集微网消息，在过去的40年中，半导体制造中器件的关键尺寸从1000纳米发展到7纳米，伴随而来的，是器件结构、材料、图案形成与制程技术、晶圆尺寸等也都发生了转变。更小的关键尺寸（14nm或更低）和高集成度带来许多物理缺陷，致使晶圆代工厂面临着产量低和产品功能性失效的问题，从而导致半导体技术的发展很难跟上日益增长的消费市场。在这种情况下，量测和检测等制程控制技术对于半导体制造行业的发展是空前重要的。

作为制程控制及良率管理解决方案的领先设备提供商，KLA-Tencor指出，制程控制中的检测、量测与数据分析等方法被广泛运用到整个半导体制造周期中，帮助识别制程问题并做出修正，推动IC制造商更快的完成高良率量产目标。

“在移动设备、物联网、汽车电子、5G、人工智能、数据中心的应用的驱动下，半导体市场在过去几年快速增长。”KLA-Tencor资深副总暨营销长Oreste Donzella指出，“2017年全球半导体市场营收首次突破了4000亿美元大关，我们认为这一荣景在未来几年将会持续。”

Oreste Donzella进一步表示，中国大陆是半导体增长最快的一个地区，从KLA-Tencor的财务数据来看，2017财年的出货量是2016财年的3倍，2018财年第二季度的营收占比32%仅次于韩国（34%）。从2004年开始，大陆地区新成立的晶圆厂项目就是全球最多的，从沈阳到深圳，从南到北，遍地开花。存储领域从DRAM到3D NAND，逻辑方面从500nm到7nm，半导体项目非常的多样性。

在以中国大陆为主的市场驱动下，半导体前段设备（WFE）市场规模逐渐壮大，2017年首次超过500亿美元，其中KLA-Tencor聚焦的制程控制设备市场规模也在去年首次超过了50亿美元。Oreste Donzella强调，半导体未来两年还将继续成长。在过去几年也看到了起起伏伏的景气循环，但是与之前不同的是，这一次的成长周期驱动力来自多方面的因素。

最近许多分析机构指出半导体市场似乎开始出现下滑迹象。IC Insights最新报告中，将今年第四季度的IC市场增速预测从第一季度的23%下调至6%，主要归因于存储器市场的疲软。IC Insights预计在经历了长时间的强劲增长后，IC产业将进入周期性“降温”期。

这些是否意味着半导体行业景气周期即将终结？

在Oreste Donzella看来，如今的半导体行业不会再像过去20年一样出现大起大落的变化，预测2019年增速将会放缓或是有小幅下滑，但长远来看前景仍然是乐观的。这种信心主要来自两个方面，以DRAM领域举例来看，首先，25年前这个领域可能有50家公司，现在包括中国大陆的新厂商在内只剩下3~5家。玩家少了，市场波动也不会像以前一样明显。第二，这些竞争剩下来的公司对资本支出的计划都非常严谨，不会像过去一样市场好就猛投资，市场不好就停止投资，整体呈现出平稳的投资水平，因此也不会因为产能过剩或紧缺造成大起大伏。

引入机器学习应对先进半导体制程良率挑战

如之前提到的，带来半导体增长点的新兴应用有一个共同特点，就是都会产生大量的数据，传感器、存储和处理器等半导体器件支撑了这些数据的产生、存储和高性能计算。

Oreste Donzella表示，存储器制程周期通常为45天左右，逻辑制程为60天左右。在整个制造过程中，总共加入的检测步骤有数百道，而且半导体制造希望在制程周期内就能实时同步检测良率以尽早发现缺陷，而不是制程结束后再来发现问题。

随着缩微，先进工艺的半导体制造过程尤其是在图形化方面面临着多重挑战。

今天的光学图案化晶圆缺陷检测系统，能够为各类器件结构、先进设计方案和制程技术提供关键缺陷的检测。为了达到相应的检测灵敏度，光学检测技术需要不断创新，包括开发功率强大的宽波段照射源；兼具波段可调功能，可变化的光学孔径；高速传感器与数据处理，将IC芯片设计特性与先进算法相结合等。

光学检测能力不断提升，能够捕获更小缺陷的同时，系统也在提高数据处理速度，以便为晶圆级检测提供快速的缺陷表征，同时也为产品批次特有的缺陷（前层的工艺问题）表征提供所需的产能。通过为先进技术提供速度和灵敏度，光学图案晶圆检测将继续为IC制造商提供必要的技术支持，包括在线监测，系统缺陷发现，制程窗口认证，掩膜印制检查，制程调试以及对晶圆厂成功至关重要的其他许多应用。

Oreste Donzella解释，过去在半导体检测中是依靠数学算法帮助光学比对来判断缺陷，现在将此前的缺陷和非缺陷的大数据引入了机器学习，可以使设备不做比对就能进行判断。在量测方面，例如3D NAND由过去的平面存储器架构变成了立体的，很难按照过去光学的方法来量测器件的尺寸形貌。现在有了机器学习，可以借鉴以往的经验和数据，快速地将3D NAND的形貌计算出来。通过机器学习，进一步增强了用于建模和优化的新算法，可以使检测和量测更快速、更准确。

KLA-Tencor在整个半导体制造环节，提供了完善的设备工具及解决方案，旨在通过制程控管帮助客户在最短时间内提高良率，提升量产可靠性，以缩短开发周期和上市时间，降低风险成本。

“中国大陆市场作为半导体史上最特别的区域市场，KLA-Tencor将持续为众多的本地晶圆厂项目提供完善、多样化的技术和本地化服务，来助力中国半导体产业发展。”Oreste Donzella强调。