12月29日上午，由寧波芯豐精密科技有限公司研發(fā)的首臺(tái)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體12英寸超精密晶圓環(huán)切設(shè)備正式交付。這一重大突破性成果標(biāo)志著中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備制造跨上新的臺(tái)階，也為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了新的動(dòng)力。

據(jù)了解，該設(shè)備采用先進(jìn)的高度智能化“控制-自反饋”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓邊緣的微米級(jí)超精密加工，同時(shí)大幅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，性能全面對(duì)標(biāo)國(guó)際主流標(biāo)桿產(chǎn)品，部分指標(biāo)實(shí)現(xiàn)超越，能夠滿足最先進(jìn)的全自動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)線要求，適合先進(jìn)人工智能芯片的研發(fā)工藝需求。


AI突飛猛進(jìn)，對(duì)AI芯片要求更高

近年來(lái)，人工智能（AI）領(lǐng)域的突飛猛進(jìn)，對(duì)于AI芯片的性能、功耗和成本提出更高要求。

人工智能產(chǎn)業(yè)包括基礎(chǔ)層、技術(shù)層和應(yīng)用層三個(gè)層次。基礎(chǔ)層主要負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)和算力支 持，包括 AI 芯片、智能傳感器和云服務(wù)等領(lǐng)域，構(gòu)成人工智能發(fā)展的基石。由于發(fā)展起 步較晚、資金支持不足、美西方技術(shù)管控等原因，我國(guó)在基礎(chǔ)層面臨較多“卡脖子”問(wèn)題， 實(shí)力相對(duì)薄弱。

技術(shù)層主要負(fù)責(zé)提供算法及技術(shù)實(shí)現(xiàn)。憑借對(duì)數(shù)據(jù)資源和運(yùn)算平臺(tái)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用，以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理和語(yǔ)音識(shí)別等應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)在技 術(shù)層正處在上升期。應(yīng)用層是人工智能的產(chǎn)業(yè)鏈下游，針對(duì)不同行業(yè)和領(lǐng)域提供產(chǎn)品、服務(wù)和解決方案，催生出多樣化的商業(yè)模式。

算力、算法和數(shù)據(jù)是驅(qū)動(dòng)人工智能發(fā)展的“三駕馬車”。算力是人工智能發(fā)展的物理載體，支撐數(shù)據(jù)通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)價(jià)值釋放。2012年后，傳統(tǒng)的摩爾定律已被指數(shù)式爆發(fā)的算力需求所改寫，頭部 AI 模型訓(xùn)練的算力需求每 3-4 個(gè)月倍增，對(duì) AI 芯片性能要求“水漲船高”。 算法是實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決和特定功能的指令和程序，通過(guò)開發(fā)數(shù)據(jù)智能提供通用和細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)支持。

算法沉淀在 AI 人才上，據(jù)人社部發(fā)布的《人工智能工程技術(shù)人員就業(yè)景氣現(xiàn)狀分析報(bào)告》，2025年我國(guó)AI人才缺口將達(dá)1000萬(wàn)，其中對(duì)算法人才的需求度高達(dá)80%。 數(shù)據(jù)是人工智能賴以發(fā)展的資源要素，為各式算法提供海量訓(xùn)練以覆蓋更多的應(yīng)用場(chǎng)景并提升模型性能。憑借龐大的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)量可觀的網(wǎng)民，我國(guó)在數(shù)據(jù)規(guī)模上占據(jù)比較優(yōu)勢(shì)，但大模型所需的數(shù)據(jù)更需“煉化”，數(shù)據(jù)確權(quán)和商業(yè)化仍待補(bǔ)足。


芯片越小，制備過(guò)程越復(fù)雜

眾所周知，芯片越小，制備過(guò)程越復(fù)雜，面臨性能、功耗和成本等方面的諸多挑戰(zhàn)。如何助力高端芯片的制備？芯豐精密的總經(jīng)理萬(wàn)先進(jìn)表示，三維集成（3D IC）技術(shù)是制備AI芯片的核心技術(shù)之一，代表著半導(dǎo)體制造的發(fā)展熱點(diǎn)和重要方向。通過(guò)將多個(gè)芯片垂直堆疊在一起，該技術(shù)能很好地提升性能、降低功耗和制造成本。

不過(guò)，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)加工工藝和制造設(shè)備的要求非常高，需要對(duì)晶圓在微米級(jí)實(shí)現(xiàn)超精密環(huán)切加工，去除晶圓邊緣部分材料，從而提高芯片良率，可靠性和穩(wěn)定性。“環(huán)切的深度和寬度，需要設(shè)備的控制精度達(dá)到個(gè)位數(shù)的微米級(jí)，差不多是人類頭發(fā)絲的十分之一。”萬(wàn)先進(jìn)解釋。

