中國集成電路封測產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與創(chuàng)新平臺
來源:絲路印象
2024-07-19 17:33:26
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半導(dǎo)體制造是我們見過所有制造業(yè)里最為復(fù)雜、最有科技含量的制造。與傳統(tǒng)制造業(yè)不同。在后摩爾時代,國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖已經(jīng)明確將封裝作為重要的發(fā)展路線,以系統(tǒng)級封裝(SiP)為代表的多元化器件和功能集成的路線。02專項支持封測企業(yè)針對基板封裝、多芯片封裝、芯片疊層打線封裝等高密度封裝展開技術(shù)研發(fā),量產(chǎn)技術(shù)涵蓋了倒裝焊、晶圓級封裝、凸點技術(shù)等國際先進(jìn)封測技術(shù)。國內(nèi)企業(yè)共同組建了先進(jìn)封裝與系統(tǒng)集成創(chuàng)新平臺。
1、集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及特點
集成電路是信息化時代的“糧食”,上至國防安全的軍事裝備、衛(wèi)星、雷達(dá),下至普通百姓生活的醫(yī)療器械、汽車、電視、手機(jī)、攝像機(jī),甚至智能兒童玩具,都離不開它。未來,集成電路將在工程勘察、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、航海導(dǎo)航、GIS數(shù)據(jù)采集、車輛管理、無人駕駛、智慧物流、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域有更大作為。可以說,半導(dǎo)體技術(shù)正扮演著多元應(yīng)用的智能核心,它是一切智能制造的“大腦”,是當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的母機(jī)產(chǎn)業(yè)。撬動技術(shù):集成電路促進(jìn)了包括自動化裝備、制造裝備以及精密儀器微細(xì)加工等40多個工程技術(shù)的發(fā)展。撬動經(jīng)濟(jì):1美金的集成電路所能帶動的GDP,相當(dāng)于100美金。而全世界集成電路的全年產(chǎn)值撬動的GDP相當(dāng)于中國和美國GDP之和。
1.1 世界上最復(fù)雜的制造業(yè)
半導(dǎo)體制造是我們見過所有制造業(yè)里最為復(fù)雜、最有科技含量的制造,16nm的制造工藝,就可集成大約33億個晶體管,1nm相當(dāng)于頭發(fā)絲的十萬分之一。
其產(chǎn)業(yè)鏈非常長,流程十分復(fù)雜。要經(jīng)過制取電子硅、拉制單晶、切磨拋制取晶圓、光刻、蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、清洗、晶圓測試與分割、核心封裝、分級測試等200余個步驟。在生產(chǎn)和封測中,需要光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、減薄機(jī)、劃片機(jī)、裝片機(jī)、引線鍵合機(jī)、倒裝機(jī)、塑封機(jī)、切筋打彎等制造設(shè)備的輔助。
集成電路產(chǎn)業(yè)素有“吞金”行業(yè)之稱,EUV光刻設(shè)備高達(dá)一億多美元/臺,建線成本高達(dá)百億美元/條,稍微不慎,巨額投資就會“打了水漂”。
集成電路產(chǎn)業(yè)有個特點,叫“贏者通吃”。
1.2 當(dāng)今世界集成電路產(chǎn)業(yè)的格局
美國技術(shù)水平全面領(lǐng)先,尤其以制程工藝和EDA工具最為突出:歐洲半導(dǎo)體在專業(yè)領(lǐng)域獨樹一幟,但新興領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新不足。日本半導(dǎo)體技術(shù)水平總體與美國相當(dāng),尤以材料見長,但總體產(chǎn)業(yè)規(guī)模日趨下降。韓國發(fā)展存儲器拉動技術(shù)水平突飛猛進(jìn),以拓展發(fā)展,競爭力日趨增強(qiáng)。中國的臺灣地區(qū)在集成電路制造及封裝領(lǐng)域居于世界前列,“專業(yè)代工模式”成為發(fā)展主流。
1.3 集成電路產(chǎn)業(yè)的新趨勢
