如果說(shuō)摩爾定律預(yù)言了前50年的半導(dǎo)體工藝技術(shù)發(fā)展路線,，那么近兩年以來(lái)半導(dǎo)體工藝可謂被智能手機(jī)等智能終端設(shè)備的軍備競(jìng)賽瘋狂驅(qū)動(dòng)著向前。從28nm到22nm,、14nm,、10nm甚至7nm，在先進(jìn)半導(dǎo)體工藝激烈競(jìng)爭(zhēng)下,，對(duì)數(shù)字電路越來(lái)越高的性能要求使半導(dǎo)體供應(yīng)商面臨著更多的挑戰(zhàn),，基于這些要求，全行業(yè)的合作將成為一種必然,，而EDA廠商,、設(shè)備廠商等產(chǎn)業(yè)鏈均卯足全力因應(yīng)客戶需求。

　　先進(jìn)設(shè)計(jì)/工藝帶來(lái)的寄生提取挑戰(zhàn)

　　一代又一代的半導(dǎo)體晶圓工藝提升使不斷增加的IC設(shè)計(jì)密度,、性能提升和功耗節(jié)省得以實(shí)現(xiàn),，但也為電路設(shè)計(jì)工程師帶來(lái)了許多新興的挑戰(zhàn)。包括創(chuàng)新的工藝特性,，諸如FinFET晶體管等代表著向低功耗設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)變，這就需要EDA軟件在性能和精度方面也要有相應(yīng)的飛躍提升,。

　　在整個(gè)設(shè)計(jì)周期內(nèi),，電路設(shè)計(jì)工程師必須在性能和精準(zhǔn)度之間權(quán)衡取舍。寄生電路參數(shù)提取也不例外,。在使用較為復(fù)雜的FinFET組件的先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)上,，設(shè)計(jì)工程師始終致力于追求更為嚴(yán)苛的精準(zhǔn)度，也需要更高的性能和容量來(lái)實(shí)現(xiàn)十億級(jí)晶體管設(shè)計(jì),。事實(shí)上,，在現(xiàn)代 IC 中，所有制程節(jié)點(diǎn)都隨著內(nèi)存,、模擬電路,、標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)以及定制化數(shù)字內(nèi)容的混合變得日益復(fù)雜，當(dāng)工藝尺寸縮小到低于.35u或深亞微米（DSM）以下時(shí),，物聯(lián)連線所產(chǎn)生的互連寄生（電阻,、電容等）變得越來(lái)越普遍的,。這種復(fù)雜性為電路參數(shù)提取工具帶來(lái)了一系列不同的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)人員需要必須平衡精度,、性能和復(fù)雜性等多重因素,。

　　Mentor Graphics代工廠項(xiàng)目總監(jiān)Shu-Wen Chang解釋說(shuō)：“在前段制程中，例如FinFET的推出標(biāo)志著CMOS晶體管進(jìn)入真正的三維器件時(shí)代,。由于其源漏區(qū)以及與其周?chē)B接的三維結(jié)構(gòu)方式（包括本地互連和接觸通孔）,，導(dǎo)致了復(fù)雜性和不確定性。更新更復(fù)雜的制造工藝以及更嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)則,，使得設(shè)計(jì)師和代工廠在建模時(shí)精確地捕獲FinFET器件內(nèi)部的寄生電阻,、電容，以及器件之間的相互作用是至關(guān)重要的,?！彼a(bǔ)充到，“又例如在后段制程,，雙重乃至多重曝光工藝在先進(jìn)節(jié)點(diǎn)工藝中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,，互連corners的數(shù)量也將顯著增多。在28納米節(jié)點(diǎn),，可能存在5個(gè)互連corners,，但在16納米節(jié)點(diǎn)，會(huì)看到11至15個(gè)corners,。多層掩膜版之間對(duì)不準(zhǔn)產(chǎn)生誤差,，漂移等更多復(fù)雜情況，要求設(shè)計(jì)人員評(píng)估更多寄生參數(shù)提取的corners,，以驗(yàn)證集成電路的時(shí)間選擇和性能,，為寄生參數(shù)提取工作帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)?！?/p>

