芯榜專(zhuān)訪(fǎng) 芯率智能技術(shù)顧問(wèn)曾文滔：人工智能是我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)跨越式發(fā)展的機(jī)會(huì)

作者：芯榜-岳權(quán)利?微信：quange293447

近日美國(guó)商務(wù)部宣布啟動(dòng)總額高達(dá)390億美元的芯片制造與研究補(bǔ)貼申請(qǐng)程序，這標(biāo)志著拜登政府醞釀已久的《芯片與科學(xué)法案》正式登上歷史舞臺(tái)。面對(duì)中美在半導(dǎo)體領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的白熱化以及人工智能賦能半導(dǎo)體領(lǐng)域的新機(jī)遇，芯榜專(zhuān)訪(fǎng)芯率智能技術(shù)顧問(wèn)（無(wú)報(bào)酬）曾文滔，共同探討我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如何突出重圍。

2016年，特朗普高喊著MAGA（Make America Great Again) 登上美國(guó)總統(tǒng)寶座，利用了美國(guó)人普遍心態(tài)——擔(dān)心中國(guó)的崛起。于是一上臺(tái)就開(kāi)展中美貿(mào)易戰(zhàn)，中美經(jīng)濟(jì)要de-link，要擊垮中國(guó)經(jīng)濟(jì)！

中美對(duì)抗，半導(dǎo)體行業(yè)成為主戰(zhàn)場(chǎng)

“石油美元”是耳熟能詳?shù)母拍�，源�?973年布雷頓森林體系崩潰后，美元同黃金脫鉤并迅速同全球工業(yè)的血液-石油掛上了鉤，從而形成了石油美元。從此，處于世界貨幣壟斷地位的美元，利用一波又一波加息、降息所引發(fā)的金融動(dòng)蕩，在全球不停地收割，無(wú)往而不利，讓一個(gè)又一個(gè)“世界老二”倒下。

可當(dāng)美國(guó)拿著鐮刀站在中國(guó)面前卻碰了釘子。因?yàn)榻裉斓拿涝�，錨定的不僅僅是石油，更包括大宗商品，確切的說(shuō)就是中國(guó)生產(chǎn)出來(lái)的通過(guò)國(guó)際商貿(mào)輸出給世界各地的大宗商品！正是中國(guó)生產(chǎn)出來(lái)的質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的商品，才穩(wěn)定了美國(guó)乃至全球的物價(jià)水平。

當(dāng)錨定美元價(jià)值的不僅僅是石油，而且還有“Made in China”的時(shí)候，和中國(guó)打貿(mào)易戰(zhàn)就是好像打七傷拳——?dú)�敵五百，自損一千。Made in China今天可以成為美元的貨幣錨定物，如果時(shí)機(jī)成熟，明天同樣可以成為人民幣的貨幣錨定物，成為世界經(jīng)濟(jì)的新的壓艙石。這才是美國(guó)真正擔(dān)心的地方，所以希望釜底抽薪，把美元錨定物里面的 Made in China, 替換成Made in USA！

截止2021年，我國(guó)芯片進(jìn)口總額為石油進(jìn)口總額的近兩倍，即便在全球經(jīng)濟(jì)衰退的今天，芯片進(jìn)口每年還以近20%的速度遞增。所以，中美貿(mào)易戰(zhàn)的主戰(zhàn)場(chǎng)就是掐死中國(guó)的芯片制造。這場(chǎng)較量，關(guān)乎中國(guó)的國(guó)運(yùn)，關(guān)乎中華民族的偉大復(fù)興，關(guān)乎每個(gè)中國(guó)人的福祉和未來(lái)！

我們先回顧一下美國(guó)打擊中國(guó)芯片行業(yè)的時(shí)間軸，如圖一所示。

圖、美國(guó)打壓中國(guó)芯片制造時(shí)間軸

生產(chǎn)不出高端芯片，華為的高端電子產(chǎn)品就無(wú)法正常出貨，海思芯片也就無(wú)法朝更先進(jìn)的工藝升級(jí)。美國(guó)這一步棋實(shí)現(xiàn)了打壓中國(guó)芯片設(shè)計(jì)龍頭企業(yè)的目的。

