国产半导体设备导入FAB厂有哪些流程、周期？

国产前道半导体设备在研发阶段、销售阶段均需经过晶圆产线验证程序：

1、研发验证阶段

验证地点：厂内研发区（厂内验证）和厂外FAB产线（厂外验证）。

为什么半导体设备在研发阶段就要进行验证？①由于半导体专用设备的复杂性，因此在研发过程中需不断验证软硬件设计方案的可行性；②由于芯片结构复杂，涉及的制造流程较多，设备需要在产线环境中，在已完成前序制造步骤的结构晶圆上验证实际工艺表现、持续跑片的稳定性和最终芯片产品的性能指标，确保研发设备满足既定研发目标，可以实现产业化应用。

验证需要达到什么目的？根据设备厂商设定的研发目标，验证研发设备能否满足目标制程节点常用应用的工艺要求，确定研发设备的硬件、软件及整体设计方案的可行性。目标是达到行业常用应用的工艺标准。

国产半导体设备的产品研发主要分为概念与可行性研究阶段、产品设计阶段、量产及持续改进阶段。具体如下:

①概念及可行性研究阶段

研发部门根据市场需求、技术动态和科研专项的最新情况，结合公司技术储备，提出有针对性的研发方案。研发负责人或研发部门负责人组织项目评审，确定研发目标、性能参数指标，通过探索不同的替代/选择来确定最佳方法以满足市场需求规范中概述的要求(市场需求规范)，确定研发分工，规划研发计划和研发周期，经讨论评审后形成立项报告。

②产品设计阶段

此阶段进行产品的设计和内部演示，产品必须符合产品需求规范中列出的要求,并在产品工程规范和阶段验收标准中得到认可。研发部门在立项报告审批后，开展具体的设计工作，讨论产品的各功能模块，形成技术方案并进行研发测试，包括厂内测试和厂外测试。

A、厂内测试

根据技术方案，为验证新技术的实现效果，研发人员根据技术方案进行模块或整机的制造、装配，进行多道程序的测试,性能参数指标基本满足研发目标后,形成内部测试报告。厂内测试具体程序如下:

1）可行性测试：根据技术方案完成关键件选型、设计，对特定功能进行测试。目标是新产品关键件设计方案验证。

2）单机可靠性测试：开展硬件可靠性测试，不接入反应气体，连续跑片1000至2000片不发生任何报警。目标是验证机台硬件稳定性。

3）工艺测试：根据研发目标工艺中采用的反应气体调整机台工艺参数，得到符合研发要求的工艺结果。目标是调整机台参数满足研发工艺需求。

4）工艺马拉松测试：开展工艺马拉松测试，连续跑片300至1000片，测试工艺结果稳定性。目标是验证机台工艺稳定性。

B、厂外测试

厂内测试完成后，还需要在生产产线或研发产线环境进行一系列厂外测试程序，确定新产品、新工艺在产线环境下的性能参数指标、具体工艺的适应性及批量生产的稳定性。研发人员根据各个程序中测试机构的反馈，对新产品进行技术完善，使新产品完全满足研发目标，取得技术测试报告。厂外测试程序具体如下：

该阶段完成后，标志新产品开发完成，研发项目结束；机台即可批量生产销往FAB端。

③持续改进阶段

研发项目结束后，研发人员会在定型产品基础上，为满足FAB厂不同工艺的技术需求，根据FAB产线特点和工艺需求，对新产品进行持续改进，丰富产品的产线适配性，维持产品的技术领先性。

2、销售验证阶段

验证地点：厂外FAB产线

半导体设备在销售阶段进行验证的原因？①由于芯片制造产线的芯片产品、制程节点、工艺技术存在较大差异，半导体设备需要匹配FAB厂不同产线和不同应用的工艺指标，FAB厂需要新设备对于特定产线、应用的配适性；②由于半导体设备采购价格较高，一台设备的工艺表现影响整条产线的芯片产品质量和产能水平，FAB厂需要验证采购设备的工艺稳定性。

验证需要达到什么目的？根据FAB厂指定的某种或几种应用，验证公司设备能否实现工艺要求及稳定量产。目标是达到FAB厂指定应用稳定量产的工艺标准。

销售阶段需要经过的验证程序：

①销售阶段产品验证的基本情况

FAB端验证是国产设备实现销售的必经环节,具体步骤与第一步中“②产品设计阶段”的“B、厂外测试”六步骤基本相同，区别在于厂外测试六步骤注重不同FAB厂、不同应用工艺开发的兼容性，通常会反复进行，且存在硬件功能设计调整的可能性。

销售阶段需要经过的验证六步骤一般由FAB厂根据自身工艺指标针对性验证，更注重产线适配性和稳定性，对机台在FAB端的工艺表现进行性能及参数的调整。

FAB端验证，区别Demo机台、销售机台也有不同。

Demo机台一般为FAB厂采购的新工艺或新机型的首次应用和验证(包括成熟工艺在新FAB厂处的首次应用)，需要在该FAB厂端长时间观察，以确保机台工艺的稳定性、与整体产线的适配性以及该工艺条件下长期运行的可靠性。因此，Demo机台验证时间较长，一般需完成全部六步骤FAB厂才会确认验收并签署设备验收单，验收周期约为15-24个月。

销售机台一般系相同工艺已通过FAB厂验证后的二次采购，设备的可靠性已经产线验证。因此，销售机台的验收时间相对较短，一般完成第四步骤FAB厂即会确认验收并签署设备验收单，验收周期约为 3-6个月。

②产品在FAB厂端不同类型产线的验证情况

FAB厂端验证，以FAB厂产线类型区分存在研发产线、量产产线两类。产品FAB厂量产产线和研发产线的验证区别和流程差异情况如下:

1）研发产线 ：

研发产线是指晶圆厂(含研究机构)为研发新的芯片制造工艺、新的芯片产品及部分产品功能验证而建设的小规模完整生产线。

采购目的：为新工艺研发建设完整产线

验证区别：因晶圆厂(含研究机构)制造工艺没有最终确定，需要对单台设备的工艺标准不断调整优化，设备的工艺验证会有反复，验证周期较长

流程差异：设备装机→可靠性测试→根据FAB厂新制造工艺、新产品的要求，不断开发优化设备工艺一产品片小批测试→产品片大批压力测试一机台正常跑片的持续观察→设备验收。

2）量产产线：

量产产线是晶圆厂在已经完成制造工艺、新产品验证后，为实现大批量生产销售而建设的大规模生产线。

采购目的：成熟制造工艺的产能扩张。

验证区别：晶圆厂制造工艺已经定型，验证设备是否达到特定工艺标准，以及在芯片量产跑片过程中的一致性和稳定性。

流程差异：设备装机→可靠性测试→工艺测试一产品片小批测试一产品片大批压力测试一机台正常跑片的持续观察→设备验收。

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