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媒體報(bào)道

助力前沿半導(dǎo)體器件研究和開發(fā)，國產(chǎn)高端測(cè)試儀器優(yōu)勢(shì)何在？

2022-04-29

前不久，半導(dǎo)體行業(yè)觀察在《國產(chǎn)高端測(cè)試儀器市場(chǎng)困局何解》一文中，介紹了當(dāng)前時(shí)代，隨著新興技術(shù)和市場(chǎng)不斷興起，芯片工藝越來越復(fù)雜，新器件類型層出不窮，眾多因素推動(dòng)國產(chǎn)半導(dǎo)體測(cè)試技術(shù)不斷向前發(fā)展。

行業(yè)需要更加面向未來需求的測(cè)試系統(tǒng)和方案，來打破傳統(tǒng)儀器固有的不足和局限。在此需求和挑戰(zhàn)下，概倫電子推出國產(chǎn)高端半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)FS-Pro，以應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體器件測(cè)試在先進(jìn)器件研究過程中，新材料、新結(jié)構(gòu)與新工藝的應(yīng)用可能帶來的未知變化，極大地加速了半導(dǎo)體器件與工藝的研發(fā)和評(píng)估進(jìn)程。

概倫電子FS-Pro半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)

由于其在產(chǎn)線測(cè)試與科研應(yīng)用方面的優(yōu)異表現(xiàn)，F(xiàn)S-Pro全面的測(cè)試能力在科研學(xué)術(shù)界受到了廣泛關(guān)注和認(rèn)可，被眾多芯片設(shè)計(jì)公司、代工廠和IDM公司釆用，同時(shí)也已被數(shù)十所國內(nèi)外高校及科研機(jī)構(gòu)所選用。

可以看到，概倫電子正在通過加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作和保持高研發(fā)投入，持續(xù)吸引行業(yè)人才，長期堅(jiān)持技術(shù)沉淀，通過客戶需求引導(dǎo)，力求不斷豐富其制造類EDA產(chǎn)品布局。

助力先進(jìn)半導(dǎo)體器件研究和開發(fā)，迎新進(jìn)展

不久前，為應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體尺寸不斷減小過程中對(duì)短脈沖測(cè)試(PIV)的新技術(shù)要求，概倫電子聯(lián)合北京大學(xué)集成電路學(xué)院與上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院推出新一代高精度快速波形發(fā)生與測(cè)量套件FS-Pro HP-FWGMK，填補(bǔ)了FS-Pro在短脈沖測(cè)試的空缺，也打破了國內(nèi)在短脈沖測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域的空白。配合概倫電子研發(fā)的測(cè)試軟件，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了百納秒量級(jí)的快速波形發(fā)生與測(cè)量，可廣泛應(yīng)用于鐵電存儲(chǔ)器（FeRAM），阻變存儲(chǔ)器（RRAM）等新型存儲(chǔ)器件的研究；同時(shí)還能支持半導(dǎo)體制造過程中重要的可靠性測(cè)試，例如BTI效應(yīng)等，是公司晶圓級(jí)可靠性測(cè)試解決方案中的重要組成部分。

至此，幾乎所有半導(dǎo)體器件的低頻特性表征都可以在FS-Pro測(cè)試系統(tǒng)中完成，可廣泛應(yīng)用于各種半導(dǎo)體器件、LED材料、二維材料器件、金屬材料、新型先進(jìn)材料與器件測(cè)試等。作為高端測(cè)試儀器的代表之一，F(xiàn)S-Pro已得到包括晶圓代工和IDM龍頭企業(yè)在內(nèi)的全球領(lǐng)先半導(dǎo)體公司的驗(yàn)證及量產(chǎn)應(yīng)用，率先在中高端產(chǎn)品領(lǐng)域取得突破，成為國內(nèi)行業(yè)的領(lǐng)頭羊，充分展示了其國際競爭力，有望引領(lǐng)測(cè)試領(lǐng)域的國產(chǎn)化替代浪潮。

支持新型器件/材料應(yīng)用，助力前沿學(xué)術(shù)研究

近期，概倫電子在助力前沿學(xué)術(shù)研究方面又取得了新進(jìn)展，聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)和國內(nèi)高校推出了“2022 第二版FS-Pro論文集”，展示了FS-Pro在先進(jìn)器件和材料等領(lǐng)域測(cè)試的出色表現(xiàn)，為推動(dòng)半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域高端學(xué)術(shù)研究貢獻(xiàn)力量。

