東方晶源的“軟實力”：以技術(shù)創(chuàng)新破局半導(dǎo)體制造“良率革命”

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，良率始終是懸在行業(yè)頭頂?shù)倪_摩克利斯之劍。

尤其是隨著先進制程不斷逼近物理極限，行業(yè)對良率提升的訴求愈發(fā)迫切。當(dāng)先進制程突破5nm節(jié)點，每1%的良率提升都可能為晶圓廠帶來超過1.5億美元的利潤增量，而低于85%的良率則意味著工藝體系的全面失效。這種殘酷的“良率算術(shù)”背后，是芯片制造復(fù)雜度指數(shù)級增長與工藝容錯空間不斷收窄的現(xiàn)實難題。

在提升芯片良率的關(guān)鍵拼圖里，除了備受矚目的硬件設(shè)備發(fā)揮著重要作用外，EDA計算光刻軟件也扮演著不可或缺的角色。作為集成電路制造流程中的關(guān)鍵一環(huán)，計算光刻軟件對提升芯片制造良率、推動先進制程發(fā)展以及促進整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進步有著不可替代的重要性。

東方晶源作為國內(nèi)集成電路良率管理領(lǐng)域的翹楚，自2014年創(chuàng)立起，便將破解良率難題視為己任，憑借深厚的技術(shù)積累，精心打造出一系列功能強大的軟件產(chǎn)品和解決方案。其涵蓋 OPC/SMO優(yōu)化、反向光刻（ILT）、良率分析平臺以及嚴格光刻仿真系統(tǒng)等多個方面，全方位助力客戶縮短新產(chǎn)品量產(chǎn)周期，顯著提升芯片制造良率。

如今，隨著計算光刻3.0時代的到來，這家擁有600余項專利的企業(yè)，正以軟件技術(shù)創(chuàng)新為支點，為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破“卡脖子”困境提供關(guān)鍵支撐。

在近日召開的2025年SEMICON China展會期間，半導(dǎo)體行業(yè)觀察對東方晶源EDA軟件研發(fā)負責(zé)人丁明博士進行了深度專訪。訪談中，丁明博士結(jié)合東方晶源十多年來的發(fā)展歷程，重點圍繞計算光刻、ILT、OPC等EDA軟件生態(tài)和技術(shù)創(chuàng)新展開分享，系統(tǒng)闡述了公司從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化落地的實踐經(jīng)驗。

通過對話，我們不僅深入了解到東方晶源如何通過豐富的產(chǎn)品布局和自主創(chuàng)新打破國際壟斷，更清晰地看到其以計算光刻軟件為支點，攜手產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴，積極推動中國半導(dǎo)體制造良率管理進入智能化新階段的戰(zhàn)略布局。

東方晶源：

如何掌控半導(dǎo)體制造的“生命線”？

Q

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：自2014年成立以來，東方晶源在集成電路良率管理領(lǐng)域不斷深耕。在發(fā)展過程中，公司是如何逐步聚焦到EDA計算光刻軟件業(yè)務(wù)的，期間經(jīng)歷了哪些關(guān)鍵節(jié)點和重大決策？

丁明：東方晶源自成立之始，即以提升集成電路制造良率為己任，提出HPO的理念，希冀為中國芯片制造走出一條創(chuàng)新之路。

由于EDA計算光刻軟件與良率檢測裝備是實現(xiàn)HPO的兩個重要支撐，東方晶源即同時開展了這兩大業(yè)務(wù)方向。而在EDA計算光刻軟件方向，早在2014年，公司就瞄準(zhǔn)了下一代的OPC技術(shù)，產(chǎn)品的基礎(chǔ)架構(gòu)建立在反向光刻技術(shù)（ILT）之上，前瞻性地采用GPU計算技術(shù)解決計算速度問題。

對于關(guān)鍵性的ILT技術(shù)，丁明博士指出，ILT技術(shù)基于精準(zhǔn)的光刻數(shù)學(xué)模型，從目標(biāo)芯片圖形出發(fā)，逆向推導(dǎo)獲得最優(yōu)化掩模圖形，極大地提升優(yōu)化的靈活性和精準(zhǔn)度，更能滿足先進制程對圖形精度的苛刻需求。在工藝制程不斷縮微的征途中，ILT技術(shù)無疑將是提升制造良率的關(guān)鍵技術(shù)。

丁明強調(diào)：“國際上，對EUV光刻在更先進工藝制程時需要引入ILT已達成一致共識。國內(nèi)在尖端光刻設(shè)備受限的情況下，對ILT也提出了更迫切的需求。”

