CSTIC 2019在沪举行，了解半导体行业最新趋势

CSTIC 是自2000年以来在中国和亚洲举办的规模最大，最全面的年度半导体技术会议之一。该会议由SEMI、IMEC和IEEE-EDS以及IMECAS共同组织。3月18日至19日，2019年的CSITC在上海如期举行。
 
此次会议设立九个专题讨论会，涵盖半导体技术的各个方面，重点是制造和先进技术，包括详细的制造工艺，器件设计，集成，材料和设备，以及新兴的半导体技术，电路设计和硅材料应用。


 
18日上午，SEMI全球副总裁、中国区总裁居龙、IMEC副总裁Lode Lauwers、STCSM副主任Pin Gan以及颇尔电子的代表分别为本届CSTIC致开幕词，感谢世界各地半导体技术界的同仁们来到现场，并分享最新技术。同时，还宣布了本届IMEC最佳学生论文奖和SEMI最佳年轻工程师论文奖的归属。
 
 
 
 

本届CSTIC针对人工智能（AI）芯片，神经形态计算技术，先进的存储技术，3D集成，MEMS等热门话题进行了讨论。
 
众所周知，2017年三星凭借存储芯片登顶半导体行业的头把交椅。而在接下来的两年中，由于存储芯片的周期性波动，使得其王者宝座岌岌可危。此前，美国存储器大厂美光公司、韩国SK海力士纷纷表示，2019年DRAM和NAND需求将减弱、价格下跌，并调整营收或减少投资。受限于存储芯片需求低迷、价格下跌，国内存储芯片发展也会受到影响。虽然市场大环境艰难，但是各大厂商都没有减少在技术创新上的投入。目前看来，我国存储芯片还与全球领先企业具有一定差距。未来，存储芯片的技术正在向哪方面发展？
 
浮栅存储器（FGM）是一种突破性的数字存储器，它几乎取代了以前所有的长期信息存储技术，如硬盘驱动器、光数据链路和磁带。在本届论坛中，NCTU名誉主席教授Simon M. Sze博士进行了“从概念到闪存到第四次工业革命的浮栅存储器”的主题演讲，他指出：“ 自2000年以来，FGM一直是第四次工业革命的主要技术推动者。现在，FGM使几乎所有现代电子系统的发展，如手机平板电脑、GPS和数字电视，为人类带来了前所未有的好处。 ”同时，他也指出了，为半导体行业做出重要贡献的人，普遍年龄在30-39岁之间。他鼓励年轻人加入半导体行业，这样的新生力量将带着这个行业新的活力。


 
存储芯片的发展，也离不开先进制程的支持。而伴随着联电和格芯纷纷退出在14nm以上制程的投入，使得先进制程的玩家只剩下台积电、三星和英特尔。面对摩尔定律的疲软，这些公司都是如何应对的？
 
英特尔副总裁Yaoguo (Gary) Ding介绍了“摩尔定律与技术规模不断演变的挑战”。他认为，在先进制程方面，即使节点越来越模糊，但是大多数客户还是会关注可用的功能、性能、功耗和经济性（因此从摩尔定律中获益）。同时，随着技术的不断进步，小几何尺寸的挑战正在变大，在这个过程中，不止是技术上的难度加大，经济和时间因素变得越来越重要。


 
自1987年铸造业兴起以来，技术规模有了很大的发展。台积电副总裁Dr. Min Cao在本届CSTIC中进行了以“半导体创新与规模：铸造业的视角”为主题的演讲，他认为，计算量的增长促进了半导体行业的发展。在他的演讲中，他介绍道：“设备结构、材料和工艺方面的创新将继续推动技术扩展到可预见的未来新方向，如3D-IC和特定领域架构的出现，可以满足日益增长的计算要求。”

 
 
通过各大厂商对于先进制程的态度，反观整个半导体市场。我们发现，类似于人工智能、5G芯片等新兴领域对先进制程的要求较高。为什么这些领域需要它们？
 
对此，IBM神经计算专家Evangelos Eleftheriou博士进行了，“内存计算”：加速AI应用程序的主题演讲，他认为，内存内计算直接将数据在内存中进行运算分析，在这个过程中，速度和效率都得到了大幅度的提升。在应用方面，深度学习推理可在NOR闪存、RRAM存储、PCM+CMOS电容器以及SRAM上得以应用，混合精度训练的深度学习模型能够有效减少训练深度学习模型所需的内存，从而进一步提高硬件效率。


