在半導(dǎo)體制造的早期階段，芯片制造主要遵循從電路設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造的單向線性流程。各個(gè)關(guān)鍵步驟間的信息傳遞和交接方法相對(duì)簡單直接。例如，物理設(shè)計(jì)、掩膜合成、掩膜板寫入、光刻優(yōu)化、工藝優(yōu)化、檢測(cè)與量測(cè)以及最終對(duì)封裝芯片進(jìn)行測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立，信息交流非常有限，數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通機(jī)制并未建立。大約自2000年開始，隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)向更小尺寸演進(jìn)和光刻技術(shù)的發(fā)展，芯片制造工藝變得越來越復(fù)雜，同時(shí)器件設(shè)計(jì)與制造工藝的耦合效應(yīng)也顯著增強(qiáng)。在此背景下，設(shè)計(jì)與制造協(xié)同優(yōu)化(DTCO)理念應(yīng)運(yùn)而生，開始逐漸受到關(guān)注。DTCO突破傳統(tǒng)單向流程局限，不僅涵蓋了單元布局的共同優(yōu)化，還發(fā)展出了包括面向制造的設(shè)計(jì)(DFM)，面向測(cè)試的設(shè)計(jì)(DFT)在內(nèi)的多種方法和工具，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)端與制造端的深度融合。到今天，DTCO已經(jīng)成為芯片制造的核心技術(shù)之一，被臺(tái)積電(TSMC)，三星(Samsung)等先進(jìn)芯片制造廠商廣泛應(yīng)用，以加速工藝升級(jí)并提高新產(chǎn)品良率。
東方晶源的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)早在DFM和DTCO概念萌芽期，便開始了與全球頂尖芯片制造商及設(shè)備供應(yīng)商的技術(shù)合作，并在這些領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用上積累了豐富的跨領(lǐng)域研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。因此，2014年公司創(chuàng)立伊始，東方晶源即提出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HPO(Holistic Process Optimization，全流程工藝優(yōu)化)理念，其核心在于：將設(shè)計(jì)端相關(guān)信息引入制造過程，特別是量測(cè)和檢測(cè)環(huán)節(jié)。通過對(duì)設(shè)計(jì)信息、量檢測(cè)結(jié)果及良率信息的更有效的跨域融合分析及反饋，實(shí)現(xiàn)了芯片設(shè)計(jì)的可制造性優(yōu)化和制造良率的高效系統(tǒng)性提升。
相較于通用的DTCO概念，東方晶源的HPO理念更注重設(shè)計(jì)信息在芯片制造過程中，尤其是量測(cè)與檢測(cè)場(chǎng)景中的精準(zhǔn)應(yīng)用：利用設(shè)計(jì)版圖信息，為芯片制造廠商提供目的明確、方法有效、效果可量化的整體量檢測(cè)解決方案;同時(shí)依托東方晶源在計(jì)算光刻領(lǐng)域產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將制造環(huán)節(jié)的良率相關(guān)問題反向回溯至設(shè)計(jì)端，重構(gòu)傳統(tǒng)DTCO的數(shù)據(jù)閉環(huán)體系，形成“量檢測(cè)-分析-優(yōu)化-反饋” 的全鏈路協(xié)同架構(gòu)。
HPO1.0戰(zhàn)略產(chǎn)品矩陣的構(gòu)建與市場(chǎng)實(shí)踐
秉持著HPO理念的初心，東方晶源成立11年來，一直努力在計(jì)算光刻領(lǐng)域和芯片制造量檢測(cè)領(lǐng)域深耕，并逐步構(gòu)建HPO戰(zhàn)略產(chǎn)品系列。
· DMC(Design Manufacturability Check)：實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)版圖光刻結(jié)果的可制造性快速檢查，并建立起溝通后端物理設(shè)計(jì)工具和計(jì)算光刻工具的橋梁;
· PHD(Patterning Hotspot Detection) ：實(shí)現(xiàn)掩膜版圖形化工藝壞點(diǎn)全面仿真檢測(cè)，提升掩膜制造精度;
· ODAS(Offiline Data Analysis System)：實(shí)現(xiàn)利用設(shè)計(jì)版圖直接創(chuàng)建CD-SEM Recipe，提高CD-SEM量測(cè)效率;
· PME(Process Margin Explorer)：實(shí)現(xiàn)將DRSEM結(jié)果基于設(shè)計(jì)版圖進(jìn)行分類分組，顯著提高了DRSEM結(jié)果的有效性;
