多维度检测技术驱动芯片可靠性提升 —— 2026中国半导体检测与失效分析研讨会专题报告亮点回顾
3月28日上午，“2026中国半导体检测与失效分析研讨会专题报告-1”在上海第二工业大学召开。本次会议吸引了来自高校、科研机构及企业界的十位专家，围绕集成电路材料检测、先进封装EDA、光发射谱原位监测、亚微米光热红外分析、表面电磁场测量、AI晶圆量测、X射线衍射与吸收技术、车规级芯片可靠性筛选、第三代半导体器件工艺检测及功率器件多物理场原位检测等前沿话题进行了深入探讨。
专题报告-1
报告题目：集成电路材料多维度检测技术平台构建与产业化应用
报告人：常燕（上海市计量测试技术研究院有限公司 高级工程师）
常燕高级工程师详细介绍了集成电路材料多维度检测技术平台的建设及其产业应用。该平台涵盖湿电子化学品、光刻胶、前驱体、超纯水等十余类核心材料，具备从材料本身到工艺过程、环境监控及失效分析的全链条检测能力，检测精度可达到ppt级别。目前，该平台年服务企业已超过2000家。
在报告中，常燕展示了平台在超纯水、光刻胶、前驱体等材料的在线加氧、冷却雾化与密闭取样等核心技术上的进展，填补了多项国内检测空白。作为GB/T 11446超纯水国家新标准修订的主要推动者，平台还主导和参与了31项国家、行业及团体标准的制定，构建了“仪器—方法—标准—质量”四位一体的闭环体系，为集成电路材料国产化提供了坚实支撑。
报告题目：光发射谱探测器用于SiC衬底上磁控溅射AlN的原位检测
报告人：卫会云（北京科技大学 教授、先导科技集团 首席科学家、中央研究院 CTO 郑新和团队）
卫会云教授团队介绍了光发射谱（OES）在SiC衬底上磁控溅射AlN薄膜的原位检测与物性分析中的应用。研究利用OES实时监测不同Ar/N₂比例下等离子体光谱变化，发现当氮气比例上升时，等离子体颜色由蓝紫向红色转变，并在Ar:N₂=1:2附近出现色坐标转折点。
结合AFM与XPS等多种表征手段，研究发现，当氮气比例超过50%时，Al:N比趋于稳定，薄膜表面粗糙度下降、致密性增强，最佳工艺窗口为Ar:N₂=1:1至1:2。OES作为非侵入式原位检测工具，展现出在薄膜生长过程中的控制潜力，但其仍面临光谱归属困难及数据库不完善等挑战。团队表示，未来将结合AI技术提升谱图识别能力，并通过高温退火进一步优化薄膜质量。
报告题目：从傅里叶红外到亚微米光热红外显微镜——半导体有机失效分析新路径
报告人：胡海龙（Photothermal光谱公司 中国应用经理）
胡海龙经理分享了亚微米光热红外（O-PTIR）技术在半导体失效分析中的应用。该技术通过中红外激光激发样品中的化学键，产生光热效应，并以可见光探测信号变化，实现≤500nm的高空间分辨率红外光谱测量，突破了传统傅里叶红外（FTIR）在空间分辨率和样品制备复杂性方面的限制。
报告展示了O-PTIR在塑料老化、PCB异物、玻璃表面有机物检测及金属电极微区胶粘剂分析等案例中的实际应用，能够对微米级颗粒进行无损、非接触的化学结构识别。结合拉曼光谱，还可实现多模式联合分析，为先进封装和车规芯片等复杂样品的失效溯源提供了全新路径。
报告题目：2.5D/3D EDA+新范式重构先进封装：全流程设计、仿真与验证的协同创新
报告人：赵毅（珠海硅芯科技有限公司 创始人兼CEO）
赵毅博士提出了面向2.5D/3D堆叠芯片的EDA+新范式，强调从单芯片设计向多芯片系统（STCO）设计的转变。他指出，随着先进制程成本上升和良率下降，Chiplet堆叠成为提升算力的重要方向。
然而，该技术也带来了跨工艺、跨层级、多物理场耦合等新挑战，传统EDA工具已难以满足需求。硅芯科技研发的3Sheng一体化平台，覆盖架构设计、物理实现、多物理场仿真、测试容错及多Chiplet集成验证五大中心，实现从芯片到转接板再到基板的全流程协同设计。
平台针对混合键合与TSV等新工艺中的缺陷机制，建立了符合IEEE 1838标准的Multi-die DFT与容错方案，从设计源头提升了堆叠芯片的可靠性与可测性。
报告题目：芯片/器件级表面电磁场测量技术
报告人：方文啸（中山大学 教授）
方文啸教授介绍了芯片/器件级表面电磁场测量技术。随着芯片向高频高速和高集成方向发展，电磁干扰问题日益突出，近场探测已成为失效分析的重要工具。
