“随着半导体技术的不断发展、集成度的不断提高，现在一颗先进工艺的芯片已经可以集成上百亿个晶体管。如果把一个晶体管比作一只蚂蚁，那么这样一颗芯片的面积甚至会超过一个足球场。而芯片医院的工作之一就是在这个‘足球场上’找到那只‘生病的蚂蚁’，并且将它解剖找出病因。”
这是胜科纳米（苏州）股份有限公司董事长李晓旻接受记者采访时所做的一个比喻。胜科纳米作为一家独立的第三方分析诊断与辅助研发实验室，其工作就像芯片医生一样，要确保用户产品的安全有效。事实上，目前芯片工艺节点演进已经达到7nm/5nm，并不断挑战物理极限的情况下，分析诊断实验室在半导体产业链中所发挥的作用已经越来越大。而以第三方实验室独立运营为基础的Labless模式，在为芯片企业提供一站式材料分析、失效分析服务以及解决方案的同时，可以进一步解决半导体行业设备人才短缺等痛点，未来极有可能成为影响半导体产业的一个重要发展方向。
第三方分析实验市场具高成长空间
分析实验室作为各大公司必备的辅助功能部门，承担着产品纠错、工艺监控、仿真模拟、失效分析、辅助研发等诸多功能。出色的分析实验室可以极大加速产品研发进度，保障生产工艺稳定，快速找到产品问题，并给出技术迭代的方向。
以工艺设备为例，随着半导体技术的精细化程度持续提升，半导体前道工艺需要用到的设备大致有8类、上百种之多。每种工艺设备都极度复杂，不仅要完成非常精细的加工，保证产品的均匀性、稳定性、重复性、可靠性和洁净度，还要在数百个工艺步骤中，保证每一步骤的合格率都能达到99.99%。而在整个半导体产业链中，保证芯片工艺制造高成品率的一个重要环节就是分析实验室。
而在整个半导体产业链中，保证芯片工艺制造高成品率的一个重要环节就是分析实验室。作为各大公司必备的辅助功能部门，它承担着产品纠错、工艺监控、仿真模拟、失效分析、辅助研发等诸多功能。出色的分析实验室扮演的就是“医生”角色，可以极大加速产品研发进度，保障生产工艺稳定，在产品出现问题的时候可以快速找到原因，并给出技术迭代的方向。
根据李晓旻的介绍，目前半导体分析实验室市场大致分成两个部分，一部分是各大半导体厂商设立的厂内分析实验室，另一部分则由独立的第三方分析实验室完成。从市场规模来看，2020年全球的半导体芯片实验分析的第三方委外市场规模约为40亿美元。而在厂内分析实验室中完成的分析量更是比委外市场大得多。“目前，用户超过90%的实验室分析还是在厂内实验室中完成的。这也就意味着第三方分析实验市场还有极大的发展空间。随着越来越多的企业加入芯片赛道，对于第三方分析测试的需求将会越来越大，呈指数级增长。”李晓旻指出。
Labless商业模式受青睐
之所以看好第三方分析实验市场前景，是缘于对半导体产业发展趋势的理解。早期的半导体芯片工艺结构相对简单，尺寸也只有亚微米甚至微米级别，所以一台钨灯丝扫描电镜搭配少量辅助设备就可以满足大多数的内部分析业务需求。但是随着器件尺寸进入到纳米尺度，十亿分之一级别的杂质含量都可能造成器件电学性能的严重漂移，造成器件失效，分析实验室则需要更多种类、更加精密的分析仪器，才有机会真正解决某个问题。而能满足当前先进制程全套分析需求的实验室，仅设备投资就达数亿元。
另一个重要因素是人才问题。厂内分析实验室每天做的案例只聚焦在自家产品，甚至某个固定生产线上的产品。生产线一旦量产，就无法在这条产线上再进行有效的技术迭代。服务于这条产线的分析工程师的技能也就止步于此。这样的分析团队，无法进行有效的分析技术升级，技能不进则退。第三方实验室技术人员的接触面却要广得多，为了突破一些先进工艺芯片要进行大量研发活动，形成分析测试IP。这正是胜科纳米这样的第三方分析实验室的技术优势。
此外，厂内分析实验室还要面临技术人才的职场天花板、人才流失等问题。
李晓旻介绍了一个案例。iPhone4是苹果公司推出的最经典的智能手机之一，当时创新性地采用了飞利浦的LED闪光灯方案，却面临LED芯片失效率居高不下的问题。在接到飞利浦的委托之后，胜科纳米只用了2个月的时间，就将失效率从1.4%下降到了百万分之一。这是第三方实验室研发能力的有效体现。
从产业趋势上看，半导体设计、制造公司委外分析测试的比例将逐年上升，越来越多原本由厂内实验室完成的业务将委托给第三方来完成。李晓旻认为，行业细分化是半导体产业发展的必然，正如上世纪八九十年代，无晶圆芯片设计和晶圆代工制造从垂直整合厂商中脱离出来，形成了全球半导体产业中一次重大的产业分化。在半导体产业链进一步分化中，第三方分析实验室也将独立发展，Labless将成为支撑半导体产业进一步升级的发展模式。
研发创新是第三方实验室的发展根基
胜科纳米（苏州）股份有限公司成立于2012年，作为一家独立的第三方分析实验室，业务涉及微观结构分析、芯片线路修改、材料表征分析等，目前已成为行业内技术领先的半导体芯片分析测试服务平台和辅助研发中心。李晓旻认为，做好第三方分析实验室有几个关键要素：设备、人才、研发创新、中立性。
首先，分析实验室需要种类全面且精密的分析仪器才有机会真正解决某个问题，能够满足当前先进工艺全套分析需求的实验室，仅设备投入就达数亿元。其次，独立第三方实验室面向的是全行业，对人才的综合能力要求极高。要培养一个适用场景较广的“通才”，至少需要5到10年的实践经验。再次，当前科技产品的升级换代越来越快，只有通过持续的研发创新促进技术迭代，才能赋予新产品更高的附加价值，维持高毛利。第三方分析实验室也要不断研发，提升附加值，避免陷入价格战的怪圈。最后，也是最关键的，第三方分析实验室接触的大多是客户较为领先甚至正在研发状态的未来产品。市场口碑和中立性将是第三方分析实验室赖以生存的关键因素。
李晓旻表示，胜科纳米作为第三方分析实验室，只提供服务，决不跟自己的客户和供应商抢饭碗。所以，既不会碰产品，也不会碰设备。目前，胜科纳米正在南京、嘉善以及广州建立新的实验室。李晓旻希望，在半导体产业快速发展，同时行业不断细分的大背景下，创新的以Labless为运营模式的胜科纳米能有更大的发展。
