AMAT启用50亿美元EPIC中心，联合台积电英特尔研发
- AMAT 将投入总额约 50 亿美元，开设半导体研发基地“EPIC 中心”
- 在同一设施内并行开发材料、制造装置与工艺技术，目标是缩短到正式量产的时间
- 除 TSMC、Intel、存储大厂外，Advantest、SCREEN、Kioxia 等日本企业也参与
Applied Materials（AMAT，应用材料）于 10 月 12 日（美国时间）在加利福尼亚州森尼韦尔（Sunnyvale）的公司园区，正式启用半导体工艺技术与制造装置联合研发基地“EPIC（Equipment and Process Innovation and Commercialization）中心”。该基地计划随着客户项目启动逐步扩大投资，总额约 50 亿美元。据 AMAT 介绍，这将成为全球最大级别的、专门从事半导体工艺技术与制造装置联合研发的设施。
随着 AI 基础设施扩张，半导体不仅需要提升运算性能，还必须在电力效率、内存带宽、芯片间互连、散热等方面持续改善。仅单独开发晶体管、布线、内存和先进封装，已越来越难实现整个 AI 系统所需的性能与电力效率。
在 EPIC 中心，半导体制造商、系统企业、制造装置厂商和大学研究人员将与 AMAT 的科学家、工程师在同一设施内共同开发，目标是缩短从材料创新到正式量产的周期。
Applied Materials 在加利福尼亚州森尼韦尔公开的“EPIC 中心”。随着客户项目启动，投资额将逐步扩大，计划总额约 50 亿美元（来源：AMAT）。
配备约 1.6 万平方米先进洁净室
EPIC 中心建筑总面积 60 万平方英尺（约 5.6 万平方米），其中约 4 英亩（约 1.6 万平方米）为先进洁净室。
项目建设累计耗时超过 600 万小时。基础使用的混凝土相当于 34 个奥运标准泳池，钢筋结构使用的钢材相当于两座埃菲尔铁塔。覆盖洁净室的屋顶采用 34 根长约 300 英尺（约 90 米）的桁架，重量相当于 12 辆校车。
该设施的特点并非规模，而是能够在接近实际半导体制造的环境中评估研究阶段的材料与工艺。这样一来，大学和研究机构产生的材料、器件设想可以转移到行业规模装置上，并以量产为前提条件进行验证。
从逐次开发转向材料、装置、工艺并行开发
半导体行业过去通常将基础材料研究、制造装置与工艺开发、工艺集成、试验生产分别放在不同环境中推进。因此，每当研究成果转移到下一开发阶段，都需要继承数据、样品和工艺条件，并在转移目标装置和制造环境中重新构建条件。
新材料即使在前研究阶段表现优异，如果无法在量产装置上稳定成膜和加工，也无法导入半导体制造。因此，EPIC 中心将研究材料的人、开发制造装置的人和制造半导体的人集中到一个设施中，目的是减少阶段之间的交接。
通过并行而非逐次开发材料、装置和工艺技术，AMAT 希望提高新材料、新技术的成功率，尽早发现问题并反馈到设计中，从而缩短从研究到商业化的学习周期。
AMAT 半导体产品集团总裁 Prabu Raja 说明称，在原子级尺寸下，材料和材料界面会表现出与以往不同的行为，因此要在行业规模上实现实用化，需要协同开发和集成解决方案。让客户工程师在把技术导入自家工厂之前就参与优化，可以使 EPIC 中心输出的技术更接近以高性能、高良率启动量产的状态。
TSMC、Intel、存储大厂成为创始合作伙伴
EPIC 中心不仅汇集半导体制造商，还吸引系统企业、制造装置厂商和大学等构成 AI 技术栈的广泛企业与机构。创始合作伙伴包括 TSMC、Intel、Samsung Electronics、Micron Technology 和 SK hynix。创新合作伙伴包括 Broadcom、Advantest、SCREEN、Kioxia 和 BE Semiconductor Industries（Besi）。研究合作伙伴包括 Arizona State University、Rensselaer Polytechnic Institute、Stanford University、UC Berkeley 以及 UCLA Samueli School of Engineering。
五家创始合作伙伴的合作重点如下：