由于國(guó)內(nèi)在相關(guān)研究方面起步略晚，在研制過(guò)程中，芯豐精密面臨不少難題。萬(wàn)先進(jìn)回憶，他們需要思考許多基礎(chǔ)科學(xué)的問(wèn)題，為此經(jīng)常加班加點(diǎn)，有一次工作人員在工廠里一直討論到凌晨4:30。經(jīng)過(guò)一年多夜以繼日的技術(shù)攻關(guān)，芯豐精密成功研發(fā)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)應(yīng)用于三維集成的12英寸全自動(dòng)超精密晶圓環(huán)切設(shè)備。

該設(shè)備采用先進(jìn)的高度智能化“控制-自反饋”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)晶圓邊緣的微米級(jí)超精密加工，同時(shí)大幅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這款新型環(huán)切設(shè)備全面兼容8寸及12寸晶圓，性能全面對(duì)國(guó)際主流標(biāo)桿產(chǎn)品，能夠滿足最先進(jìn)的全自動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)線要求，適合先進(jìn)人工智能芯片的研發(fā)工藝需求。

“接下來(lái)，我們還要生產(chǎn)制造接近兩位數(shù)的設(shè)備，希望能為半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供支持，助力造就更好的‘中國(guó)芯’。”萬(wàn)先進(jìn)說(shuō)。


AI爆發(fā)，AI芯片新周期開啟

不久前，德邦證券研報(bào)曾將1976年以來(lái)的全球半導(dǎo)體銷售額同比增速與GDP增速進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)全球半導(dǎo)體年度銷售額歷史增速呈現(xiàn)出大約每10年一個(gè)“M”形的波動(dòng)特征，且主要與技術(shù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品迭代有關(guān)。如若進(jìn)一步觀察歷年的半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展，也可以發(fā)現(xiàn)它伴隨著每個(gè)十年的變革而躍上一個(gè)新的高度。

從家用電器時(shí)代到臺(tái)式機(jī)時(shí)代，再到功能手機(jī)/筆記本電腦、3G/4G/智能手機(jī)、5G、AIoT/消費(fèi)電子/汽車。隨著不斷拓展的下游應(yīng)用領(lǐng)域，半導(dǎo)體行業(yè)在全球銷售額上呈現(xiàn)了持續(xù)的成長(zhǎng)，從1976年到2022年的時(shí)間跨度內(nèi)，銷售額增長(zhǎng)了整整202倍。

這里揭示了一個(gè)簡(jiǎn)單的大道理：周期的本質(zhì)，不是簡(jiǎn)單潮起潮落原單踏步，而是不斷的螺旋式向上發(fā)展。

2023年，剛好也成為AI爆發(fā)的元年，無(wú)疑預(yù)示著半導(dǎo)體行業(yè)也迎來(lái)了一個(gè)新的紀(jì)元，也被視為新一輪周期的重啟——AI技術(shù)的爆發(fā)對(duì)芯片的需求提出更高的要求，同時(shí)也為該行業(yè)帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。隨著資本市場(chǎng)掀起的炒作熱潮，AI芯片也成為資本追捧的熱門。

芯豐精密成立于2021年，一直致力于研發(fā)、生產(chǎn)超精密半導(dǎo)體芯片制造設(shè)備及相關(guān)耗材，產(chǎn)品主要應(yīng)用于三維堆疊、人工智能、第三代半導(dǎo)體和先進(jìn)封裝等高端半導(dǎo)體制造工藝環(huán)節(jié)，投資總額超1億元，先后入選“姚江英才”和“甬江人才”項(xiàng)目。公司核心團(tuán)隊(duì)包括多名海外專家和985高校博士，具有豐富的半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)已申請(qǐng)專利70余項(xiàng)，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前，芯豐精密聚焦三維堆疊技術(shù)所需的減薄、環(huán)切設(shè)備及配套耗材，已經(jīng)全面覆蓋6寸、8寸及12寸市場(chǎng)。

“首臺(tái)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體12英寸超精密晶圓環(huán)切設(shè)備的研發(fā)對(duì)我們來(lái)說(shuō)意義重大，它不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的空白，也打破了國(guó)際壟斷和技術(shù)壁壘，將應(yīng)用于國(guó)內(nèi)頭部半導(dǎo)體產(chǎn)線。”芯豐精密總經(jīng)理萬(wàn)先進(jìn)說(shuō)，“我們也將繼續(xù)發(fā)揮定制化和本土化優(yōu)勢(shì)，持續(xù)服務(wù)好國(guó)內(nèi)外客戶，助力造就更好的‘中國(guó)芯’。”