科林發表「人先機後」論文 降低半導體開發成本50%

科林研發 Lam Research (LRCX-US) 發表最新論文，內容指出 AI 改變產業遊戲規則，確立新的開發方法「人先機後」，可加速晶片創新和降低晶片製程開發成本 50%，並縮短產品上市時間，該突破性研究也刊載在 Nature 雜誌。

科林研發指出，AI 為半導體業面臨的兩個巨大挑戰定義新機會，包括降低開發成本和加速創新步伐，以滿足下世代晶片日益成長的需求，且與現階段方法相比，「人先機後」(human first–computer last) 的方法可加快實現製程，且成本只有一半。

總裁暨執行長 Tim Archer 說，公司需要在創新方面採取新方法，使產業能夠快速擴展，以世界對下世代晶片不斷變化的需求，如同該研究強調優秀工程師和機器在半導體製程上可進行更深入的合作，這對客戶和整體產業來說，可改寫既有的遊戲規則。

科林研發指出，下世代晶片的複雜性不斷提高，讓製程開發變得更具挑戰性、更加昂貴，為尋求更有效方法，公司研究人員在研究中讓優秀的製程工程師與採用 AI 的電腦演算法進行正面交鋒。

為製造每個設計好的晶片或電晶體，經驗豐富和技術嫻熟的工程師必須先建立一個特別的製程配方，概述每個製程步驟所需的具體參數和排列組合，在晶片上建構這些奈米級的元件需要經過數百個步驟，製程步驟通常包括多次性地將薄膜材料沉積在晶片上，並以原子級精密度蝕刻掉多餘的材料。

目前，半導體開發的重要階段，是由人類工程師運用他們的直覺和反覆實驗來完成，由於每個製程配方對晶片設計來說都是獨一無二的，而且有超過 100 兆個可能的選項需要考慮，因此製程開發是費力、費時又費財，進而延長突破下一個技術所需的時間。

研究中機器和人類參與者競相以最低的成本創造一個有目標性的製程開發配方，權衡與測試批次、量測和間接成本費用相關的各種因素，該研究得出的結論是，雖然人類在解決具有挑戰性和突破性的問題方面表現出色，但「人先機後」的混合策略可幫助解決製程開發的繁瑣問題，最終加速製程創新。

執行副總裁與研究共同作者 Rick Gottscho 說，儘管每塊晶片的生產都很關鍵，但幾十年來，仰賴電漿物理學的製程，依然植基於 Thomas Edison 所使用的科學方法：反覆測試。

但公司研究表明，雖然工程人才對創新仍然至關重要，但在正確的階段整合 AI 以及使用正確的數據資料，製程的成本可減少 50%，該研究即是提供一個規範性的方法，將以人為主導的工程技術與資料科學和機器所提出的最佳方案相互整合，從而創出比單獨使用任何一種方式都表現更好的組合，如果得以實現，這種混合方法可以為產業節省大量的資金和製程時間。

目前科林研發正將該研究的關鍵成果納入開發營運，期望透過使用「人先機後」的方法，將專業知識與 AI 相結合，使工程師在製程開發的繁瑣環節中跳脫出來，讓他們能夠專注於創新領域，探索因資源或成本限制，而無法實現的創新。

技術管理總監、研究論文的主要作者和前製程工程師 Keren Kanarik 說，雖然 AI 在晶片製程中的應用仍處於起步階段，在可預見的未來，人類的專業知識和領域知識仍是必需的，這些結果將為我們指引出一條從根本上改變晶片製程開發的道路。