世界集成電路產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移延續(xù)“雁型模式”:雁形模式理論,是指依據(jù)技術(shù)差距論,對于早期模仿國可能向后進(jìn)模仿國發(fā)展貿(mào)易,形成與創(chuàng)新國相關(guān)對應(yīng)的理論格局。
IC產(chǎn)業(yè)分布全球,形成了以美國為首,日本、歐洲居次,韓國、中國和臺灣地區(qū)追隨的梯度分布產(chǎn)業(yè)格局。
封裝是將具有一定功能的芯片置入密封在與其相適應(yīng)的一個外殼殼體中,形成一個完善的整體,為芯片提供保護(hù),并保障功率和信號的輸入與輸出。同時,將芯片工作時產(chǎn)生的熱量散發(fā)到外部環(huán)境,確保器件能在所要求的外界環(huán)境及工作條件下穩(wěn)定可靠地運行。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)按照特征尺寸等比例縮小的進(jìn)一步發(fā)展,硅CMOS技術(shù)在速度、功耗、集成度、成本等多方面都受到一系列基本物理特性、投資規(guī)模等的限制,摩爾定律的發(fā)展受到挑戰(zhàn)。
在后摩爾時代,國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖已經(jīng)明確將封裝技術(shù)作為重要的發(fā)展路線,以系統(tǒng)級封裝(SiP)為代表的多元化器件和功能集成的路線,成為擴(kuò)展摩爾定律(Morethan Moore)的主要趨勢。
2、中國集成電路封測產(chǎn)業(yè)
2.1 國家02專項推動中國封測業(yè)發(fā)展
02專項支持前,中國封測企業(yè)主要產(chǎn)品為過孔插、引線框架單芯片封裝產(chǎn)品,I/O引腳數(shù)小于100。
專項十一五期間,支持封測企業(yè)針對基板封裝、多芯片封裝、芯片疊層打線封裝等高密度封裝展開技術(shù)研發(fā),I/O引腳數(shù)小于300,目前已形成量產(chǎn)能力,成為封測企業(yè)的主打產(chǎn)品和新的利潤增長點。
專項十二五期間,國內(nèi)封測企業(yè)主要研發(fā)的量產(chǎn)技術(shù)涵蓋了倒裝焊、晶圓級封裝、凸點技術(shù)等國際先進(jìn)封測技術(shù),已形成批量生產(chǎn)I/O引腳數(shù)小于500的產(chǎn)品能力,針對硅通孔、封裝體疊層封裝等關(guān)鍵封裝技術(shù)展開前瞻性研究。
專項已針對扇出型晶圓級封裝、硅通孔、埋入式封裝和封裝體疊層封裝等關(guān)鍵封裝技術(shù)的量產(chǎn)應(yīng)用在十三五進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局,力爭專項十三五結(jié)束時,國內(nèi)封測企業(yè)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,能夠?qū)崿F(xiàn)I/O引腳數(shù)大于1000的產(chǎn)品封裝。
2.2 國內(nèi)封測產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)于設(shè)計和芯片業(yè)
2016年中國集成電路產(chǎn)業(yè)收入為4335.5億元,其中封測為1564.3億元,占比36%,比例恰當(dāng)。且體量已進(jìn)入世界前三位,基本不存在技術(shù)代差,發(fā)展速度顯著高于其他競爭對手。而芯片制造和設(shè)計領(lǐng)域,我們和世界一流水平是有技術(shù)代差。
在封測業(yè),長電科技營收是日月光的62%,估計2017年提高至70%,差距較小。
在芯片制造業(yè),中芯國際的營收是臺積電的10%不到。在芯片設(shè)計業(yè),海思的營收是高通的28.5%,如果與三星,英特爾這樣的IDM企業(yè)比,差距則更大。
根據(jù)統(tǒng)計前十大封測企業(yè),內(nèi)資企業(yè)營收占56.70%,外資合資企業(yè)占43.30%,優(yōu)于芯片國內(nèi)企業(yè)45%的比例。
封裝測試設(shè)備的國產(chǎn)化率也顯著高于芯片業(yè)。像集成電路封裝用的光刻機(jī),上海微電子公司的500系列步進(jìn)投影光刻機(jī)已經(jīng)占到了國內(nèi)市場的80%以上的份額,還有倒裝、刻蝕、PVD、清洗、顯影、勻膠等設(shè)備均已滿足國內(nèi)先進(jìn)封裝的需求,高密度集成電路封裝用基板也已開始替代進(jìn)口。
2.3 技術(shù)最新發(fā)展情況
封裝技術(shù)最新發(fā)展主要表現(xiàn)在3個方面。
