浅谈宽禁带半导体行业概况

智能制造系统在晶圆生产中的重要性。

当前，随着各国“碳中和”目标的落地日趋成熟，以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带功率半导体在新能源汽车、储能、光伏风能发电、大数据、5G通信等领域或将迎来前所有未的黄金发展期。在此背景下，如何促进宽禁带半导体在集成威廉希尔官方网站 领域的融合创新成为了整个行业的热点。

6月26日上午，2022中国·南沙国际集成威廉希尔官方网站 产业william hill官网 ——宽禁带半导体william hill官网 在广州南沙召开，上扬软件（上海）有限公司董事长吕凌志博士发表了相关演讲。

吕凌志博士表示，当下无论是6英寸、8英寸还是12英寸的晶圆制造，其涉及到的工艺流程都极其复杂，需要成百上千个步骤才能完成。想要做对晶圆，就必须确保工艺、数据采集、结果等每一步都正确，一旦其中某一环节出错，就会导致几十甚至上百万的损失。而上扬软件主攻的晶圆厂智能制造软件（Manufacturing Execution System，MES），作为半导体工厂里的神经系统，掌管着整个晶圆厂从生产、工艺、质量，到人、材料、设备等各个方面，意义重大。

对于宽禁带半导体行业目前概况，吕凌志博士直言，宽禁带半导体行业主要有衬底、外延、器件三大段，由于每部分的物态形式、设备控制都不一样，要想做好这个行业的MES软件，就必须要理解每一段的工艺特性、管控重点。

对吕凌志博士来说，无论是第三代半导体、宽禁带半导体，还是化合物半导体，其实都是晶圆，而MES软件的第一要务就是追踪，需要从粉末追踪到外延片，尤其当制造车规级芯片时，哪怕时隔20年，也需要追踪到每一片封装器件，确认安全问题是由何引起，从这角度来看，未来面临着极大的挑战。

“宽禁带半导体，一是材料制造，二是晶圆制造，三是封装，三个阶段的物态形式不一样，产品不一样，关注的重点不一样，采集的参数也不一样，所以我们做工业软件的人，必须理解这整个过程。”吕凌志博士强调道。

目前，国内宽禁带半导体CIM（计算机集成制造系统）仍然以手动作业为主，但发展已经对标全自动，因为只有全自动量产才能有效率。众所周知，晶圆厂每天都有可能发生异常，而对于异常的处理往往十分复杂。一旦出现异常，仅靠员工处理往往是来不及的，必须要凭借神经系统进行管控，才能确保晶圆厂的正常运作。

吕凌志博士表示，对于宽禁带半导体来说，品质管控十分重要。首先，就是数据收集到位，把设备、质量、派工等全部集成在一个系统里，一旦出现异常，除了设备和工艺工程师随时相应外，还必须要有标准的异常处理流程，以及PDCA循环做闭环管控。

其次是设备管控。由于半导体设备大多价格昂贵，因此每个设备是否异常，以及健康状况，都必须确保可以通过设备系统进行随时管控。比如，FDC系统是保证设备处于健康状态的系统，可以随时采集设备参数，一旦出现异常，就需要进行设备的维修或保养。而AMS系统在发警报的时候，可以与手机微信对接起来，让用户随时处于预警状态。

此外，吕凌志博士还指出，当前的半导体设备都有标准接口，所以MES系统与设备一般通过标准接口进行对接。不过，由于MES系统产生的数据量十分客观，在12英寸晶圆厂中，一片晶圆就能产生十几G的数据，因此吕凌志博士建议工厂系统物理上与外界分割。

对于宽禁带半导体CIM趋势，吕凌志博士表示，智能化的系统必须要全，需要集成工艺流程、设备、派工、质量管理等方方面面，而不是靠人工来转换数据。晶圆厂从手工、半自动，发展到全自动是一个爬坡的过程，首先人要做对，其次自动化才能做对，否则就会有危险，这就需要MES系统与工程师的管理习惯磨合到位。

针对上述提到的磨合，吕凌志博士解释道，一般MES系统都可以按照工程师的管理习惯进行调节，在Auto-1阶段，MES系统主要与设备对接；Auto-2阶段，与搬运系统对接；到了Auto-3阶段，则与自动派单系统对接。当Auto-3完成时，整个晶圆厂将完全处于自动状态，在自动化的过程中，设备、质量所有的信息都是自动集成在一起的，必须管控到位。

最后，吕凌志博士给出了对宽禁带半导体这个行业的未来展望。他指出，当前上扬软件重点在于突破12英寸全自动量产线的MES，很快就会实现将MES+EAP+RTD集成在一起，而未来则是希望可以将CIM+AI/BigData+AMHS集成在一起。对于吕凌志博士来说，未来十年任重道远。