用人话讲一下半导体材料产业格局

全球半导体行业经历了三次迁移

自发展以来，全球半导体产业格局在不断发生变化。当前，全球半导体产业正在经历第三次产能转移，行业需求中心和产能中心逐步向中国大陆转移。

全球半导体行业正在快速增长

2021年，全球半导体市场快速增长，共销售了1.15万亿片芯片，市场规模达到5560亿美元，创历史新高，同比大幅增长26.2%。整个半导体市场并未受到2021年新冠疫情大流行的负面影响。强劲的消费需求推动所有主要产品类别实现两位数的增长率(光电除外)。

从半导体细分领域来看，集成电路一直是半导体行业的主要细分领域。2021年，集成电路市场规模达到4630.02亿美元，同比增长28.2%，占全球半导体市场规模的83.29%。其中，集成电路又可细分为逻辑电路、存储器、处理器和模拟电路，2021年这四个产品占比分别为27.85%、27.67%、14.43%、13.33%。2021年存储器、模拟电路和逻辑电路都实现较大的增长。

此外，2021年全球光电子器件、分立器件、传感器市场规模分别为434.04、303.37、191.49亿美元，占比分别为7.81%、5.46%、3.44%。

全球半导体行业企业开展多方面竞争

半导体行业高度全球化，大量国家/地区的企业在半导体生产的多个方面展开竞争，从半导体设计到制造，再到ATP(组装、测试和封装)。

据美国研究机构Gartner发布的报告显示，2021年全球半导体行业排名前十的企业分别是三星(Samsung)、英特尔(Intel)、SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、联发科技(MediaTek)、德州仪器(TI)、英伟达(NVIDIA)、超威半导体(AMD)。其中，三星(Samsung)超过英特尔(Intel)，成为顶级芯片销售商。2021年三星的半导体收入激增31.6%，达到759.5亿美元。英特尔的收入下降到第二位，只增长了0.5%，达到731亿美元，销售额在前25家公司中增长最慢。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国半导体行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

火车上，提交的时候断网了，又要输一遍，悲催啊！！！这个shot map不是封装的术语，纯粹是光刻的，而且是只针对投影式步进光刻的。在stepper光刻机中，reticle的图形被缩小投影到wafer表面，曝光wafer上的光刻胶。reticle一般尺寸是5寸或者6寸，而缩小的倍率一般是4倍或者5倍，最后得到的曝光范围是小于50mm的，一般是30mm左右见方。而对于wafer，从2寸到12寸，一次投影是不能完成整个面积的，必须要多次投影曝光才能覆盖整个wafer。shot，指的就是一次投影曝光，很形象的命名，就像照相机在照相的时候闪光灯flash一下。map，半导体领域常用于表示某种分布，也是很形象的命名，用的很广泛。shot map，顾名思义，多次投影曝光在wafer上的分布。不同的产品，分布是不同的，甚至shot也是不同的，所以需要综合考虑。

JMP软件中的晶圆图( Wafer Map)分析

2016-03-24 原文

关键词：芯片 良率分析 晶圆图 质量管理 JMP Minitab

半导体芯片的生产，简单来讲，是将电路通过各种复杂的物理化学方法制作到晶圆上，在生产的最后阶段会进行不同电性功能的测试以确保产品的功能性，而利用这些测试结果再结合晶圆的形状所产生的图形就是晶圆图(Wafer Map)。晶圆图是以芯片(Die)为单位的，将测试完成的结果用不同颜色、形状或代码标示在各个芯片的位置上。

半导体业内人士都知道：晶圆图是提供追溯产品发生异常原因的重要线索，通过晶圆图的空间分布情况及其模型分析，可以找出可能发生低良率的原因（例如有问题的机台或异常的制程步骤等）。所以，哪怕当前的良率较高，每个工厂也会记录每片晶圆经过测试后产生的晶圆图，以作为工作报告的必备内容或者事故诊断的重要依据。

虽然现在的不少半导体加工设备本身就提供了一些制作晶圆图的功能，但基本上都是些简单且固定的模式，工程师们稍微有些新想法、新要求就无法实现了。我们老板想省钱，前两年想请IT部门配合用Excel中的VBA开发一个具有定制化功能的晶圆图分析软件，但实施起来遇到很多困难，最后这个项目也就不了了之了。上个月参加了JMP中国区的技术专家到我们公司做的“数据可视化”培训，意外地发现用JMP可以轻松制作出适合我们实际需要的晶圆图。

据我所知，JMP在半导体领域相当普及，无论是搞研发、设计、生产、工艺、质量还是六西格玛的，都会用得到它(这个领域好像Minitab用得不多-题外话)。用JMP软件绘制晶圆图的方法有好几种，最方便的是用“图形生成器（Graph Builder）”，将数据拖入JMP图形生成器的制图区域即可得到，其中用颜色来表示不同的测试结果。

代表合格、用1~7分别代表七种不同缺陷的晶圆图。够直观的吧？只要有规律地修改JMP数据表中各行的“行标记”就行了。

实际工作中有时候需要制作上面两种Bin Wafer Map之外，有时候还需要制作Parametric Wafer Map。它与前者的主要区别是需要在图形上增加等高线图Contour Plot，这在JMP软件中也很方便。下面的这张Parametric Wafer Map也是用JMP的“图形生成器（Graph Builder）”完成的，从中可以直观地发现连续型测量值的变化规律，帮助工程师判断制程变异趋势。

度任意旋转，挺好玩的。

其实，最让我感兴趣的还有用JMP软件自带的编程语言JSL（JMP Scripting Language）把JMP的图形生成器、地图、数据过滤器、图形与数据源的链接、方差分析、相关性与回归等功能整合在一起，开发出一套既满足工程师个性化查询要求、又符合公司标准化自动分析标准的良率分析（Yield Analysis）系统。

这对于我来说，还需要一段时间。目前我还只能达到基于Wafer Map为分析的初级阶段。具体地说，我编写的脚本运行之后，还只能自动生成类似如下的界面，用来观察不同Lot之间、不同Wafer之间的质量波动情况。路漫漫其修远兮，我还要求索求索。

不过，因为这样类似于模版的东西可以进行自动分析和更新，已经节省了我们很多时间，可以有更多的时间搞一些其他更重要的事情(当然，数据分析也很重要)。老板还让我过段时间搞个内部培训(压力大啊)，确保部门里的同事都会看、会用。这让我信心大增的同时也总感觉一个人自学进步太慢。各位如果在半导体工艺优化、质量管理以及JMP软件的使用等方面有什么心得和经验，还希望能够交流交流，共同提高。

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