(1)2.5D和3D封裝技術(shù)量產(chǎn)推進(jìn)。2.5D硅轉(zhuǎn)接板的成本,目標(biāo)價格小于1美分/mm2;2.5D/3D設(shè)備、工藝和材料一攬子解決方案;玻璃和有機(jī)轉(zhuǎn)接板的技術(shù)定型和產(chǎn)業(yè)化。
(2)大規(guī)模存儲、CPU/存儲集成、4G/5G移動互聯(lián)網(wǎng)。2.5D封裝CPU/存儲集成;扇出型晶圓級封裝。
(3)設(shè)計、仿真與EDA工具:多能域、多層次、DFX協(xié)同設(shè)計技術(shù)。以TSV技術(shù)為代表的工藝仿真技術(shù);三維電學(xué)設(shè)計系統(tǒng);熱管理系統(tǒng);可靠性與失效分析系統(tǒng)。
2.4 未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢
未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢分別是。AI、5G、功率器件等SiP模塊封裝,晶圓級MEMS封裝,物聯(lián)網(wǎng)和穿戴式芯片封裝,光互連芯片封裝。
(1)AI、5G、功率器件等SiP模塊封裝。Wireless射頻模塊,集成WLAN+BT+FM+GPS+;高壓大功率IGBT模塊;IPD集成SiP封裝技術(shù)。
(2)晶圓級MEMS封裝。MEMS多芯片晶圓級封裝產(chǎn)品;集成TSV結(jié)構(gòu)的MEMS封裝器件;標(biāo)準(zhǔn)化的MEMS晶圓級封裝工藝。
(3)物聯(lián)網(wǎng)和穿戴式芯片封裝。小型化低功耗芯片封裝方案;防靜電、抗信號干擾的模塊設(shè)計;綠色電子產(chǎn)品。
(4)光互連芯片封裝。硅基光電子一體化整合;集成TSV的3D晶圓級封裝;芯片間、系統(tǒng)間大數(shù)據(jù)互連。
2.5 存在的技術(shù)挑戰(zhàn)
目前還存在2大技術(shù)挑戰(zhàn)。
(1)封裝芯片級和系統(tǒng)級互連尺度微縮的挑戰(zhàn)。互連尺寸微縮下工藝良率問題;LowK芯片封裝CPI問題;細(xì)線寬線距基板工藝和翹曲問題。
(2)電子產(chǎn)品超薄封裝技術(shù)挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計,高密度小型化兼顧散熱;工藝開發(fā),如晶圓拿持和基板形變管控;材料選擇,平衡封裝材料CTE和模量參數(shù)。
3、先進(jìn)封裝與系統(tǒng)集成創(chuàng)新平臺
先進(jìn)封裝與系統(tǒng)集成創(chuàng)新平臺依托華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司企業(yè)研發(fā)平臺,由華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司牽頭,聯(lián)合中科院微電子所、長電科技、通富微電、華天科技、蘇州晶方、興森快捷、深南電路、安捷利、無錫中科物聯(lián)、國開發(fā)展基金有限公司和東南大學(xué)等十一家單位共同組建。
國內(nèi)四大封測公司長電科技、華天科技、通富微電、蘇州晶方,三大PCB板與基板公司深南電路、安捷利、興森快捷都深度參與。
3.1 中心優(yōu)勢
中科院微電子所封裝系統(tǒng)實驗室全部派駐,企業(yè)化運作、以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)研發(fā)中心。新型產(chǎn)學(xué)研合作研發(fā)模式及知識產(chǎn)權(quán)共享機(jī)制。深入企業(yè)合作,具備試樣、小批量生產(chǎn)及量產(chǎn)導(dǎo)入的完整鏈路。
3.2 研發(fā)方向和水平
中心研發(fā)方向包括。封裝系統(tǒng)設(shè)計和仿真與測試技術(shù)、晶圓級凸塊和FC封裝技術(shù)、封裝基板技術(shù)、2.5D/3D集成封裝技術(shù)、晶圓級封裝和扇出封裝技術(shù)。
近4年華進(jìn)承擔(dān)省市級以上科技計劃項目20項;累計完成625項專利申請,授權(quán)專利達(dá)到242項;高度聚焦于高密度封裝與系統(tǒng)集成的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化;率先在國內(nèi)針對12英寸晶圓進(jìn)行TSV技術(shù)開發(fā),在高深寬比TSV制造技術(shù)方面達(dá)到國際先進(jìn)水平。
3.3 中心基礎(chǔ)建設(shè)
