國內首臺！精度達個位數微米級，國產半導體12英寸超精密晶圓環切設備研發成功

12月29日上午，由寧波芯豐精密科技有限公司研發的首臺國產半導體12英寸超精密晶圓環切設備正式交付。這一重大突破性成果標志著中國半導體設備制造跨上新的臺階，也為全球半導體產業發展注入了新的動力。

據了解，該設備采用先進的高度智能化“控制-自反饋”技術，實現對晶圓邊緣的微米級超精密加工，同時大幅提高了生產效率和產品質量，性能全面對標國際主流標桿產品，部分指標實現超越，能夠滿足最先進的全自動半導體產線要求，適合先進人工智能芯片的研發工藝需求。


AI突飛猛進，對AI芯片要求更高

近年來，人工智能（AI）領域的突飛猛進，對于AI芯片的性能、功耗和成本提出更高要求。

人工智能產業包括基礎層、技術層和應用層三個層次。基礎層主要負責提供數據和算力支 持，包括 AI 芯片、智能傳感器和云服務等領域，構成人工智能發展的基石。由于發展起 步較晚、資金支持不足、美西方技術管控等原因，我國在基礎層面臨較多“卡脖子”問題， 實力相對薄弱。

技術層主要負責提供算法及技術實現。憑借對數據資源和運算平臺機器學習技術的應用，以及計算機視覺、自然語言處理和語音識別等應用技術的發展，我國在技 術層正處在上升期。應用層是人工智能的產業鏈下游，針對不同行業和領域提供產品、服務和解決方案，催生出多樣化的商業模式。

算力、算法和數據是驅動人工智能發展的“三駕馬車”。算力是人工智能發展的物理載體，支撐數據通過算法實現價值釋放。2012年后，傳統的摩爾定律已被指數式爆發的算力需求所改寫，頭部 AI 模型訓練的算力需求每 3-4 個月倍增，對 AI 芯片性能要求“水漲船高”。 算法是實現問題解決和特定功能的指令和程序，通過開發數據智能提供通用和細分領域的技術支持。

算法沉淀在 AI 人才上，據人社部發布的《人工智能工程技術人員就業景氣現狀分析報告》，2025年我國AI人才缺口將達1000萬，其中對算法人才的需求度高達80%。 數據是人工智能賴以發展的資源要素，為各式算法提供海量訓練以覆蓋更多的應用場景并提升模型性能。憑借龐大的移動互聯網和數量可觀的網民，我國在數據規模上占據比較優勢，但大模型所需的數據更需“煉化”，數據確權和商業化仍待補足。


芯片越小，制備過程越復雜

眾所周知，芯片越小，制備過程越復雜，面臨性能、功耗和成本等方面的諸多挑戰。如何助力高端芯片的制備？芯豐精密的總經理萬先進表示，三維集成（3D IC）技術是制備AI芯片的核心技術之一，代表著半導體制造的發展熱點和重要方向。通過將多個芯片垂直堆疊在一起，該技術能很好地提升性能、降低功耗和制造成本。

不過，這項技術對加工工藝和制造設備的要求非常高，需要對晶圓在微米級實現超精密環切加工，去除晶圓邊緣部分材料，從而提高芯片良率，可靠性和穩定性。“環切的深度和寬度，需要設備的控制精度達到個位數的微米級，差不多是人類頭發絲的十分之一。”萬先進解釋。

由于國內在相關研究方面起步略晚，在研制過程中，芯豐精密面臨不少難題。萬先進回憶，他們需要思考許多基礎科學的問題，為此經常加班加點，有一次工作人員在工廠里一直討論到凌晨4:30。經過一年多夜以繼日的技術攻關，芯豐精密成功研發出國內首臺應用于三維集成的12英寸全自動超精密晶圓環切設備。

該設備采用先進的高度智能化“控制-自反饋”技術，實現了對晶圓邊緣的微米級超精密加工，同時大幅提高了生產效率和產品質量。這款新型環切設備全面兼容8寸及12寸晶圓，性能全面對國際主流標桿產品，能夠滿足最先進的全自動半導體產線要求，適合先進人工智能芯片的研發工藝需求。

“接下來，我們還要生產制造接近兩位數的設備，希望能為半導體制造產業的發展提供支持，助力造就更好的‘中國芯’。”萬先進說。


AI爆發，AI芯片新周期開啟

不久前，德邦證券研報曾將1976年以來的全球半導體銷售額同比增速與GDP增速進行比較，發現全球半導體年度銷售額歷史增速呈現出大約每10年一個“M”形的波動特征，且主要與技術驅動產品迭代有關。如若進一步觀察歷年的半導體制造技術的發展，也可以發現它伴隨著每個十年的變革而躍上一個新的高度。

從家用電器時代到臺式機時代，再到功能手機/筆記本電腦、3G/4G/智能手機、5G、AIoT/消費電子/汽車。隨著不斷拓展的下游應用領域，半導體行業在全球銷售額上呈現了持續的成長，從1976年到2022年的時間跨度內，銷售額增長了整整202倍。

這里揭示了一個簡單的大道理：周期的本質，不是簡單潮起潮落原單踏步，而是不斷的螺旋式向上發展。

2023年，剛好也成為AI爆發的元年，無疑預示著半導體行業也迎來了一個新的紀元，也被視為新一輪周期的重啟——AI技術的爆發對芯片的需求提出更高的要求，同時也為該行業帶來了前所未有的機遇。隨著資本市場掀起的炒作熱潮，AI芯片也成為資本追捧的熱門。

芯豐精密成立于2021年，一直致力于研發、生產超精密半導體芯片制造設備及相關耗材，產品主要應用于三維堆疊、人工智能、第三代半導體和先進封裝等高端半導體制造工藝環節，投資總額超1億元，先后入選“姚江英才”和“甬江人才”項目。公司核心團隊包括多名海外專家和985高校博士，具有豐富的半導體設備研發經驗，現已申請專利70余項，擁有完全自主知識產權。目前，芯豐精密聚焦三維堆疊技術所需的減薄、環切設備及配套耗材，已經全面覆蓋6寸、8寸及12寸市場。

“首臺國產半導體12英寸超精密晶圓環切設備的研發對我們來說意義重大，它不僅填補了國內市場的空白，也打破了國際壟斷和技術壁壘，將應用于國內頭部半導體產線。”芯豐精密總經理萬先進說，“我們也將繼續發揮定制化和本土化優勢，持續服務好國內外客戶，助力造就更好的‘中國芯’。”