在集成电路制造的百道工序中,量测设备如同产线的“眼睛”——从光刻到刻蚀、从沉积到平坦化,每一道工艺的精度都需要量测设备来校准与验证。电子束关键尺寸量测设备(CD-SEM)则是这双“眼睛”中最核心的那一扇“瞳孔”,直接决定着晶圆良率与制程迭代速度。由于技术壁垒极高,CD-SEM的国产化率在半导体设备品类中仅次于光刻机,被业界称为“小光刻机”,是我国集成电路产业链自主可控进程中亟待突破的关键短板。
8月31日至9月2日,第十四届半导体设备材料及核心部件展(CSEAC 2026)在无锡举行。展会期间,惠然微电子技术有限公司集中发布了多款重磅产品,其中最受瞩目的当属国内首台14nm研发级和22nm量产级12英寸晶圆CD-SEM——eMILO-FW300。
14/22nm CD-SEM:打通“研发+量产”双场景
eMILO-FW300是国内首台打通“研发+量产”双场景的高端CD量测设备。它向下兼容22nm大规模量产,向上支撑14nm前沿工艺研发——这意味着从先进制程的实验室验证到产线批量监控,同一平台即可完成全流程覆盖。在集成电路制造中,量测设备的技术代际往往滞后于工艺节点演进,而eMILO-FW300的“双场景”定位,使晶圆厂能够在制程迭代过程中保持量测能力的连续性,减少因设备换代带来的工艺导入周期和验证成本。
与eMILO-FW300同期亮相的,还有光掩模版关键尺寸量测设备Mask CD-SEM eMILO-FR7,面向22nm及以上节点光刻掩模版的关键尺寸计量需求,填补了国产高端掩模量测设备的空白。与此同时,惠然微电子还发布了AI-电子束量测技术平台RMS——作为CD-SEM智能体产线全栈解决方案,RMS补齐了国产设备在算法与数据处理端的短板,实现了从硬件到软件的自主可控。
CD-SEM:集成电路制造的“火眼金睛”
CD-SEM为何如此重要?在集成电路制造中,从光刻胶显影后的线宽测量到刻蚀后的关键尺寸监控,每一颗芯片的性能都依赖于量测数据的精准反馈。CD-SEM利用电子束作为探测“光源”,其波长远超传统光学设备,观测精度可达1nm甚至亚纳米级。电子束技术的优势在于:以电子为“光源”,可实现100万倍放大,轻松观测头发丝六万分之一尺度的微观结构,相当于在指甲盖大小的芯片上精准测量纳米级线宽。
正是这种纳米级的测量精度,使CD-SEM成为先进制程晶圆良率控制的核心装备。在7nm、5nm乃至更先进节点上,线宽偏差几个纳米就可能导致芯片性能不达标甚至失效——量测设备不仅是产线的“眼睛”,更是良率的“守门人”。
从硬到软:AI-电子束量测技术平台补齐算法短板
惠然微电子的技术突破不止于硬件层面。RMS平台作为AI-电子束量测技术平台,将深度学习算法引入CD-SEM的量测流程——通过AI模型对电子束扫描图像进行自动识别和边缘检测,大幅提升了量测效率和数据一致性。在传统CD-SEM中,图像识别和特征提取依赖人工设定参数和阈值,不同工程师的操作差异可能导致量测结果偏差;而RMS平台通过AI模型实现了量测流程的标准化和自动化,减少了人为因素对量测数据的影响。
华润微电子战略签约:从设备研发到产线验证的闭环
9月1日下午,“芯链协同 共创未来”滨湖区集成电路产业对接会举行。惠然微电子与国内IDM半导体龙头企业华润微电子签署战略合作框架协议。双方将聚焦半导体量检测设备国产化替代,联合推动量检测设备的自主研发与产业化应用,建立技术交流机制和人才培养机制,深度协同产业链上下游资源整合。
这一合作的意义在于:CD-SEM从研发到量产,不仅需要设备本身的技术突破,更需要在真实产线中完成工艺验证和持续迭代。华润微电子作为国内领先的IDM企业,其晶圆产线为惠然微电子的CD-SEM提供了从验证到量产的“试验场”——这种“设备厂商+晶圆制造”的深度协同,正是国产半导体设备从“实验室样品”走向“产线工具”的关键路径。
产业纵深:滨湖“芯”势力的战略卡位
惠然微电子是滨湖集成电路产业生态中的重要力量。2024年4月,总投资10亿元的惠然科技半导体量测设备总部项目签约落地无锡滨湖。落地后,其营业收入实现6倍增长。目前,滨湖区已集聚中科芯、卓胜微等行业龙头及惠然微电子等中坚企业,集成电路企业总数超200家。2026年上半年,全区集成电路产业实现营收超70亿元。
在CSEAC 2026展会上,惠然微电子展出的CD-SEM、Mask CD-SEM和EBI是晶圆生产质量控制和良率保证的关键设备,可为多层化、复杂化的集成电路生产提供重要的微观数据。
惠然微电子发布的国内首台14/22nm CD-SEM关键尺寸量测设备,填补了国产高端量测设备在先进制程领域的空白。从eMILO-FW300的双场景覆盖到Mask CD-SEM的掩模版量测突破,从AI-电子束量测技术平台的算法补齐到与华润微电子的产线协同——这一系列动作正在将CD-SEM从“卡脖子”清单上的一个名词,逐步转化为国产集成电路装备中可量产的硬件选项。在每一颗从晶圆上切割下来的芯片背后,CD-SEM的电子束正在以纳米级精度扫描、测量、校准——它不直接参与芯片的制造,却决定了每一颗芯片能否以更高的良率走出产线。对于国产集成电路产业而言,补齐这双“眼睛”,意味着从光刻到量测的全链路自主可控又向前推进了关键一步。