其中，電子科技大學(xué)劉富才教授在其論文項(xiàng)目“通過范德華層狀 CuInP2S6 中的離子遷移模擬神經(jīng)可塑性”中，將FS-Pro參與了類神經(jīng)元突觸器件科研中的應(yīng)用，F(xiàn)S-Pro比其它測(cè)試儀器速度更快。

據(jù)了解，F(xiàn)S-Pro引入人工智能驅(qū)動(dòng)測(cè)試技術(shù)，相比傳統(tǒng)半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)其測(cè)試速度最高可達(dá)10倍，能夠在強(qiáng)大速度提升的同時(shí)仍保持測(cè)試精度。

另外，在“探測(cè)率為2.4*1013 Jones的近紅外石墨烯有機(jī)光電晶體管的設(shè)計(jì)”的論文中，電子科技大學(xué)王軍教授使用FS-Pro參與了光敏突觸晶體管測(cè)試，鈣鈦礦量子測(cè)試等部分，具有模型參數(shù)提取功能，測(cè)試速度快等方面的優(yōu)勢(shì)。王軍表示，除了上述優(yōu)勢(shì)之外，F(xiàn)S-Pro在軟件功能和低頻噪聲測(cè)試上也有亮眼表現(xiàn)。

軟件方面，F(xiàn)S-Pro系列內(nèi)置Lab Express測(cè)量軟件具有強(qiáng)大的測(cè)試和分析功能，能夠提供友好的圖形化用戶使用界面和靈活的設(shè)定。其中，內(nèi)置強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力可測(cè)試后直接展開器件特性分析多種數(shù)據(jù)保存方式，導(dǎo)出數(shù)據(jù)可供用戶后續(xù)分析研究也可直接導(dǎo)入建模軟件BSIMProPlus和MeQLab進(jìn)行模型提取和特性分析。

FS-Pro軟件功能圖例

在噪聲測(cè)試方面，尤其在二維材料光電探測(cè)器領(lǐng)域及有機(jī)探測(cè)器研發(fā)領(lǐng)域，F(xiàn)S-Pro獨(dú)特的1/f噪聲測(cè)試能力可獲得器件內(nèi)部的缺陷參數(shù)，更多地獲取了器件的深入技術(shù)的性能，尤其是在探測(cè)率的計(jì)算上，考慮到1/f噪聲因素在內(nèi)得出的探測(cè)率更為準(zhǔn)確。同時(shí)，F(xiàn)S-Pro可無縫與概倫9812系列噪聲測(cè)試系統(tǒng)集成，其快速DC測(cè)試能力進(jìn)一步提升9812系列產(chǎn)品的噪聲測(cè)試效率。

在西湖大學(xué)林宏?duì)c教授的“用于硅光集成電路的高性能波導(dǎo)集成 Bi2O2Se光電探測(cè)器”論文中， FS-Pro在測(cè)試中提供了高性能的光電流響應(yīng)測(cè)試和1/f噪聲測(cè)試，快速I-T的測(cè)試能力可以看到光電流的響應(yīng)。

論文部分截圖

林宏?duì)c教授指出：“1/f噪聲的測(cè)試分析能力對(duì)于探測(cè)器很有幫助，使用后提供的噪聲測(cè)試得到了國際同行的認(rèn)可，為我們發(fā)表ACS NANO提供了很大幫助。”

在器件的I-T測(cè)試表征上，F(xiàn)S-Pro SMU出色能力已得到市場(chǎng)驗(yàn)證，高達(dá)1us采樣率，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量10萬個(gè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界SMU做I-T測(cè)試的較高指標(biāo)。

中科院金屬所孫東明教授在“超靈敏的Mo基雙異質(zhì)結(jié)光電晶體管”中，采用FS-Pro測(cè)試響應(yīng)參數(shù)，噪聲測(cè)試用于計(jì)算探測(cè)率，為獲得超高靈敏度的二維材料光電探測(cè)器提供助力。

可見，低頻噪音作為一種有效的非損傷性實(shí)驗(yàn)手段越來越被學(xué)者們認(rèn)可，F(xiàn)S-Pro作為唯一的集成噪音測(cè)試功能的半導(dǎo)體參數(shù)分析儀在前沿新材料新器件研發(fā)工作中越來越不可或缺。

