許多人對於中國國產半導體產業的突破抱著漠視的態度，緊緊盯著光刻機，似乎光刻機沒有突破，半導體產業就止步不前了；實際是“不積跬步，無以至千里”，中國國產半導體產業一直在穩步前行。11月22日，中科飛測官宣，首台晶圓平坦度測量裝置——GINKGOIFM-P300已成功出貨至HBM客戶端。我們可以把把晶片製造過程想像成：要在一張名為“晶圓”的圓形矽片上，層層疊疊地“印刷”出極其複雜的微觀電路。這相當於晶圓就是“地基”，光刻機就是最主要的印刷機，負責把電路圖“印”到地基上。想像一下，如果地基（晶圓）不是絕對平坦的，而是有些微小的起伏、彎曲或翹曲，就像一塊稍微有些變形的玻璃板。用超高精度的印刷機（光刻機）在上面印刷比頭髮絲細幾千倍的電路。如果地基不平會怎樣？首先會對焦失敗，就像你用相機拍一張起伏不平的紙，一部分清晰，另一部分必然模糊。光刻機的鏡頭也有一個最佳焦平面，如果晶圓不平，某些區域的電路就會因為“失焦”而印刷失敗，變成廢品。其次會造成層間錯位，晶片通常有幾十層電路。在第一層上印了路，因為不平，印第二層的時候，新的路和舊的路就對不上了，就像立交橋的橋墩沒對準橋面，整個電路就短路了，晶片直接報廢。所以，平坦度是保證“印刷”精準的前提！晶圓平坦度測量裝置就是一個超級精密的“水平儀”或“平整度掃描器”。在把晶圓送進昂貴的光刻機之前，先用它來全面掃描一下，精確地測量出整個晶圓表面“那裡高了幾個奈米，那裡低了幾個奈米”。得到這張詳細的“起伏圖”後，製造流程可以做出調整，如果不平整度在允許範圍內，光刻機可以根據測量資料動態調整焦距，像一台智能相機一樣，在掃描不同區域時自動微調，保證每一處都清晰。如果平整度太差，超出了光刻機的調節能力，那就需要追溯到前面的製造環節（比如化學機械拋光CMP），也就是需要進行工藝改進。因此，晶圓平坦度測量是一個技術壁壘極高，難度極大的領域；同時，全球市場也高度集中於幾個巨頭手中。根據QYResearch等行業報告，目前全球晶圓平坦度測量市場主要有科磊（KLA Corporation）、康寧（Corning）、尼德克（NIDEK）、黑田精工（Hitachi High-Tech）以及日立高新（KURODA Precision Industries）等全球巨頭所壟斷。特別是科磊（KLA Corporation），憑藉其深厚的技術積累和全面的量檢測產品線，在整個前道量測裝置市場佔據主導地位。從技術路徑來看，晶圓平坦度測量技術主要分為接觸式和非接觸式兩大類。當前技術發展更傾向於非接觸式測量，以避免對晶圓表面造成損傷。在更高精度的測量領域，光譜共焦技術和基於光學的高精度測量方法已成為主流，它們能夠實現奈米級的重複精度和極高的測量速度，以滿足先進製程的需求。隨著晶片製程不斷微縮，尤其是進入14nm、7nm及更先進節點後，對晶圓平坦度的要求已進入奈米甚至亞奈米等級。在國內EUV光刻機受限的背景下，國內晶圓廠廣泛採用的多重曝光技術，會大幅增加工藝步驟，使得晶圓經歷更多次的熱預算和應力，導致翹曲風險加劇，從而對平坦度測量裝置的精度、速度和穩定性都提出了近乎極致的要求。因此，中科飛測此次出貨的GINKGOIFM-P300裝置是中國國產半導體的里程碑事件，不僅標誌著中國在晶圓平坦度測量領域實現了重大突破，打破了國外廠商的長期壟斷；而且其背後有著更深層的產業意義。中科飛測GINKGOIFM-P300能夠支援鍵合後晶圓的檢測，並突破對超高翹曲晶圓、低反射率晶圓的量測限制。這直接瞄準了製造過程中的實際痛點。特別是在HBM（高頻寬儲存器）等先進封裝領域，多層晶圓的堆疊會引入顯著的應力和翹曲，傳統裝置難以精準測量，中科飛測的突破意味著中國國產裝置已開始切入高端封裝這一關鍵市場。其次，不僅打破壟斷，更關鍵的是大大提升了供應鏈安全。如前所述，中國半導體量檢測裝置的國產化率曾經極低，在2021年之前不足3%，使得國內晶圓產線在裝置獲取和後續維運方面都存在被“卡脖子”的風險。中科飛測的出貨，為國內晶圓廠，特別是在HBM等前沿領域發力的企業，提供了一個自主可控的測量方案選項，有助於降低對單一外部供應鏈的依賴。當然，中科飛測的突破並非個例。近年來，以新凱來為代表的企業也宣佈在明場缺陷檢測、暗場缺陷檢測等13類關鍵量檢測產品上完成開發，並進入國內主要晶圓製造企業開始量產應用。這些都表明中國半導體量檢測領域已從點的突破，邁向系統性、多產品線的協同發展，共同加速中國國產替代的處理程序。因此，中科飛測向HBM客戶出貨首台晶圓平坦度測量裝置，是中國半導體裝置國產化浪潮中的一個縮影。在全球由巨頭壟斷的高端量測市場中，中國已經實現了零的突破，並開始向更細分、更高端的應用領域滲透。 (飆叔科技洞察)