中心總部位于無錫,在北京設(shè)有分中心,現(xiàn)有10000平方米研發(fā)場所,3000余平方米潔凈區(qū),部分區(qū)域凈化級別達(dá)10級,擁有大型先進(jìn)儀器設(shè)備159臺/套,固定資產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3.65億元。
現(xiàn)有基礎(chǔ)平臺上已建成光電集成封裝技術(shù)研發(fā)中心和MEMS芯片封裝技術(shù)研發(fā)中心兩個工程類研發(fā)中心。建成12英寸(兼容8英寸)中后道晶圓級工藝、芯片封裝工藝、可靠性失效分析三個公共技術(shù)服務(wù)平臺。
3.4 中心服務(wù)狀況
2017年服務(wù)于企、事業(yè)單位,國內(nèi)外客戶超過300余家。圖1,研發(fā)中心服務(wù)流程。
全面打通工藝平臺,WLCSP、Waferbumping、2.5DTSVInterposer等成套技術(shù)完成文件體系建設(shè),多種成套技術(shù)通過國內(nèi)(國際)主流客戶的產(chǎn)品認(rèn)證[6],年增長收入達(dá)到20%,2017年公司扭虧為盈,實現(xiàn)利潤2350萬元。
通過多家國內(nèi)外知名企業(yè)及供應(yīng)商資質(zhì)審核并建立長期合作關(guān)系,包括Intel、微軟、AMD、Synaptic、LittleFuse、TDK-EPCOS、華為、美新、德豪光電等,已啟動ISO17025資質(zhì)認(rèn)證。
宇航和軍工客戶實現(xiàn)零的突破,在技術(shù)合作開發(fā)方面跟航天科技、中電科技、中國科學(xué)院等集團(tuán)下屬研究院(所)和華為等企業(yè)形成了穩(wěn)定的合作關(guān)系,支持多項國家的重大工程。
華進(jìn)開發(fā)的FOWLP技術(shù)完成全部工藝驗證,電測結(jié)果合格,通過用戶認(rèn)證。
組成由25家單位領(lǐng)銜的板級fanout技術(shù)聯(lián)合體,包括華為、矽品等海內(nèi)外知名企業(yè)。
申請TSV靶材的ASTM國際標(biāo)準(zhǔn)。
3.5 中心創(chuàng)新機(jī)制
從2012年至今已成功舉辦組織6屆“華進(jìn)開放日”,邀請海內(nèi)外院士舉辦國際封測技術(shù)交流會11次,聯(lián)合材料產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟建立先進(jìn)封裝材料應(yīng)用驗證平臺,聯(lián)合美國、中國臺灣、日本等國內(nèi)外25家企業(yè)成立大板扇出型封裝技術(shù)開發(fā)聯(lián)合體,聯(lián)合法國著名市場調(diào)研公司Yole Development在無錫舉辦了4屆“國際先進(jìn)封裝和系統(tǒng)集成技術(shù)研討會”。與清華、北大、復(fù)旦、東南、交大等13所高校研究所簽定15項大學(xué)合作計劃的協(xié)議,進(jìn)行先進(jìn)封裝前瞻性技術(shù)研發(fā)。近兩年,與國內(nèi)多家設(shè)備廠商建立先進(jìn)封裝國產(chǎn)裝備評估與改進(jìn)聯(lián)合體。2014年與4家行業(yè)協(xié)會進(jìn)行產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研合作,成功舉辦華進(jìn)論壇16期,參加人員過千人次。
3.6 中心專利成果
累計申請專利624項,其中發(fā)明專利606項。累計有效授權(quán)專利242項,其中國際專利授權(quán)8項,專利涵蓋TSV、基板、3D封裝等多項技術(shù)。申請計算機(jī)軟件著作權(quán)2項。2017年產(chǎn)生knowhow22項。
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1、集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及特點
集成電路是信息化時代的“糧食”,上至國防安全的軍事裝備、衛(wèi)星、雷達(dá),下至普通百姓生活的醫(yī)療器械、汽車、電視、手機(jī)、攝像機(jī),甚至智能兒童玩具,都離不開它。未來,集成電路將在工程勘察、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、航海導(dǎo)航、GIS數(shù)據(jù)采集、車輛管理、無人駕駛、智慧物流、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域有更大作為。可以說,半導(dǎo)體技術(shù)正扮演著多元應(yīng)用的智能核心,它是一切智能制造的“大腦”,是當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的母機(jī)產(chǎn)業(yè)。撬動技術(shù):集成電路促進(jìn)了包括自動化裝備、制造裝備以及精密儀器微細(xì)加工等40多個工程技術(shù)的發(fā)展。撬動經(jīng)濟(jì):1美金的集成電路所能帶動的GDP,相當(dāng)于100美金。而全世界集成電路的全年產(chǎn)值撬動的GDP相當(dāng)于中國和美國GDP之和。
