簡而言之，在打入市場之前，國產(chǎn)半導(dǎo)體材料、設(shè)備、EDA還需要跨過驗證這道坎。尤其是在國內(nèi)設(shè)計公司更新迭代的速度越來越快的情況下，國內(nèi)驗證環(huán)節(jié)卻沒有跟上，也使得國內(nèi)的半導(dǎo)體材料、設(shè)備和EDA難以撕開市場。國內(nèi)半導(dǎo)體驗證究竟難在哪里?

　　漫長的半導(dǎo)體驗證

　　半導(dǎo)體驗證往往需要很長的周期。

　　以半導(dǎo)體材料為例，芯謀研究高級分析師張彬磊介紹，半導(dǎo)體材料驗證包括參數(shù)層面、工藝層面和產(chǎn)品層面。

　　參數(shù)層面的驗證相對容易，往往是Fab參考baseline提供參數(shù)項目和對應(yīng)指標(biāo)，然后由材料廠商自己測試并提供待驗證材料的對應(yīng)項數(shù)值，這其中，F(xiàn)ab也存在忽略部分non-key參數(shù)和暫時達不到要求的參數(shù)的情況。

　　工藝層面的驗證，需要Fab廠進行物理結(jié)構(gòu)形貌層面的驗證，往往需要1~2周一輪。

　　而產(chǎn)品層面的驗證，需要Fab使用待驗證材料完成完整流片，產(chǎn)品通過一系列可靠性測試，才算完成全部材料的驗證，產(chǎn)品層面驗證根據(jù)流片時間的不同，每一輪驗證需要2~5個月時間。

　　此外，半導(dǎo)體設(shè)備也需要經(jīng)過下游企業(yè)長時間的工藝驗證，包括在具體生產(chǎn)場景的技術(shù)驗證、與客戶的持續(xù)溝通、完善技術(shù)細(xì)節(jié)等。一臺半導(dǎo)體設(shè)備要經(jīng)歷的驗證包括可靠性測試、工藝測試和馬拉松測試、小批量驗證、大批量壓力測試等。整個驗證周期消耗時間平均在 1年以上，之后設(shè)備供應(yīng)商才會被納入客戶的合格供應(yīng)商名單。

　　中微半導(dǎo)體也曾在其招股書中寫道，市場新進入者往往需要相當(dāng)長的時間才能通過下游企業(yè)的工藝驗證。

　　由于半導(dǎo)體設(shè)備和材料的驗證周期較長，驗證后替換成本較高，所以這些產(chǎn)品一旦進入正式進入產(chǎn)線當(dāng)中，就具有很強的客戶粘性，廠商們也不會輕易更改他們所采用的半導(dǎo)體設(shè)備和材料。

　　驗證是上下游廠商的紐帶

　　驗證周期長是表象，下游廠商不愿意驗證國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備和材料，才是國產(chǎn)化驗證難的關(guān)鍵所在。

　　國內(nèi)半導(dǎo)體廠商為什么“不愿意”為國產(chǎn)設(shè)備和材料做驗證?一則，國內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)線本就處于追趕的階段，國外成熟的半導(dǎo)體設(shè)備和材料才是他們的首選，如果選用國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備將會牽扯他們更多的精力，進而可能會拖慢產(chǎn)線的發(fā)展。因此，只有國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備在某個方面的參數(shù)上表現(xiàn)出特別明顯的優(yōu)勢并超過國際廠商之時，國內(nèi)客戶才會考慮采用國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備。

　　另一方面，半導(dǎo)體設(shè)備的零部件也需要半導(dǎo)體設(shè)備的驗證，與國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商相同的是國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備零部件廠商也同樣被驗證難的問題所困擾——國內(nèi)零部件廠商在成本上沒有優(yōu)勢，成品率低的情況下，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備零部件也難以被設(shè)備廠商所采納。

　　環(huán)環(huán)相扣的半導(dǎo)體的驗證考驗著國內(nèi)下游客戶的耐心，但事實卻是國內(nèi)芯片設(shè)計公司，尤其是新成立的芯片設(shè)計企業(yè)，往往要靠快速推出產(chǎn)品來獲得新的融資，從而保證公司在市場中的競爭力。

