半导体工艺的开发绝非易事，每一代器件研发的难度和成本在不断提升。用传统的先构建再测试的方法来开发最先进的工艺过于耗时且成本过高，如今已经不再适用。
工艺开发的高成本
大多数芯片设计师需要基于现有制造工艺来开发新产品，但这些工艺本身也需要工程师来开发。工艺开发，相较于设计新的芯片，对于工程师以及他们的技能要求完全不同。前者的目标在于创造新的半导体制造工艺，不仅要满足器件性能要求而且要保证高良率。
过去的开发人员需要准备多种测试晶圆来确定特定器件的最佳工艺需求。他们需要先制造一组晶圆并对其做分析，然后基于分析结果来改进下一轮的制造工艺步骤。随着特征尺寸的缩小，每次更新的工艺会对变量更加敏感。在测试时还必须考虑之前的开发中可能忽略的特征和寄生现象，这进一步提高了测试的复杂性和数据量。在最终确定整个工艺流程之前要不断循环重复这一过程，由此带来的时间和成本会不断攀升，因此要将这样的方法用于最先进的技术节点几乎是不现实的。
使用虚拟晶圆进行测试
如今我们可以用虚拟制造来代替这种耗时且成本高昂的传统方法。虚拟制造是指用计算机模拟制造真实晶圆的工艺过程（如图1所示）。半导体工艺工程师可以用虚拟模型来测试制造设备的各种不同配置，其中的变量远超真实场景下的测试。通过模拟整个工艺流程，设计人员可以在几天（而非几个月）内完成数千个晶圆的虚拟制造。以图形动画展现的可视化工艺流程可以帮助他们快速了解情况、调整工艺配方和器件集成方案，并评估各项调整对电性能的影响。
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