2021年的時(shí)候業(yè)界都在熱議美國(guó)會(huì)不會(huì)阻擊14納米制程？。因?yàn)?4納米作為成熟制程，與當(dāng)前全球最為先進(jìn)的5納米（3納米2022年開(kāi)始試量產(chǎn)）相差10納米、7納米兩代，中國(guó)芯片制造工藝根本不會(huì)威脅到世界先進(jìn)水平和美國(guó)的領(lǐng)先地位。

然而，近期美國(guó)對(duì)14納米成熟制程也不放過(guò)，目的是進(jìn)一步打壓中國(guó)在新能源汽車(chē)芯片和電池方面的主動(dòng)權(quán)。因?yàn)樾履茉雌��?chē)是繼智能手機(jī)之后的下一個(gè)風(fēng)口，中國(guó)又是新能源汽車(chē)最大的應(yīng)用市場(chǎng)。汲取中國(guó)產(chǎn)業(yè)利用智能手機(jī)培育芯片企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)之后，美國(guó)不會(huì)再給中國(guó)利用電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展芯片的機(jī)會(huì)，只要遏制14nm成熟制程，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將離不開(kāi)國(guó)外廠商，離不開(kāi)美國(guó)構(gòu)建的芯片產(chǎn)業(yè)鏈。

面對(duì)中美在半導(dǎo)體領(lǐng)域如此白熱化的競(jìng)爭(zhēng)，芯率智能技術(shù)顧問(wèn)曾文滔認(rèn)為中國(guó)在半導(dǎo)體發(fā)展過(guò)程中要抓大放小，重點(diǎn)突破；加速微電子技術(shù)人才的培養(yǎng)；抓住人工智能的興起機(jī)會(huì)。

抓大放小，重點(diǎn)突破！

曾文滔先生表示，55納米的產(chǎn)線(xiàn)才是我國(guó)半導(dǎo)體獨(dú)立自主的核心產(chǎn)線(xiàn)。如果我們能完全自主掌握55納米工藝的生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)鏈，能解決我國(guó)絕大多數(shù)民用、軍用半導(dǎo)體生產(chǎn)的需求。與其花大把的人力、物力、精力去追逐所謂的高精尖，如12納米、10納米、7納米等工藝研發(fā)，還不如踏踏實(shí)實(shí)的把55納米工藝及產(chǎn)業(yè)鏈給吃透，實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)替代。而最為高精尖的芯片制程，成就的只是像蘋(píng)果這些民用手機(jī)，獲利的是像騰訊這樣的手機(jī)游戲的提供商。而對(duì)于普遍應(yīng)用的通訊、電子商務(wù)等等領(lǐng)域，這些高制程的產(chǎn)線(xiàn)有點(diǎn)雞肋，不是必須的。

曾文滔先生補(bǔ)充說(shuō)，把基金化整為零，大力支持創(chuàng)新型公司、中小企業(yè)，支持研發(fā)戰(zhàn)略?xún)r(jià)值重大，但細(xì)分市場(chǎng)空間有限、行業(yè)天花板比較低的產(chǎn)品。本土行業(yè)企業(yè)要一步步占領(lǐng)西方成熟企業(yè)在各細(xì)分領(lǐng)域的市場(chǎng)份額，逐步把55納米產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能、產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和完善起來(lái)，保證依靠我們自己的產(chǎn)業(yè)鏈保障和產(chǎn)能支撐，我們絕大多數(shù)的相關(guān)芯片需求，能夠有充足的產(chǎn)能保證，讓企業(yè)在能活下去的基礎(chǔ)上求發(fā)展。

曾文滔先生稱(chēng)，重點(diǎn)抓55納米工藝的產(chǎn)能和配套產(chǎn)業(yè)鏈，并不是代表我們就要放棄28納米，14納米等更高制程的追求。上海微電子集團(tuán)的28納米光刻機(jī)攻關(guān)還在如火如荼地進(jìn)行著。