經(jīng)過多年的發(fā)展，東方晶源已經(jīng)建立起從基于規(guī)則、基于模型及基于反向光刻的完整的計算光刻軟件產(chǎn)品體系，滿足芯片工廠從90nm到先進工藝節(jié)點的研發(fā)及量產(chǎn)要求。在此基礎(chǔ)上，東方晶源又不斷前進探索，以EDA計算光刻軟件為樞紐，聯(lián)動上游芯片設(shè)計和下游良率檢測，踐行HPO的理念。

Q

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：歷經(jīng)10余年的開發(fā)與迭代，東方晶源旗下的計算光刻平臺PanGen?已形成豐富產(chǎn)品矩陣，包括MODEL、DRC、SBAR、OPC、LRC、DPT、SMO、DMC等，具備完整的計算光刻相關(guān)EDA工具鏈條。近一年來，該平臺取得了哪些新進展和新創(chuàng)新？

丁明：PanGen^?平臺擁有完整的計算光刻工具鏈條，是首款具有CPU+GPU混算構(gòu)架的全芯片反向光刻（ILT）功能的掩模優(yōu)化工具，技術(shù)路線上具有顯著優(yōu)勢。歷經(jīng)10余年的開發(fā)與迭代，該產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)主流邏輯和存儲芯片制造商的工藝研發(fā)和量產(chǎn)中。近一年來，公司持續(xù)優(yōu)化PanGen?平臺，精益求精，不斷滿足客戶對產(chǎn)品新的期待。

取得的重要進展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

●   自動化模型標(biāo)定技術(shù)：全面支持GA全局優(yōu)化算法，獲取更為精準(zhǔn)的模型參數(shù)，同時降低對工程師經(jīng)驗的依賴；

●   新一代基于SEM圖片的模型標(biāo)定技術(shù)：支撐數(shù)萬級SEM圖片直接用于光刻模型的標(biāo)定，提升光刻模型精準(zhǔn)度的同時，降低Fab數(shù)據(jù)采集工作量；

●   全新的Ultra光刻模型：模型的穩(wěn)定性和計算效率獲得極大提升，提高Fab研發(fā)及量產(chǎn)效率；

●   高精準(zhǔn)的Etch模型：全新的基于物理模型和人工智能相結(jié)合的Etch過程建模技術(shù)；

●   AMO掩模優(yōu)化技術(shù)：多變量的掩模優(yōu)化技術(shù)，補齊單變量、多變量到全局變量掩模優(yōu)化技術(shù)矩陣拼圖，滿足不同場景客戶需求；

●   曲線掩模的反向光刻技術(shù)：在freeform 反向光刻技術(shù)基礎(chǔ)上迭代開發(fā)曲線掩模反向光刻技術(shù)，已完成各重要技術(shù)要素的攻關(guān)；

●   光源掩模優(yōu)化技術(shù)的提升：支持基于設(shè)計圖形Unit Cell的優(yōu)化，獲取更為精準(zhǔn)的光源優(yōu)化結(jié)果；全面支持純CPU計算平臺，滿足不同用戶場景需求；

●   DMC產(chǎn)品：完成D2C內(nèi)核的技術(shù)升級，精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性獲得極大提升；全新的DMC產(chǎn)品也即將發(fā)布，用于對芯片設(shè)計可制造性的更準(zhǔn)確、更快速的簽核，加快芯片的研發(fā)周期。

Q

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：OPC作為東方晶源的核心產(chǎn)品，其技術(shù)領(lǐng)先性、或者說核心競爭力具體體現(xiàn)在哪些維度？

丁明：東方晶源計算光刻軟件的核心競爭力主打四字口訣——“全準(zhǔn)快合”：

●   全：東方晶源具有完整的計算光刻產(chǎn)品體系，可以滿足Fab從研發(fā)到量產(chǎn)的各項技術(shù)要求；支持多樣化的計算平臺和應(yīng)用場景；

●   準(zhǔn)：擁有領(lǐng)先的光刻模型及光刻建模技術(shù)，確保優(yōu)化結(jié)果質(zhì)量；領(lǐng)先的光源掩模聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)，獲取高精準(zhǔn)的光源，提高制造良率；采用基于反向光刻的掩模優(yōu)化技術(shù)，獲取更為精準(zhǔn)的掩模優(yōu)化結(jié)果，獲得更高的制造良率；

●   快：不斷迭代的算法，全面支持GPU加速計算，穩(wěn)健的資源管理調(diào)度系統(tǒng)；

●   合：計算光刻軟件作為HPO理念的一個基本元素，很容易與公司其他產(chǎn)品形成合力，產(chǎn)生1+1>2的效果，更為高效、系統(tǒng)地解決集成電路制造中的良率問題，而這正是客戶最為關(guān)心的點。

