目標實現(xiàn)之路或?qū)⒏禹槙场＃ㄇ鄭u日報/觀海新聞首席記者 孫欣）