　　為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),，Mentor Graphics推出了全新 Calibre xACT寄生電路參數(shù)提取平臺(tái)。Shu-Wen Chang表示,，Calibre xACT平臺(tái)可滿足包括 14nm FinFET 在內(nèi)廣泛的模擬和數(shù)字電路參數(shù)提取需求,，同時(shí)最大限度地減少 IC 設(shè)計(jì)工程師的猜測(cè)和設(shè)置功夫。 Calibre xACT 平臺(tái)可借由自動(dòng)優(yōu)化電路參數(shù)提取技術(shù),，針對(duì)客戶特定的工藝節(jié)點(diǎn),、產(chǎn)品應(yīng)用、設(shè)計(jì)尺寸大小及電路參數(shù)提取目標(biāo),，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)度和周轉(zhuǎn)時(shí)間 (TAT) 的最佳組合,。采用 Calibre xACT 平臺(tái)進(jìn)行電路寄生參數(shù)提取在滿足最嚴(yán)格的精準(zhǔn)度要求的同時(shí)，還讓客戶體驗(yàn)到了減少高達(dá) 10 倍的周轉(zhuǎn)時(shí)間,?！皒ACT平臺(tái)采用了Mentor獨(dú)特的算法,，擁有一個(gè)可擴(kuò)展架構(gòu)，能在現(xiàn)代化的計(jì)算環(huán)境中充分利用多個(gè) CPU,，在不同的情況下降計(jì)算分配到不同的CPU內(nèi)核進(jìn)行并行運(yùn)算,。”她解釋說(shuō),，“然而,，對(duì)于全芯片而言，我們需要處理數(shù)十億晶體管的設(shè)計(jì),，還包括頂層的數(shù)千萬(wàn)條內(nèi)部互連,。經(jīng)過(guò)客戶使用驗(yàn)證，在使用8個(gè)CPU的情況下,，通常每小時(shí)可提取4~8百萬(wàn)個(gè)網(wǎng)表,，比其他競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品快2~3倍?！?/p>

　　同時(shí)Shu-Wen Chang強(qiáng)調(diào),，CalibrexACT電路參數(shù)提取平臺(tái)與整個(gè)Calibre產(chǎn)品線整合，實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫驗(yàn)證流程,，其中包括用于完整晶體管級(jí)模型的CalibrenmLVS 產(chǎn)品,，以及用于針對(duì)極高精準(zhǔn)度電路參數(shù)提取應(yīng)用的CalibrexACT 3D 產(chǎn)品。此外,，它還納入了第三方設(shè)計(jì)環(huán)境和格式,，以確保與現(xiàn)有的設(shè)計(jì)和仿真流程相兼容。

　　用于先進(jìn)封裝技術(shù)的檢測(cè)設(shè)備

　　物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)消費(fèi)電子的爆發(fā)驅(qū)動(dòng)了半導(dǎo)體市場(chǎng)的增長(zhǎng),，而電子行業(yè)的最終驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于客戶對(duì)終端產(chǎn)品的需求,。“消費(fèi)類(lèi)移動(dòng)電子產(chǎn)品持續(xù)不斷地推動(dòng)著生產(chǎn)更小,、更快,，且更強(qiáng)大的設(shè)備，消費(fèi)者要求產(chǎn)品具有更長(zhǎng)的續(xù)航能力,，更低的價(jià)格，更豐富多彩的功能,，以及更便捷的網(wǎng)絡(luò)連接,。這對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)提出了更多技術(shù)挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。例如EUV等先進(jìn)的光刻工藝,，新材料存儲(chǔ)技術(shù),，2D到3D工藝轉(zhuǎn)換，工藝視窗控制以及先進(jìn)封裝技術(shù)等挑戰(zhàn),?！?KLA-Tencor（科天）銷(xiāo)售總經(jīng)理任建宇表示,。“對(duì)先進(jìn)封裝技術(shù)而言,，它可以帶來(lái)設(shè)備性能優(yōu)勢(shì),，例如增加帶寬以及改善能效。但是,，封裝生產(chǎn)方法則更為復(fù)雜,，這涉及典型的前端 IC 生產(chǎn)工藝的實(shí)施如化學(xué)機(jī)械拋光和高縱橫比蝕刻，以及獨(dú)一無(wú)二的工藝如臨時(shí)焊接和晶圓再造,。例如,，在封裝中，最初的鍵合尺寸是100微米,，后來(lái)逐漸發(fā)展到今天的10微米,。同時(shí)，線寬和間距也在不斷的縮小,，由之前的10微米一直發(fā)展到今天的1微米,。更多新的封裝技術(shù)仍在不斷的涌現(xiàn)，比如TSV,，3D封裝等,。封裝復(fù)雜度在提升，導(dǎo)致封裝的成本在提高,。諸如缺陷,、良率等問(wèn)題，‘找到才能解決’,，‘能量測(cè)才能控制’,，因此，在封裝技術(shù)中,，檢測(cè)和量測(cè)也變得越來(lái)越重要,。結(jié)合科天在前端半導(dǎo)體工藝控制中的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，以及在與世界級(jí)的先進(jìn)封裝研發(fā)公司和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟合作過(guò)程中取得的經(jīng)驗(yàn),，科天開(kāi)發(fā)出了靈活而高效的缺陷檢測(cè)解決方案,，可幫助解決從晶圓級(jí)至最終組件所遇到的封裝挑戰(zhàn)，例如提升良率,，降低成本,，縮短上市周期，降低風(fēng)險(xiǎn)等等,?！?/p>