人才是半導(dǎo)體發(fā)展的基石，推進(jìn)半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)替代，還要重視人才的培養(yǎng)。

加速微電子技術(shù)人才的培養(yǎng)

在2022年“芯榜·新未來(lái)”大會(huì)上，CGL合伙人Johnny Liang表示，我國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域2023年可見(jiàn)人才專(zhuān)業(yè)缺口達(dá)到約20萬(wàn)，芯片制造人才缺口約9萬(wàn)，芯片設(shè)計(jì)人才缺口約7萬(wàn)，芯片封測(cè)人才缺口約5萬(wàn)。值得注意的是，深圳、上海、北京、蘇州、是排名前列的人才稀缺地區(qū)。

當(dāng)下我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始系統(tǒng)地培養(yǎng)自己的半導(dǎo)體技術(shù)人才。隨著國(guó)家的號(hào)召，大量的微電子學(xué)院如雨后春筍，在各大高校紛紛開(kāi)始組建，如上海大學(xué)新組建的微電子學(xué)院，在全球招募學(xué)術(shù)、技術(shù)大咖，為我國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展培養(yǎng)緊缺的人才。

曾文滔先生稱(chēng)，十年樹(shù)木，百年樹(shù)人。人才的培養(yǎng)豈是一朝一暮就能完成的？人才成長(zhǎng)的過(guò)程中，大量的試錯(cuò)成本，又是誰(shuí)來(lái)承擔(dān)呢？臺(tái)積電、英特爾等企業(yè)，他們大量的工藝工程師，是在成百上千次流片失敗中成長(zhǎng)起來(lái)的，這些流片失敗的成本，被商家的千千萬(wàn)萬(wàn)的用戶(hù)分?jǐn)偭�。但后起的我們，還有這樣的機(jī)會(huì)把這條路再走一次，用成百上千次流片的失敗來(lái)培養(yǎng)屬于我們自己的工藝工程師嗎？哪怕是有這樣的機(jī)會(huì)，那時(shí)間呢？我們還等得起嗎？

人工智能的興起，是我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)跨越式發(fā)展的機(jī)會(huì)

人工智能的興起離不開(kāi)大數(shù)據(jù)。如果把人工智能的算法比作優(yōu)秀的引擎，那么數(shù)據(jù)就是燃料。沒(méi)有燃料的引擎，就是廢鐵。我國(guó)沒(méi)有大量有經(jīng)驗(yàn)的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、工藝、過(guò)程等工程師，也沒(méi)有時(shí)間和試錯(cuò)成本來(lái)從頭培養(yǎng)這些工程師。但我們有這么多年來(lái)在半導(dǎo)體領(lǐng)域設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造中積累大量的數(shù)據(jù)。而這些數(shù)據(jù)，加上人工智能的引擎，將是我們的巨大機(jī)會(huì)和財(cái)富！

人工智能目前在各行各業(yè)快速發(fā)展，前途一片光明。但半導(dǎo)體比較特殊，某種程度上是屬于成熟、穩(wěn)定的行業(yè)。那人工智能如何賦能于半導(dǎo)體行業(yè)，相關(guān)項(xiàng)目和產(chǎn)品如何快速落地，加速我國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)的發(fā)展呢？

以芯率智能為例，芯率智能整合六大維度數(shù)據(jù) ：人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)；通過(guò)提升數(shù)據(jù)分析能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳承，優(yōu)化工作loading，提高無(wú)故障運(yùn)行率，提高半導(dǎo)體制造產(chǎn)線(xiàn)數(shù)據(jù)的利用率，通過(guò)挖掘更多產(chǎn)線(xiàn)數(shù)據(jù)，利用人工智能模型，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制造產(chǎn)線(xiàn)的良率分析效率，幫助半導(dǎo)體制造產(chǎn)線(xiàn)解決良率爬坡問(wèn)題和產(chǎn)能問(wèn)題。