Q

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：除了Pangen^?平臺，東方晶源的良率管理平臺軟件YieldBook、嚴格光刻仿真軟件PanGen Sim?進展情況如何？其核心競爭力如何體現(xiàn)？

丁明：YieldBook是東方晶源旗下的良率管理平臺軟件，其用于對量測和檢測設(shè)備采集得到的數(shù)據(jù)進行分析、處理，采用先進圖像計算技術(shù)，結(jié)合人工智能可自動化、高效地實現(xiàn)缺陷分類，缺陷溯源等，并反饋給生產(chǎn)過程。PanGen Sim?軟件是用于對光刻過程進行第一性原理的嚴格仿真的軟件，可用于前期工藝開發(fā)工程中工藝參數(shù)的確定，同時也可用于對實際生產(chǎn)中缺陷的仿真分析。

目前這兩款產(chǎn)品均已成熟，在國內(nèi)市場處于領(lǐng)先地位，并獲得客戶訂單得到實際應(yīng)用。這兩款產(chǎn)品與PanGen?計算光刻平臺共享底層基礎(chǔ)底座，可方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，在此基礎(chǔ)之上搭建高效、系統(tǒng)的協(xié)同化解決方案。

Q

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：東方晶源的HPO理念如何理解？目前進展及未來發(fā)力點在哪？

丁明：目前集成電路制造生態(tài)下，設(shè)計和制造過程相互分離，無法做到信息共享，需要進行多次設(shè)計-試產(chǎn)迭代，才能實現(xiàn)足夠的制造良率，在這一過程不僅會消耗大量的成本，同時也會拉長芯片投產(chǎn)周期。隨著工藝節(jié)點越來越先進，這一情況將會更為嚴重。

HPO理念在于將設(shè)計、制造過程通過Digital Fab打通數(shù)據(jù)交互，基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)建立生產(chǎn)過程的大模型，略去或加速前述設(shè)計-迭代的復(fù)雜過程，在節(jié)省時間和資金、人力成本的同時，利用協(xié)同優(yōu)化的優(yōu)勢獲取更高的制造良率。

東方晶源基于HPO良率最大化技術(shù)路線和產(chǎn)品設(shè)計理念，經(jīng)過10余年的技術(shù)攻關(guān)，打造出計算光刻平臺PanGen?、納米級良率量測檢測設(shè)備、良率數(shù)據(jù)管理平臺YieldBook、嚴格光刻仿真軟件PanGen Sim?等諸多工具，為HPO落地提供堅實的基礎(chǔ)。

基于此，東方晶源已開展多個方面的研發(fā)嘗試，并在國內(nèi)多家Fab進行落地驗證。D2C/DMC是其中一個典型案例，將極為復(fù)雜的OPC過程建立深度學(xué)習(xí)模型，實現(xiàn)了制造和設(shè)計之間的快速反饋機制，同時能確保Fab生產(chǎn)數(shù)據(jù)的保密性。

未來，東方晶源將進一步發(fā)揮在軟硬件結(jié)合方面的優(yōu)勢，打通量測-制造-設(shè)計之間的壁壘，走出一條更容易、更高效的芯片制造“東方晶源”之路。

Q

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：隨著集成電路產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展，EDA光刻軟件市場需求不斷變化。東方晶源如何敏銳捕捉市場變化趨勢？在產(chǎn)品研發(fā)和市場推廣方面，采取了哪些針對性的策略來滿足客戶日益多樣化的需求？

丁明：可以從客戶、技術(shù)和服務(wù)三個角度來講：

●   和客戶做朋友，實時傾聽客戶的痛點和需求，從客戶的角度去分析和思考問題，設(shè)計解決方案；

●   洞悉業(yè)界的發(fā)展趨勢，結(jié)合各個客戶特點，前瞻性地布局開發(fā)針對具體市場的產(chǎn)品（ILT技術(shù)正是如此）；

●   服務(wù)：建立快速響應(yīng)機制，服務(wù)好客戶需求。

綜合來看，這種“需求驅(qū)動研發(fā)、技術(shù)引領(lǐng)市場”的發(fā)展模式，使東方晶源在過去三年保持快速增長，產(chǎn)品覆蓋國內(nèi)眾多頭部客戶。未來，東方晶源將持續(xù)深化“技術(shù)-產(chǎn)品-服務(wù)”閉環(huán)，通過HPO理念和體系的升級，推動芯片制造從經(jīng)驗驅(qū)動向數(shù)據(jù)智能驅(qū)動的范式轉(zhuǎn)型。