　　同樣的問題也出現(xiàn)在EDA領(lǐng)域當(dāng)中。曾有國內(nèi)EDA從業(yè)者向芯謀研究表示，國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)的成敗取決于芯片設(shè)計公司的選擇。國內(nèi)芯片設(shè)計公司往往為了加速產(chǎn)品的推出，會采用生態(tài)較為完善、工具較為全面的國外EDA工具，長此以往，三大EDA巨頭建立起了非常強的護城河。

　　相較之下，使用國產(chǎn)EDA的學(xué)習(xí)成本高、芯片底層設(shè)計沒有“破壞式”的創(chuàng)新是制約國內(nèi)EDA工具難以突破芯片設(shè)計市場的兩個重要因素。 此外，EDA人才薪資低于芯片設(shè)計人才也為國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了一定的挑戰(zhàn)，國內(nèi)EDA領(lǐng)域很難吸引到更多的新生力量推助這個產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

　　可以說，驗證是上下游廠商合作的紐帶，國內(nèi)驗證產(chǎn)業(yè)的成功即是國內(nèi)半導(dǎo)體上下游產(chǎn)業(yè)鏈的成功。

　　中試線是國內(nèi)半導(dǎo)體驗證的良藥?

　　半導(dǎo)體材料、設(shè)備、EDA可以在代工廠或IDM廠商的產(chǎn)線中進行驗證，而基于技術(shù)、成本、生態(tài)的原因，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備、材料、EDA廠商很難獲得在產(chǎn)線中驗證的機會，但隨著中美貿(mào)易環(huán)境發(fā)生變化，產(chǎn)線開始考慮和驗證國產(chǎn)設(shè)備，國產(chǎn)設(shè)備廠商迎來了新的契機。

　　在國內(nèi)產(chǎn)線進行驗證也同樣存在著挑戰(zhàn)，在產(chǎn)能緊張的情況下，占用產(chǎn)線的設(shè)備、材料或EDA的驗證周期就要被拉長，導(dǎo)致國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品難以再搶占市場先機。在這種情況下，新玩家要打入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中就變得更加困難。

　　在這種情況下，中試線成為了半導(dǎo)體設(shè)備、材料、EDA進行驗證的另一種可選方案。根據(jù)芯謀研究的調(diào)研報告顯示，半導(dǎo)體中試線是具有一定產(chǎn)能規(guī)模（大約月產(chǎn)1000片晶圓）、兼具試驗改進的中等規(guī)模試驗生產(chǎn)線。中試線是企業(yè)生產(chǎn)或開發(fā)工藝非成熟的產(chǎn)品的生產(chǎn)線，是科技成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的必要環(huán)節(jié)，成果產(chǎn)業(yè)化的成敗主要取決于中試的成敗。科技成果經(jīng)過中試，產(chǎn)業(yè)化成功率可達80%;而未經(jīng)過中試，產(chǎn)業(yè)化成功率只有30%。

　　從功能和作用上看，中試線不僅可以承擔(dān)產(chǎn)品研發(fā)、小批量生產(chǎn)，也可以進行設(shè)備驗證這種差異化服務(wù)，有助于提升研發(fā)的成功率，更將助力實現(xiàn)產(chǎn)品和技術(shù)從研發(fā)到量產(chǎn)的無縫銜接。加之中試線還可以更早更快地試驗與驗證新興工藝，完成新興工藝的產(chǎn)業(yè)化驗證，因此也為國產(chǎn)設(shè)備向更高端領(lǐng)域的拓展提供了可能。

　　尤其是在產(chǎn)能緊缺的情況下，中試線這種身兼多種角色的產(chǎn)線也成為了國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備和材料驗證的一個有效途徑，逐漸受到了產(chǎn)業(yè)的重視——在設(shè)備方面，根據(jù)公開資料顯示，去年6月由國家智能傳感器創(chuàng)新中心(以下簡稱“創(chuàng)新中心”)建設(shè)的國內(nèi)首條12英寸先進傳感器中試線成功通線，該中試線以國產(chǎn)設(shè)備為主，可為國產(chǎn)裝備提供驗證平臺。