报告系统阐述了电磁感应、TMR、SQUID等探头技术原理，并展示了团队在高灵敏度探头、电场抑制、时域测量及柔性探头等方面的进展。表面电磁场成像能够实现微电流探测、电流密度分布反演及三维堆叠器件内部缺陷定位，为先进封装与功率器件的失效分析和可靠性评估提供了新的非接触式检测手段。
报告题目：基于AI的半导体晶圆量检测研究及应用
报告人：阮航（华东理工大学 于健博研究员团队）
于健博团队展示了基于AI的半导体晶圆量测技术。传统光学关键尺寸（OCD）测量依赖严格耦合波分析（RCWA），存在建库复杂、实时性差等问题。
团队采用数据驱动的机器学习方法，构建了光谱与关键尺寸的回归模型，显著提升了测量精度与效率。在晶圆缺陷检测方面，团队利用SAM、DINOv3等基础视觉模型实现小缺陷、少样本及分布外（OOD）缺陷的跨场景泛化。
此外，团队探索AI小模型与多智能体协同技术在设备健康监测与参数优化中的应用，推动晶圆量测向高精度、高鲁棒性及通用智能分析方向发展。
报告题目：X射线衍射与吸收技术在半导体材料与器件检测中的应用
报告人：程国峰（中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员）
程国峰研究员介绍了X射线衍射与吸收技术在半导体材料与器件中的应用。X射线与物质相互作用可产生多种信号，包括散射、荧光、反射、衍射与吸收。
基于这些机制，发展出高分辨X射线衍射（HRXRD）、X射线反射率（XRR）及X射线吸收成像（XRM）等关键技术。HRXRD可用于精确测量单晶外延膜的晶格应变、缺陷、弛豫及组分，XRR可无损测定薄膜厚度、密度和界面粗糙度，XRM则通过三维重构实现芯片内部孔隙、裂纹与焊点失效的直观分析。
X射线技术作为半导体结构表征的重要手段，在工艺优化与失效分析中发挥着不可替代的作用。
报告题目：车规级芯片可靠性筛选的解决方案
报告人：汪毅昼（上海交通大学 纪志罡教授团队）
纪志罡教授团队介绍了面向车规级芯片的可靠性筛选方法。车规芯片测试项多、失效模式复杂，传统一维统计方法难以全面识别潜在风险。
团队提出融合参数与空间信息的AI算法，通过机器学习实现特征降维与关键失效点识别，有效提高了晶圆上被传统方法忽略的隐性失效芯片的检出率。该方案还支持跨站拦截、晶圆/批次精准分级与产品Debug加速。
团队构建了数据治理与AI模型协同的软件平台，覆盖从试产到量产的全流程，为高可靠性芯片的质量控制提供了智能化解决方案。
报告题目：第三代半导体器件工艺检测与可靠性分析
报告人：陈帆（苏州东微半导体股份有限公司 技术总监）
陈帆总监分享了GaN与SiC等第三代半导体器件的工艺检测与可靠性分析。GaN HEMT利用二维电子气实现超低导通电阻，但长期栅压应力下易出现漏电流增加与阈值漂移，硬开关条件下导通电阻增加（虚栅效应）也是关键问题。
SiC MOSFET虽具备耐高压、高温优势，但栅氧可靠性仍是设计重点，沟槽栅结构需优化电场分布。报告展示了东微半导体在GaN器件上超越JEDEC标准的多项可靠性测试结果，并通过HTGB、H3TRB等失效案例，结合物理分析优化了器件设计与工艺流程，为车规级应用提供了质量保障。
报告题目：功率器件多物理场高时空分辨率检测方法
报告人：李风仪（上海第二工业大学 副教授）
李风仪副教授介绍了功率器件的多物理场原位高时空分辨率检测方法。针对GaN HEMT内部温度、应力、电场及陷阱态难以解耦的问题，团队基于拉曼光谱开发了多物理场分离技术。
通过状态调控（自由态、关态、开态），实现了温度、应力与电场的分离测量，空间分辨率达50 nm，时间分辨率达100 ps。结合光电联用与瞬态电流法，可解析陷阱态的浓度、能级与空间分布。
研究揭示了残余应力、瞬态温度波动与陷阱态耦合导致的边缘电场畸变与击穿失效机制，为功率器件的失效分析与可靠性评估提供了高精度检测手段。
本次专题报告充分展现了我国在半导体检测与失效分析领域取得的技术突破与创新活力，为破解行业共性难题、推动产学研用协同提供了新思路。随着先进制程与先进封装技术的不断发展，检测与失效分析作为保障芯片可靠性的关键环节，将持续为我国半导体产业高质量发展注入强劲动能。