根據(jù)上述內(nèi)容來看，憑借在產(chǎn)線測(cè)試與科研應(yīng)用方面的優(yōu)異表現(xiàn)，F(xiàn)S-Pro全面的測(cè)試能力在科研學(xué)術(shù)界受到了廣泛關(guān)注和認(rèn)可。由于文章篇幅有限，本文僅選取了“論文集”中幾篇論文及其對(duì)FS-Pro的使用/反饋情況進(jìn)行了簡要描述。

綜合來看，概倫電子半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)FS-Pro集IV、CV 與 1/f噪聲測(cè)試于一體，憑借高精度、低成本、全面而強(qiáng)大的半導(dǎo)體器件表征分析能力靈活滿足學(xué)術(shù)科研用戶的不同測(cè)試需求，節(jié)省測(cè)試設(shè)備的采購開支，加速半導(dǎo)體器件與工藝的研發(fā)和評(píng)估進(jìn)程。

為了應(yīng)對(duì)不斷變化的市場(chǎng)與技術(shù)趨勢(shì)以及不斷涌現(xiàn)的新測(cè)試需求，孫東明教授表示：“基礎(chǔ)性的研究會(huì)對(duì)測(cè)試不斷突出新的要求，希望概倫電子在內(nèi)的國內(nèi)企業(yè)能夠持續(xù)關(guān)注新的器件測(cè)試特點(diǎn)，不斷優(yōu)化產(chǎn)品，提高產(chǎn)品競爭力?！?br/>
未來，相信FS-Pro無論是商業(yè)應(yīng)用還是校企合作方面，都會(huì)被越來越多項(xiàng)目所用，成為半導(dǎo)體器件與先進(jìn)材料研究領(lǐng)域的得力助手。

持續(xù)探索“產(chǎn)學(xué)研融合”之路

當(dāng)前，隨著國家科技創(chuàng)新體制機(jī)制的不斷健全和科技創(chuàng)新平臺(tái)的不斷完善，高等院校的科技創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)，越來越多的科技成果從高校脫穎而出，并逐步轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。

高?？萍汲晒c企業(yè)需求有效對(duì)接，既能發(fā)揮學(xué)校和企業(yè)的各自優(yōu)勢(shì)，又能共同培養(yǎng)社會(huì)與市場(chǎng)需要的人才，是高校與企業(yè)雙贏的模式之一。許多進(jìn)軍中國市場(chǎng)的國外儀器儀表企業(yè)，紛紛選擇與高校合作，共同培養(yǎng)符合時(shí)代發(fā)展的高素質(zhì)儀器儀表人才。

從行業(yè)角度來看，半導(dǎo)體測(cè)試儀器屬于高端科研儀器設(shè)備，需要長時(shí)間積累，特別考驗(yàn)一個(gè)國家基礎(chǔ)技術(shù)的厚度。由于國內(nèi)本土測(cè)量儀器行業(yè)起步較晚，目前我國的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要集中在中低端，僅有小部分企業(yè)走向應(yīng)用研發(fā)的轉(zhuǎn)型之路。

在此產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀下，國內(nèi)廠商更應(yīng)注重“產(chǎn)學(xué)結(jié)合”的合作模式，通過與國內(nèi)高校和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，一方面借助高校創(chuàng)新資源的支持，可推動(dòng)企業(yè)自身研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化；另一方面，還能大規(guī)模培養(yǎng)未來的專業(yè)人才，同時(shí)在公司內(nèi)部不斷完善和改進(jìn)內(nèi)部人才培訓(xùn)和梯隊(duì)培養(yǎng)機(jī)制，為公司未來的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)。

概倫電子始終在堅(jiān)持“產(chǎn)教融合”的發(fā)展理念。在半導(dǎo)體測(cè)試儀器行業(yè)，我們已經(jīng)看到了概倫電子FS-Pro在半導(dǎo)體器件研究和開發(fā)中發(fā)揮的巨大空間，憑借其在先進(jìn)器件和材料等領(lǐng)域的測(cè)試上的出色表現(xiàn)，將持續(xù)為半導(dǎo)體領(lǐng)域的客戶提供更快速、更穩(wěn)定、更智能的參數(shù)化測(cè)試方案。

當(dāng)前，概倫電子還在持續(xù)加強(qiáng)與高校和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行有利的探索，助力前沿學(xué)術(shù)研究進(jìn)程，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研鏈條不斷完善，進(jìn)一步為國產(chǎn)高端測(cè)試儀器以及EDA行業(yè)的發(fā)展，思考和探案未來的可能和方向。