- TSMC：面向 2nm 及以后半导体，研究新器件架构、低电阻布线和先进封装等，加速从研发到正式量产的转移。
- Intel：围绕下一代晶体管、布线和先进封装，共同开发材料与工艺技术。
- Samsung Electronics：推进跨越先进逻辑、半导体存储和先进封装的联合开发。
- Micron：目标是缩短下一代存储技术从研究阶段到正式量产的转移时间。
- SK hynix：针对 AI 计算中数据移动性能这一课题，与 AMAT 共同推进 HBM、DRAM、NAND 中材料和工艺技术的转换。
日本 Advantest、SCREEN、Kioxia 参与
创新合作伙伴 Broadcom 将未来系统需求与先进封装技术结合，以高密度集成 AI 系统所需的运算、内存和连接。Advantest 则将 AMAT 的材料工程与工艺控制技术同半导体测试、测量技术联动。在先进 3D 架构和异质集成中，将前道工艺获得的信息与后道测试、测量结果联系起来的必要性日益提高。双方希望减少前道与后道之间的信息和技术割裂，从而提高良率并缩短量产启动时间。
清洗装置大厂 SCREEN 将推进支持下一代芯片架构的湿法工艺与 AMAT 擅长的干法工艺、材料工程之间的联合优化。在 3D 器件和先进封装结构日益复杂的情况下，成膜、刻蚀、材料改性、清洗、湿法刻蚀、表面处理等多个相邻工序需要协同，以提高性能和良率。
日本半导体制造商 Kioxia 将面向存储、逻辑和互连在集成系统内协同工作的下一代存储技术，与 AMAT 及其他合作伙伴共同开发。具体技术包括先进存储单元、新存储结构、多芯片堆叠架构、面向堆叠存储的先进封装以及材料工程等。
Besi 将把高精度 die-to-wafer 键合技术与 AMAT 的前道工艺技术相结合，开发支持下一代 AI 系统的混合键合（hybrid bonding）技术。
在接近制造现场的环境中验证大学研究成果
半导体的新材料和器件结构很多诞生于大学研究室，但研究用装置与量产用装置在晶圆尺寸、处理能力、工艺条件和装置构成等方面不同。
EPIC 中心为以研究合作伙伴为中心的大学研究人员和学生提供环境，使他们能够接触半导体制造商使用的行业规模装置和 AMAT 技术人员。实验室产生的设想可以在接近实际制造的环境中试制和评估，并尽早掌握量产时可能出现的课题，从而缩短研究成果被半导体制造采用的时间。该中心还被期待成为培养人才的场所，使人才不仅掌握半导体材料和制造工艺知识，还能跨越器件、装置和工艺集成进行思考。
在保护知识产权的同时共同开发
参与 EPIC 中心的企业和大学会带来各自技术路线图上的课题，派遣研究人员和工程师到设施中，在构建了知识产权保护环境的工作现场，与 AMAT 一起以短周期反复进行试制、评估和改进。
对半导体制造商而言，这有助于尽早接触下一代材料和制造装置，并缩短开发周期和量产导入时间。对 AMAT 而言，则可以更早掌握客户跨越多个世代的技术课题。通过从研究阶段共享客户未来需要的材料、装置和工艺技术，AMAT 可将研发投资集中到重点领域，并让装置和服务更早进入客户路线图。
推动 AI 时代半导体开发走向“共创”
AI 半导体需要把多个芯片放入一个封装，而且不仅要求并排布置，还越来越要求上下堆叠。这样一来，只对每个芯片的晶体管、布线、存储、先进封装等进行单独优化已不够，必须考虑系统整体性能、电力效率、带宽和散热，同时优化多项技术。
尤其当器件结构走向 3D 化，并推进将不同功能芯片组合起来的异质集成，材料、材料界面和制造工艺之间的相互作用也会增加。IDM 全盛时代，制造装置、半导体材料、前道、后道和系统可以在公司或集团内部一气呵成；但在系统复杂性急剧上升的今天，仅靠一家半导体制造商拥有的技术很难解决所有课题。因此，至少与半导体制造商没有直接竞争的 AMAT 搭建了 EPIC 中心这一框架，让半导体制造商、系统企业、制造装置厂商和大学各自带来技术进行开发，以推动这些课题的解决。
2023 年公布计划时，投资规模上限为 40 亿美元；随着客户项目启动，投资将逐步扩大，预计总额约 50 亿美元。
AMAT 表示，通过在同一设施内连接材料基础研究、装置与工艺开发、工艺集成以及量产启动，目标是让下一代半导体技术不止停留在研究成果，而是构建能够在 AI 时代所需规模上尽早量产的机制。