在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備、材料還與國(guó)外有巨大差距的現(xiàn)實(shí)前提下，芯率智能在集成電路制造關(guān)鍵領(lǐng)域的工業(yè)軟件發(fā)力，利用數(shù)據(jù)智能驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體的工藝改進(jìn)、設(shè)備增強(qiáng)及優(yōu)化，為半導(dǎo)體工業(yè)軟件自主可控貢獻(xiàn)本土力量。同時(shí)，因?yàn)榕c晶圓廠有多年的業(yè)務(wù)合作，積累了大量的數(shù)據(jù)know-how，隨著外部形式日益嚴(yán)峻和技術(shù)封鎖，利用數(shù)據(jù)模型和相關(guān)工業(yè)機(jī)理可以為國(guó)產(chǎn)設(shè)備的加速替代提供新的機(jī)遇。

值得注意的是，近日，芯率智能完成數(shù)千萬(wàn)A輪融資，并獲得蘇州領(lǐng)軍人才獎(jiǎng)勵(lì)。本輪領(lǐng)投方為水木梧桐創(chuàng)投，蘇州領(lǐng)軍創(chuàng)投、寧波九益基金跟投，資金主要用于產(chǎn)品的擴(kuò)展迭代及市場(chǎng)的拓展。

曾文滔先生結(jié)合在新加坡從事半導(dǎo)體人工智能方面的工作，以及回國(guó)后對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的觀察和工作，給大家展示幾個(gè)實(shí)例。

1，半導(dǎo)體虛擬工藝技術(shù)

在半導(dǎo)體流片過(guò)程中，需要查看器件結(jié)果是不是滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。這就需要對(duì)硅晶片進(jìn)行破壞性的拍照測(cè)量。而測(cè)量的過(guò)程，需要人工參與。如下圖所示：

這個(gè)結(jié)構(gòu)，需要用數(shù)據(jù)有效表示出來(lái)，比如特定目標(biāo)的厚度、寬度，指定結(jié)構(gòu)的距離。這種測(cè)量，最大的難點(diǎn)是需要根據(jù)圖像來(lái)判斷不同物質(zhì)或結(jié)構(gòu)之間的邊緣，這一般都是靠現(xiàn)場(chǎng)工程師自己的感覺(jué)來(lái)做出判斷，但這種判斷往往是不準(zhǔn)確的。同時(shí)，一次流片，會(huì)產(chǎn)生巨量的數(shù)據(jù)，靠人是不可能對(duì)所有結(jié)構(gòu)完全全面的測(cè)量，只能抽檢，不可能對(duì)所有結(jié)構(gòu)做出精準(zhǔn)、及時(shí)的掃描。但如果結(jié)合人工智能的方法進(jìn)行測(cè)量的話(huà)，這些問(wèn)題就可以很好的得到解決。曾文滔先生在2018年，同美國(guó)的光刻機(jī)頭部企業(yè)合作，利用他們已有的數(shù)據(jù)來(lái)探索是不是可以通過(guò)人工智能的方法，解決工藝量測(cè)的問(wèn)題。得出了結(jié)論：人工智能的方法，無(wú)論是時(shí)效性、全面性，一致性、準(zhǔn)確性等等，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)工藝工程師。曾文滔先生回國(guó)后，帶領(lǐng)著上海大學(xué)的學(xué)生，用國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)的數(shù)據(jù)，在短短的數(shù)周內(nèi)，完成了新加坡一年半的工作成果，實(shí)現(xiàn)對(duì)所提供數(shù)據(jù)中結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)測(cè)量，如下圖所示。