　　科天資深營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Prashant Aji認(rèn)為，在封裝技術(shù)領(lǐng)域面臨著如下轉(zhuǎn)折：由移動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的縮小尺寸，晶圓級(jí)封裝的出現(xiàn),，轉(zhuǎn)向OSAT（外包半導(dǎo)體封裝測(cè)試）,，采用工藝前端IC步驟，封裝成本等等,?！跋M(fèi)電子產(chǎn)品一直朝著輕薄短小演進(jìn)，這就要求硬件電路連線和空間,、焊球尺寸和間距,、產(chǎn)品封裝等尺寸等都要更小，而晶圓上做TSV越來(lái)越多,，傳統(tǒng)的封裝過(guò)程被打破,，復(fù)雜性提高，先進(jìn)封裝被引入到中端制成過(guò)程,。尺寸要求和封裝要求都越來(lái)越小,，線寬越來(lái)越窄，硅片堆疊層數(shù)越來(lái)越多,，在高成品率的要求下,，檢測(cè)良測(cè)成了重中之重。他表示,，KLA-Tencor是目前唯一一家擁有全線檢測(cè)裝置的廠商,，晶圓級(jí)到RDL、TSV直到最后的封裝,，KLA-Tencor都有相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備可以使用,。

　　為了滿足封裝市場(chǎng)逐漸上升的需求，科天推出兩款新產(chǎn)品CIRCL-AP? 和 ICOS? T830以支持先進(jìn)半導(dǎo)體封裝技術(shù)檢測(cè),。據(jù)Prashant Aji介紹,，CIRCL-AP 針對(duì)晶圓級(jí)封裝中多種工藝制程的檢測(cè)與工藝控制而設(shè)計(jì)，不僅擁有高產(chǎn)量,，還能進(jìn)行全表面晶圓缺陷檢測(cè),、檢查和測(cè)量。ICOS T830 可提供IC 封裝的全自動(dòng)化光學(xué)檢測(cè),，利用高度靈敏的 2D 和 3D 來(lái)測(cè)量廣范的器件類(lèi)型和不同尺寸的最終封裝品質(zhì),。這兩款系統(tǒng)都可以幫助 IC 制造商和封測(cè)代工廠 (OSAT) 在采用創(chuàng)新的封裝技術(shù)時(shí)應(yīng)對(duì)各類(lèi)挑戰(zhàn)，例如更細(xì)微的關(guān)鍵尺寸和更緊密的間距要求,。

　　這兩款系統(tǒng)都可以幫助 IC 制造商和封測(cè)代工廠在采用創(chuàng)新的封裝技術(shù)時(shí)應(yīng)對(duì)各類(lèi)挑戰(zhàn),，例如更細(xì)微的關(guān)鍵尺寸和更緊密的間距要求。Prashant Aji表示,，中國(guó)已經(jīng)成為世界最大的電子市場(chǎng)，未來(lái)也具有無(wú)限的潛力,?！半m然現(xiàn)在中國(guó)封裝技術(shù)仍較落后,，但是也看到一些封裝企業(yè)在快速成長(zhǎng)，例如長(zhǎng)電,、南通富士通,、天水華天等，我們與他們也有合作,。整體封裝技術(shù)水平雖然仍有差距,，但是我認(rèn)為他們最大的挑戰(zhàn)是在取得市場(chǎng)方面。因?yàn)楹筮M(jìn)者意味著目前的市場(chǎng)已經(jīng)被占有,，而他們要經(jīng)過(guò)客戶的測(cè)試驗(yàn)證還需時(shí)間,。但是對(duì)他們而言，反而更容易采用更先進(jìn)的技術(shù),。未來(lái),，科天將與客戶一起，持續(xù)不斷的努力提升良率,，改進(jìn)技術(shù),，幫助客戶降低成本，更好的面對(duì)新的技術(shù)挑戰(zhàn),?！?/p>