 
18日下午，国际半导体技术大会举行了九个不同主题的研讨会。在设备工程与存储技术论坛中，高通的代表针对高性能移动SoC产品的设计与技术协同优化进行了分析。他认为，未来移动设备的发展方向包括：高移动通道、gate all around、gate on diffusion&buried power rail、三维堆叠。他说：“移动设备已经进入到了下一个10年，调制解调器正以每年加速2倍的速度在发展。面对，智能设备的新需求，高通公司Snapdragon SoC已将芯片功率降低了10%~15%，每年性能提高30倍，这也是高通公司的新工艺节点和设计创新的旗舰产品。”


 
STT-MRAM是通过自旋电流实现信息写入的一种新型非易失性磁随机存储器，是磁性存储器MRAM 的二代产品。STT-MRAM存储单元的核心仍然是一个MTJ，由两层不同厚度的铁磁层及一层几个纳米厚的非磁性隔离层组成，它是是通过自旋电流实现信息写入的。对于这种新型的存储器，三星在本次论坛上为我们进行以“自旋传输磁性存储器：体系结构新技术的共同发展。”三星代表认为，STT-MRAM有望扩展到20纳米以下的电池尺寸，有利于低功耗嵌入式平台。


 
19日，CSTIC九个研讨会依旧在上海国际会议中心如火如荼地进行着。除了上述的设备工程与存储技术论坛。在大会举办的光刻和图案制作论坛；干湿蚀刻和清洗论坛；薄膜、电镀和工艺集成论坛；CMP和抛光后清洁论坛；计量、可靠性和测试论坛；封装和组装论坛；MEMS、传感器和新兴半导体技术论坛以及电路系统设计和自动化论坛等活动中，也有很多前沿技术与参会分享。
 
其中，在第二、第八、第九联合研讨会中，来自IRSD的Dr.Paolo Gargini、Notre Dame大学的Sharon HU以及Mentor的Steffen Schulz也为参会者分享了半导体行业的动态。
 
Dr.Paolo Gargini以“How to Successfully Overcome Inflection Points by using the Technology Roadmap methodology”为主题，回顾并展望了scaling的发展路程。他认为，3D power scaling是未来的发展方向，其中，2015年3D power scaling在存储方面有所帮助，2025年，3D power scaling也将作用于逻辑芯片。从2025到2040年间，3D power scaling将朝向完整的垂直设备结构过渡。异构集成与降低功耗是驱动该技术发展的因素。

 
 
在两天的会议中，我们发现，业界对AI方面的应用比较关注，并着眼于深度学习领域的研究。日前，有来自亚利桑那州立大学的代表介绍道：“目前的深度学习主要处于在静态、隔离算法和硬件实践的层面上；未来，这种技术将向着动态、集成算法和硬件解决方案发展，这就意味着，要加强模型的学习和推理能力。”
 
而后，Sharon HU以“智能医疗的边缘计算”为主题进行了演讲，她认为，AI芯片最大的挑战来自于DNN的尺寸也在呈指数增长。人工智能时代的来临，推动了半导体的发展。Mentor的Steffen Schulz认为，机器学习技术和统计验证方法扩展了光刻和蚀刻模拟的能力，为学习和良率管理提供指导。
 
除此之外，在封装论坛中，来自Advantest、S&J Electronics的代表，从不同角度为与会者分享了先进封装技术的挑战和发展的机遇。
 
Advantest的Yang shang认为2.5D/3D芯片的FA挑战，在于芯片失效分析的难度正在提升，从封装层到模具层需要精确地定位失效点。


 
S&J 的Fay Hua则从材料方面为我们分析了先进封装的需求，她认为，先进封装技术是让摩尔定律能够延续下去的动力之一。2.5D封装作为先进封装中的一员在材料方面都面临着哪些挑战？在此，她给出了2.5D封装材料方面的关键点。同时，她也指出了先进封装需要更加精细的L/S模具缝合技术。


 
与此同时，CSTIC 2019年还举办了一场关于人工智能(AI)芯片技术的专题讨论会，提供两个短期课程，包括先进存储技术: 3D NAND, DRAM and 3D PCM；先进封装技术: 晶圆级封装、系统级封装与测试。