Q

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中，EDA軟件與上下游企業(yè)緊密相關(guān)。東方晶源在與產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作過程中開展了哪些項目？這些合作對推動產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展起到了什么作用？

丁明：在技術(shù)生態(tài)構(gòu)建方面，東方晶源展現(xiàn)出戰(zhàn)略前瞻性。

●   作為EDA2聯(lián)盟會員單位，積極參與EDA行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定和國產(chǎn)EDA工具鏈的建設(shè)，攜手各會員單位，推動EDA技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革新；

●   參與芯粒（chiplet）系統(tǒng)國產(chǎn)EDA工具鏈的建設(shè)，共同制定芯粒EDA工具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。同時，針對芯粒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計對多物理場仿真分析的關(guān)鍵需求，東方晶源推出多物理場耦合仿真分析工具PanSys，率先實現(xiàn)國產(chǎn)EDA工具在該領(lǐng)域的突破，極大地提升芯粒系統(tǒng)的設(shè)計效率，縮短芯片研發(fā)周期，助力國產(chǎn)芯粒產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展；

●   與國內(nèi)芯片設(shè)計公司和晶圓制造企業(yè)共同開發(fā)驗證HPO解決方案，這種創(chuàng)新合作模式不僅實現(xiàn)了HPO解決方案在芯片設(shè)計和先進制程中的工程化驗證，更通過技術(shù)溢出效應(yīng)提升了整個產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同能力，探索高效集成電路制造創(chuàng)新之路。

●   此外，東方晶源還與高校聯(lián)合開發(fā)AI加速算法，通過開源社區(qū)賦能行業(yè)創(chuàng)新。

Q

半導(dǎo)體行業(yè)觀察：結(jié)合EDA光刻技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，東方晶源接下來的研發(fā)方向和技術(shù)創(chuàng)新是如何規(guī)劃的？

丁明：

●   曲線掩模技術(shù)：全面的曲線掩模產(chǎn)品，包括從嚴格仿真、快速仿真、光源優(yōu)化到基于反向光刻的掩模優(yōu)化的一體化全套解決方案；

●   人工智能技術(shù)：目前，人工智能技術(shù)已經(jīng)在東方晶源的軟件產(chǎn)品中獲得了廣泛應(yīng)用，例如將人工智能與物理模型相結(jié)合，獲得高精準(zhǔn)的光刻模型；利用人工智能加速反向光刻技術(shù)；基于人工智能的設(shè)計可制造性反饋；基于人工智能的缺陷分類等。未來，東方晶源將人工智能全面融合到計算光刻產(chǎn)品體系，從光刻建模到ILT技術(shù)再到自動化的recipe生成及優(yōu)化等。隨著DeepSeek新一輪文本式推理生成技術(shù)的發(fā)展，人工智能將在EDA軟件產(chǎn)品中獲得更多的應(yīng)用；

●   DTCO技術(shù)：以PanGen^?計算光刻平臺為樞紐，聯(lián)動芯片設(shè)計和量測數(shù)據(jù)，建立高效的缺陷反饋和優(yōu)化體系，形成綜合高效的良率協(xié)同優(yōu)化體系，縮短芯片研發(fā)周期，降低成本；

●   3D IC技術(shù)：除了縮微技術(shù)以外，芯粒堆疊是實現(xiàn)高端芯片的另一條重要方向，建立用于3D IC的相關(guān)EDA技術(shù)體系，形成東方晶源立體化的芯片良率解決方案。

良率革命：

東方晶源重塑半導(dǎo)體制造價值

放眼當(dāng)下，在AI算力爆發(fā)與先進制程競賽交織的半導(dǎo)體新時代，良率成為衡量制造體系成熟度的核心標(biāo)尺。

在這場關(guān)乎產(chǎn)業(yè)安全的良率革命中，東方晶源憑借其完備的軟件產(chǎn)品矩陣、持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新以及有效的市場策略，為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)找到了一條擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的發(fā)展路徑。

展望未來，東方晶源將繼續(xù)以客戶需求為導(dǎo)向，扎根于軟件技術(shù)創(chuàng)新的土壤。不斷對現(xiàn)有軟件產(chǎn)品進行迭代升級，提升OPC優(yōu)化、ILT等關(guān)鍵技術(shù)性能，拓展產(chǎn)品在更多復(fù)雜制程中的應(yīng)用。同時，加大研發(fā)投入，探索如曲線掩模技術(shù)、AI與計算光刻深度融合等前沿領(lǐng)域，為客戶提供更高效、更智能的軟件解決方案。

東方晶源將堅定踐行HPO良率最大化技術(shù)路線和產(chǎn)品設(shè)計理念，向著“打造中國芯片制造的GoldenFlow”的目標(biāo)努力前行。