　　在材料方面，據(jù)上海市環(huán)境保護信息中心近日公示信息，2021年，上海集成電路研發(fā)中心國產(chǎn)設(shè)備機臺及化學(xué)品的驗證業(yè)務(wù)量明顯上升，超過企業(yè)現(xiàn)有試驗規(guī)模，因此上海集成電路研發(fā)中心擬依托現(xiàn)有的試驗線，建設(shè)“國產(chǎn)驗證項目”。主要驗證的內(nèi)容集中于半導(dǎo)體材料，項目總投資5000萬元，計劃于2021年12月開工，2022年2月完成建設(shè)。

　　半導(dǎo)體設(shè)備、材料、EDA的驗證仍存在著很大的挑戰(zhàn)，但是隨著國產(chǎn)化呼聲的高漲，國內(nèi)制造產(chǎn)線本土化配套意愿提升，國產(chǎn)設(shè)備工藝驗證周期也逐漸得到了提速。

　　但更為值得警惕的是，當(dāng)國內(nèi)半導(dǎo)體上游廠商翻越驗證這座大山以后的難題——芯謀研究高級分析師張彬磊表示：“當(dāng)前是設(shè)備材料驗證的窗口期，國產(chǎn)廠商要加快研發(fā)。一旦過了這個窗口期而自己的設(shè)備與進口設(shè)備差距依然較大的話，量產(chǎn)還是不會買。”

　　治本還需要在研發(fā)階段投入

　　芯謀研究總監(jiān)王笑龍指出：“在量產(chǎn)階段后續(xù)中導(dǎo)入國產(chǎn)化驗證，這樣的大生產(chǎn)線驗證，歸根到底還是量產(chǎn)上的替代，做的是別人已經(jīng)做成的事。對于這樣的國產(chǎn)化驗證來說，只治標(biāo)不能治本?！?/p>

　　沿著已經(jīng)存在的標(biāo)準(zhǔn)走，對標(biāo)國際廠商，與這些行業(yè)龍頭搶市場，對于本就起步晚的國內(nèi)廠商來說顯然很難。即便是我們快馬加鞭地追上了國際廠商的腳步，在接下來的發(fā)展中，國外廠商也會憑借著掌握著底層標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)勢，再次拉開與國內(nèi)廠商的距離，國內(nèi)驗證也難免會再次被新的技術(shù)趨勢所擎肘。

　　擺脫追趕者的身份，是國產(chǎn)化驗證要走的路。而要達到這個目標(biāo)，就需要在研發(fā)階段導(dǎo)入國產(chǎn)化驗證，這也是根治國產(chǎn)化驗證難的藥方。在這個過程中Foundry廠商和芯片設(shè)計公司則扮演著重要的角色。

　　“尤其是在全球半導(dǎo)體貿(mào)易環(huán)境多變的情況下，打基礎(chǔ)更為重要，而國內(nèi)龍頭Foundry廠商和芯片設(shè)計公司更要承擔(dān)起扶持國產(chǎn)化驗證的責(zé)任。這不僅關(guān)乎著他們自身發(fā)展的需要，也關(guān)乎著國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)安全?！蓖跣埍硎荆骸暗@條路并不好走，如何讓客戶的研發(fā)團隊能夠拿著也許一開始不太成熟的國產(chǎn)工具(設(shè)備、材料、軟件)去開發(fā)有商用價值的產(chǎn)品，這才是關(guān)鍵?！?/p>

　　因此，激勵政策十分重要。國產(chǎn)化驗證在打入研發(fā)的過程中，F(xiàn)oundry廠商和芯片設(shè)計公司執(zhí)行層的技術(shù)骨干人員是推動工具國產(chǎn)化的中堅力量，他們的積極性能夠加快國產(chǎn)化驗證研發(fā)的進程。對付出辛苦的人有所回報，或許能夠加快打通國產(chǎn)化驗證在根本上的發(fā)展。

　　但不可否認(rèn)的是，國產(chǎn)化驗證治本需要很長的時間，而我們不能只放眼未來而忘了腳下。因此，國產(chǎn)化驗證治標(biāo)與治本要同時進行，才能保證國內(nèi)半導(dǎo)體一直活躍于全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，并成為其中一股溫柔而又強大的力量。