簡而言之，在打入市場之前，國產半導體材料、設備、EDA還需要跨過驗證這道坎。尤其是在國內設計公司更新迭代的速度越來越快的情況下，國內驗證環節卻沒有跟上，也使得國內的半導體材料、設備和EDA難以撕開市場。國內半導體驗證究竟難在哪里?

　　漫長的半導體驗證

　　半導體驗證往往需要很長的周期。

　　以半導體材料為例，芯謀研究高級分析師張彬磊介紹，半導體材料驗證包括參數層面、工藝層面和產品層面。

　　參數層面的驗證相對容易，往往是Fab參考baseline提供參數項目和對應指標，然后由材料廠商自己測試并提供待驗證材料的對應項數值，這其中，Fab也存在忽略部分non-key參數和暫時達不到要求的參數的情況。

　　工藝層面的驗證，需要Fab廠進行物理結構形貌層面的驗證，往往需要1~2周一輪。

　　而產品層面的驗證，需要Fab使用待驗證材料完成完整流片，產品通過一系列可靠性測試，才算完成全部材料的驗證，產品層面驗證根據流片時間的不同，每一輪驗證需要2~5個月時間。

　　此外，半導體設備也需要經過下游企業長時間的工藝驗證，包括在具體生產場景的技術驗證、與客戶的持續溝通、完善技術細節等。一臺半導體設備要經歷的驗證包括可靠性測試、工藝測試和馬拉松測試、小批量驗證、大批量壓力測試等。整個驗證周期消耗時間平均在 1年以上，之后設備供應商才會被納入客戶的合格供應商名單。

　　中微半導體也曾在其招股書中寫道，市場新進入者往往需要相當長的時間才能通過下游企業的工藝驗證。

　　由于半導體設備和材料的驗證周期較長，驗證后替換成本較高，所以這些產品一旦進入正式進入產線當中，就具有很強的客戶粘性，廠商們也不會輕易更改他們所采用的半導體設備和材料。

　　驗證是上下游廠商的紐帶

　　驗證周期長是表象，下游廠商不愿意驗證國內半導體設備和材料，才是國產化驗證難的關鍵所在。

　　國內半導體廠商為什么“不愿意”為國產設備和材料做驗證?一則，國內的半導體產線本就處于追趕的階段，國外成熟的半導體設備和材料才是他們的首選，如果選用國內半導體設備將會牽扯他們更多的精力，進而可能會拖慢產線的發展。因此，只有國內半導體設備在某個方面的參數上表現出特別明顯的優勢并超過國際廠商之時，國內客戶才會考慮采用國內半導體設備。

　　另一方面，半導體設備的零部件也需要半導體設備的驗證，與國內半導體設備廠商相同的是國內半導體設備零部件廠商也同樣被驗證難的問題所困擾——國內零部件廠商在成本上沒有優勢，成品率低的情況下，國內半導體設備零部件也難以被設備廠商所采納。

　　環環相扣的半導體的驗證考驗著國內下游客戶的耐心，但事實卻是國內芯片設計公司，尤其是新成立的芯片設計企業，往往要靠快速推出產品來獲得新的融資，從而保證公司在市場中的競爭力。

　　同樣的問題也出現在EDA領域當中。曾有國內EDA從業者向芯謀研究表示，國內EDA產業的成敗取決于芯片設計公司的選擇。國內芯片設計公司往往為了加速產品的推出，會采用生態較為完善、工具較為全面的國外EDA工具，長此以往，三大EDA巨頭建立起了非常強的護城河。

　　相較之下，使用國產EDA的學習成本高、芯片底層設計沒有“破壞式”的創新是制約國內EDA工具難以突破芯片設計市場的兩個重要因素。 此外，EDA人才薪資低于芯片設計人才也為國產EDA產業的發展造成了一定的挑戰，國內EDA領域很難吸引到更多的新生力量推助這個產業的持續發展。

　　可以說，驗證是上下游廠商合作的紐帶，國內驗證產業的成功即是國內半導體上下游產業鏈的成功。

　　中試線是國內半導體驗證的良藥?

