抓住集成电路国产化发展机遇

2022-06-25杨伟杰

质量与标准化 2022年3期

文/杨伟杰

长期以来，我国集成电路严重依赖进口，“集成电路国产化”已经成为国家重要的发展战略。在集成电路行业发展中，集成电路产业链上承担可靠性、寿命分析的检验检测环节也迎来了前所未有的挑战。

产业发展大势所趋

作为国家现代工业发展的核心基石，集成电路已经成为全球高科技竞争的战略必争制高点。集成电路产业链的建立和完善，对国家竞争力的提升有着重要的战略意义。2014年9月，由国家财政部牵头设立国家集成电路产业基金。截至目前，基金一期已直接投资了75家企业，覆盖集成电路制造、芯片设计、设备、材料类上市公司，为行业发展提供急需的资金支持。2018年，全国“两会”政府工作报告中，将集成电路产业位列加快制造强国五大产业首位，展现我国政府对集成电路产业发展的高度重视。

在上海，作为三大先导产业之一，集成电路正在发力。2021年，上海集成电路芯片设计产业规模1 200亿元，位居全国第一。目前，上海已经拥有国内约40%的产业人才和超过1 000家行业重点企业，是目前国内集成电路产业链最完整、企业集聚度最高、综合竞争力最强的城市。

临港新片区以“东方芯港”为依托，打造世界级集成电路综合性产业基地，实现材料、设备、设计、制造、封装测试的完整的集成电路产业链布局。

检测需求日益增加

当前，我国集成电路产业规模正以年均20%的速度快速增长，越来越多的企业追求产品的性能和品质，对高性能的集成电路可靠性评估、分析检测技术的需求越来越大，期望通过测试来找出产品的设计缺陷和潜在的质量问题。

相关检验检测机构一般可以提供可靠性分析（RA）、失效分析（FA）、晶圆材料分析（MA）、信号测试、芯片线路修改等服务。尤其在电子元器件的研制阶段，检验检测机构可以通过失效分析纠正设计和研制中的错误，缩短研制周期；在电子元器件的生产、测试和使用阶段，检验检测机构可以通过失效分析查找失效原因，判定失效的责任方。根据分析结果，生产厂家可以改进电子元器件的设计和工艺，可以说检测分析结果在整个集成电路的生命周期中发挥着重要作用（见图1）。

在全球范围内，集成电路的可靠性寿命验证和分析测试主要集中在美国、欧洲、日本、韩国及我国台湾地区，我国内地产业化前期的芯片失效性及可靠性检测分析在之前很长一段时间内处于空白状态。根据权威数据的预测，国内集成电路产业发展带来的测试需求将快速提升检验检测机构规模，预计到2030年，市场规模将达到150亿元～200亿元。国内检验检测机构在集成电路检验检测领域正加快布局，提供集成电路芯片顶端PCB及仪器设备的产品研发、芯片晶圆磨划、快速封装、SMT贴片、ATE测试方案、Bench测试方案、产品工程、可靠性认证、失效分析、材料分析等综合专业技术服务。

走标准化创新之路

图1 创新型集成电路产业链导向图

集成电路日益向微小型化发展，且计算能力需求不断提升，其稳定性、可靠性、安全性、大规模一致性、寿命等性能指标评价意义重大。目前，国内在这些领域的行业标准体系尚未完善，很多相关的测试方法、测试指标，只能借鉴国外。产业核心被掐了脖子，对国内集成电路产业的发展极为不利。

面对受制于人的境况，国内检验检测机构正在通过自身努力，提升检验检测服务能级。上海季丰电子股份有限公司以标准化为抓手，将创新技术——顶端PCB设计及研发仿真技术中涉及的流程、指标、检测方法等固化为企业标准，大大提升了企业检验检测效率和能级，测试能力达到国内领先水准。该公司的dual-beam G4 FIB实验室强势介入FIB（聚焦离子束）材料分析，迫使外资企业FIB高端分析服务平均价格从7 000元/颗～8 000元/颗直接降到4 000元/颗，大大降低了国内企业的设计和生产成本。此外，该公司还自主研制了H160 SOC数字老化测试机等9台设备，设备的部分功能已超出国际同类设备性能标准。