可以設(shè)想，如果能夠得到更多的圖片，對(duì)所有結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，學(xué)習(xí)不同結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、結(jié)合部的特點(diǎn)，構(gòu)建知識(shí)圖譜，挖掘不同結(jié)構(gòu)變化的特點(diǎn)，同工藝的參數(shù)設(shè)定結(jié)合起來(lái)，就是實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的虛擬工藝。通過(guò)工藝參數(shù)的設(shè)定來(lái)預(yù)測(cè)器件結(jié)構(gòu)的變化或是設(shè)定結(jié)構(gòu)的變化，來(lái)調(diào)整參數(shù)的設(shè)置。這將形成一個(gè)設(shè)計(jì)閉環(huán)，整個(gè)工藝設(shè)計(jì)將可以由人工智能完全取代。這種基于半導(dǎo)體人工智能虛擬工藝的突破，對(duì)于半導(dǎo)體工藝設(shè)計(jì)將是劃時(shí)代的。僅僅依靠少量，甚至在不用人員參與的情況下，人工智能就可以通過(guò)不同的參數(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)各種不同的物理結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足我們?nèi)祟?lèi)日益增長(zhǎng)的大量應(yīng)用的需求。而如果僅僅是靠人工測(cè)量的結(jié)果，無(wú)論是數(shù)據(jù)的數(shù)量還是質(zhì)量，是不可能足量和精準(zhǔn)的——這就是半導(dǎo)體人工智能帶來(lái)的以前根本無(wú)法想象的需求和巨變！

2，封裝缺陷智能檢測(cè)和模型的自我更新

芯片封裝的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的問(wèn)題，如異物（Particle），氣泡（Bubble）等等。

封裝過(guò)程中，有幾十步甚至幾百個(gè)不同的步驟。理論上，每完成一個(gè)步驟，都需要一次檢測(cè)，以保證最終產(chǎn)品的良率。因?yàn)槿毕萸�奇百怪，很難靠單一模型或者圖像匹配的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前同樣主要是靠經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員通過(guò)抽樣的方式來(lái)檢查。因?yàn)楫a(chǎn)品的多樣性，生產(chǎn)步驟的多樣性，很難用同一個(gè)模型統(tǒng)一起來(lái)，這就需要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的人工智能平臺(tái)，提供統(tǒng)一的工具集，方便終端用戶(hù)能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的數(shù)據(jù)，快速的完成數(shù)據(jù)標(biāo)注、模型的訓(xùn)練及更新、運(yùn)行部署等工作。同時(shí)，也要求模型本身能根據(jù)新的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自我迭代，提高智能平臺(tái)的準(zhǔn)確性、泛化性及魯棒性。

隨著5G6G通訊、IOT的發(fā)展，我們數(shù)字化生活的步驟是不斷提速的，我們生活中的萬(wàn)事萬(wàn)物都可以通過(guò)數(shù)字的方式進(jìn)行再表達(dá)（Representation），包括我們自身，如個(gè)人身體狀況的監(jiān)測(cè)，個(gè)性化醫(yī)療方案的設(shè)計(jì)等，這對(duì)半導(dǎo)體和人工智能領(lǐng)域提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。

最近，美國(guó)商務(wù)部對(duì)我國(guó)三十多家企業(yè)，包括長(zhǎng)江存儲(chǔ)發(fā)起了制裁措施，勒在我們脖子上的繩索越來(lái)越緊。我國(guó)是人口大國(guó)，帶來(lái)的紅利是我們擁有全球最大的單一市場(chǎng)，全球最多的優(yōu)秀工程師，以及最為豐富的應(yīng)用市場(chǎng)。以此為牽引，我國(guó)必然會(huì)成為全球最大的芯片需求市場(chǎng)。以市場(chǎng)換技術(shù)，在汽車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)有血淋淋的教訓(xùn)，這條路是走不通的，最終的結(jié)果就是市場(chǎng)讓出去了，技術(shù)還是別人的，這也是美國(guó)政府能聯(lián)合西方國(guó)家一起制裁中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的底氣所在。亡羊補(bǔ)牢為時(shí)不晚，既然嚴(yán)冬已經(jīng)來(lái)臨，那我們就努力活下去，積極創(chuàng)新發(fā)展，用實(shí)際的工作來(lái)迎接即將到來(lái)的春天！

THE  END