　　半導體材料、設備、EDA可以在代工廠或IDM廠商的產線中進行驗證，而基于技術、成本、生態的原因，國內半導體設備、材料、EDA廠商很難獲得在產線中驗證的機會，但隨著中美貿易環境發生變化，產線開始考慮和驗證國產設備，國產設備廠商迎來了新的契機。

　　在國內產線進行驗證也同樣存在著挑戰，在產能緊張的情況下，占用產線的設備、材料或EDA的驗證周期就要被拉長，導致國內相關產品難以再搶占市場先機。在這種情況下，新玩家要打入半導體產業鏈中就變得更加困難。

　　在這種情況下，中試線成為了半導體設備、材料、EDA進行驗證的另一種可選方案。根據芯謀研究的調研報告顯示，半導體中試線是具有一定產能規模（大約月產1000片晶圓）、兼具試驗改進的中等規模試驗生產線。中試線是企業生產或開發工藝非成熟的產品的生產線，是科技成果向生產力轉化的必要環節，成果產業化的成敗主要取決于中試的成敗。科技成果經過中試，產業化成功率可達80%;而未經過中試，產業化成功率只有30%。

　　從功能和作用上看，中試線不僅可以承擔產品研發、小批量生產，也可以進行設備驗證這種差異化服務，有助于提升研發的成功率，更將助力實現產品和技術從研發到量產的無縫銜接。加之中試線還可以更早更快地試驗與驗證新興工藝，完成新興工藝的產業化驗證，因此也為國產設備向更高端領域的拓展提供了可能。

　　尤其是在產能緊缺的情況下，中試線這種身兼多種角色的產線也成為了國產半導體設備和材料驗證的一個有效途徑，逐漸受到了產業的重視——在設備方面，根據公開資料顯示，去年6月由國家智能傳感器創新中心(以下簡稱“創新中心”)建設的國內首條12英寸先進傳感器中試線成功通線，該中試線以國產設備為主，可為國產裝備提供驗證平臺。

　　在材料方面，據上海市環境保護信息中心近日公示信息，2021年，上海集成電路研發中心國產設備機臺及化學品的驗證業務量明顯上升，超過企業現有試驗規模，因此上海集成電路研發中心擬依托現有的試驗線，建設“國產驗證項目”。主要驗證的內容集中于半導體材料，項目總投資5000萬元，計劃于2021年12月開工，2022年2月完成建設。

　　半導體設備、材料、EDA的驗證仍存在著很大的挑戰，但是隨著國產化呼聲的高漲，國內制造產線本土化配套意愿提升，國產設備工藝驗證周期也逐漸得到了提速。

　　但更為值得警惕的是，當國內半導體上游廠商翻越驗證這座大山以后的難題——芯謀研究高級分析師張彬磊表示：“當前是設備材料驗證的窗口期，國產廠商要加快研發。一旦過了這個窗口期而自己的設備與進口設備差距依然較大的話，量產還是不會買。”

　　治本還需要在研發階段投入

　　芯謀研究總監王笑龍指出：“在量產階段后續中導入國產化驗證，這樣的大生產線驗證，歸根到底還是量產上的替代，做的是別人已經做成的事。對于這樣的國產化驗證來說，只治標不能治本。”

　　沿著已經存在的標準走，對標國際廠商，與這些行業龍頭搶市場，對于本就起步晚的國內廠商來說顯然很難。即便是我們快馬加鞭地追上了國際廠商的腳步，在接下來的發展中，國外廠商也會憑借著掌握著底層標準優勢，再次拉開與國內廠商的距離，國內驗證也難免會再次被新的技術趨勢所擎肘。

　　擺脫追趕者的身份，是國產化驗證要走的路。而要達到這個目標，就需要在研發階段導入國產化驗證，這也是根治國產化驗證難的藥方。在這個過程中Foundry廠商和芯片設計公司則扮演著重要的角色。

　　“尤其是在全球半導體貿易環境多變的情況下，打基礎更為重要，而國內龍頭Foundry廠商和芯片設計公司更要承擔起扶持國產化驗證的責任。這不僅關乎著他們自身發展的需要，也關乎著國內半導體產業鏈的供應安全。”王笑龍表示：“但這條路并不好走，如何讓客戶的研發團隊能夠拿著也許一開始不太成熟的國產工具(設備、材料、軟件)去開發有商用價值的產品，這才是關鍵。”

　　因此，激勵政策十分重要。國產化驗證在打入研發的過程中，Foundry廠商和芯片設計公司執行層的技術骨干人員是推動工具國產化的中堅力量，他們的積極性能夠加快國產化驗證研發的進程。對付出辛苦的人有所回報，或許能夠加快打通國產化驗證在根本上的發展。

　　但不可否認的是，國產化驗證治本需要很長的時間，而我們不能只放眼未來而忘了腳下。因此，國產化驗證治標與治本要同時進行，才能保證國內半導體一直活躍于全球半導體產業鏈中，并成為其中一股溫柔而又強大的力量。