· YieldBook：將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與芯片制造良率相關(guān)數(shù)據(jù)集成在同一平臺(tái)，打通了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與制造數(shù)據(jù)之間森嚴(yán)的壁壘，為HPO整體良率優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
隨著東方晶源計(jì)算光刻產(chǎn)品和良率裝備產(chǎn)品的市場(chǎng)逐步擴(kuò)大與深化，東方晶源HPO戰(zhàn)略產(chǎn)品也逐步在國內(nèi)多家芯片制造廠商與芯片設(shè)計(jì)廠商處展開應(yīng)用，深度參與了尖端芯片技術(shù)與工藝的研發(fā)，獲得了良好的市場(chǎng)反饋。
HPO2.0 戰(zhàn)略規(guī)劃：AI驅(qū)動(dòng)的智能化升級(jí)
近年來，隨著AI技術(shù)的進(jìn)步，尤其國產(chǎn)AI模型的迅速發(fā)展，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更高效、 更智能化HPO解決方案提供了可能。同時(shí)，由于公司在底層架構(gòu)方面的前瞻性布局，從Day One開始, 東方晶源旗下計(jì)算光刻產(chǎn)品PanGen自研發(fā)初期即基于CPU+GPU的混合超算架構(gòu)和CUDA開發(fā)，可以和AI 框架運(yùn)行在同樣的運(yùn)算環(huán)境里，天然的可以高效兼容享受當(dāng)下AI 技術(shù)突飛猛進(jìn)的技術(shù)紅利。在此背景下，東方晶源正式啟動(dòng)了HPO2.0產(chǎn)品規(guī)劃，并逐步開展相關(guān)開發(fā)工作。HPO2.0計(jì)劃將AI功能集成到東方晶源現(xiàn)有產(chǎn)品中，同時(shí)利用AI打造全新的產(chǎn)品和應(yīng)用，涵蓋計(jì)算光刻、良率裝備及良率管理軟件產(chǎn)品，旨在通過一體化解決方案促進(jìn)中國集成電路設(shè)計(jì)和制造的進(jìn)步。
·計(jì)算光刻領(lǐng)域方面：我們將利用引入AI相關(guān)能力，提高目前光學(xué)鄰近效應(yīng)修正(OPC)模型精度，并展開刻蝕建模、完成曲線掩膜反向光刻優(yōu)化流程，同時(shí)還需要部署實(shí)現(xiàn)版圖全芯片模糊匹配。AI輔助下，版圖相關(guān)基礎(chǔ)能力的提高為東方晶源計(jì)算光刻產(chǎn)品的深層次發(fā)展提供了技術(shù)保障，有助于進(jìn)一步鞏固?hào)|方晶源在國產(chǎn)計(jì)算光刻產(chǎn)品中的領(lǐng)先地位。
·良率裝備產(chǎn)品方面：我們將為東方晶源的全部良率裝備產(chǎn)品引入AI能力，利用AI輔助東方晶源良率裝備產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)控制優(yōu)化、故障分析、圖像處理、數(shù)據(jù)挖掘等功能，使得東方晶源良率裝備產(chǎn)品在AI應(yīng)用方面取得獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)良率裝備從 “數(shù)據(jù)采集分析”向“智能決策”升級(jí)。
·Fab良率數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品方面：我們將利用AI技術(shù)打造一系列良率分析AI工具，例如軟硬結(jié)合的一體化工藝建模工具，建立從設(shè)計(jì)版圖到芯片良率的全鏈條數(shù)據(jù)平臺(tái)。在此數(shù)據(jù)平臺(tái)上，建立多種AI工藝模型和AI良率模型，實(shí)現(xiàn)軟硬結(jié)合的智能化檢測(cè)解決方案。
未來：鍛造半導(dǎo)體良率優(yōu)化的智能全新引擎
作為國內(nèi)半導(dǎo)體良率管理的領(lǐng)軍企業(yè)，東方晶源秉持著不斷創(chuàng)新的精神，通過HPO理念的持續(xù)迭代及其后續(xù)發(fā)展，致力于為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供先進(jìn)的技術(shù)和解決方案。
HPO2.0 的啟動(dòng)，不僅標(biāo)志著公司由點(diǎn)工具提供商進(jìn)一步向平臺(tái)型解決方案提供者過渡的戰(zhàn)略升級(jí)，更是通過AI技術(shù)與半導(dǎo)體制造的深度融合，助力行業(yè)突破先進(jìn)制程良率瓶頸，向技術(shù)不斷升級(jí)和產(chǎn)品更優(yōu)良率邁進(jìn)。面向未來，東方晶源將繼續(xù)深耕計(jì)算光刻技術(shù)創(chuàng)新、良率裝備性能突破及數(shù)據(jù)智能深度應(yīng)用，基于HPO生態(tài)理念升級(jí)核心產(chǎn)品矩陣、全面實(shí)現(xiàn)良率最大化。為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向更高效率、更低成本、更可持續(xù)的方向發(fā)展提供全芯動(dòng)能。
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