1.1 世界上最復(fù)雜的制造業(yè)
半導(dǎo)體制造是我們見過所有制造業(yè)里最為復(fù)雜、最有科技含量的制造,16nm的制造工藝,就可集成大約33億個晶體管,1nm相當(dāng)于頭發(fā)絲的十萬分之一。
其產(chǎn)業(yè)鏈非常長,流程十分復(fù)雜。要經(jīng)過制取電子硅、拉制單晶、切磨拋制取晶圓、光刻、蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、清洗、晶圓測試與分割、核心封裝、分級測試等200余個步驟。在生產(chǎn)和封測中,需要光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、減薄機(jī)、劃片機(jī)、裝片機(jī)、引線鍵合機(jī)、倒裝機(jī)、塑封機(jī)、切筋打彎等制造設(shè)備的輔助。
圖1 研發(fā)中心服務(wù)流程
集成電路產(chǎn)業(yè)素有“吞金”行業(yè)之稱,EUV光刻設(shè)備高達(dá)一億多美元/臺,建線成本高達(dá)百億美元/條,稍微不慎,巨額投資就會“打了水漂”。
集成電路產(chǎn)業(yè)有個特點,叫“贏者通吃”。
1.2 當(dāng)今世界集成電路產(chǎn)業(yè)的格局
美國技術(shù)水平全面領(lǐng)先,尤其以制程工藝和EDA工具最為突出:歐洲半導(dǎo)體在專業(yè)領(lǐng)域獨樹一幟,但新興領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新不足。日本半導(dǎo)體技術(shù)水平總體與美國相當(dāng),尤以材料見長,但總體產(chǎn)業(yè)規(guī)模日趨下降。韓國發(fā)展存儲器拉動技術(shù)水平突飛猛進(jìn),以拓展發(fā)展,競爭力日趨增強(qiáng)。中國的臺灣地區(qū)在集成電路制造及封裝領(lǐng)域居于世界前列,“專業(yè)代工模式”成為發(fā)展主流。
1.3 集成電路產(chǎn)業(yè)的新趨勢
世界集成電路產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移延續(xù)“雁型模式”:雁形模式理論,是指依據(jù)技術(shù)差距論,對于早期模仿國可能向后進(jìn)模仿國發(fā)展貿(mào)易,形成與創(chuàng)新國相關(guān)對應(yīng)的理論格局。
IC產(chǎn)業(yè)分布全球,形成了以美國為首,日本、歐洲居次,韓國、中國和臺灣地區(qū)追隨的梯度分布產(chǎn)業(yè)格局。
封裝是將具有一定功能的芯片置入密封在與其相適應(yīng)的一個外殼殼體中,形成一個完善的整體,為芯片提供保護(hù),并保障功率和信號的輸入與輸出。同時,將芯片工作時產(chǎn)生的熱量散發(fā)到外部環(huán)境,確保器件能在所要求的外界環(huán)境及工作條件下穩(wěn)定可靠地運行。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)按照特征尺寸等比例縮小的進(jìn)一步發(fā)展,硅CMOS技術(shù)在速度、功耗、集成度、成本等多方面都受到一系列基本物理特性、投資規(guī)模等的限制,摩爾定律的發(fā)展受到挑戰(zhàn)。
在后摩爾時代,國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖已經(jīng)明確將封裝技術(shù)作為重要的發(fā)展路線,以系統(tǒng)級封裝(SiP)為代表的多元化器件和功能集成的路線,成為擴(kuò)展摩爾定律(Morethan Moore)的主要趨勢。
2、中國集成電路封測產(chǎn)業(yè)
2.1 國家02專項推動中國封測業(yè)發(fā)展
02專項支持前,中國封測企業(yè)主要產(chǎn)品為過孔插、引線框架單芯片封裝產(chǎn)品,I/O引腳數(shù)小于100。
專項十一五期間,支持封測企業(yè)針對基板封裝、多芯片封裝、芯片疊層打線封裝等高密度封裝展開技術(shù)研發(fā),I/O引腳數(shù)小于300,目前已形成量產(chǎn)能力,成為封測企業(yè)的主打產(chǎn)品和新的利潤增長點。
專項十二五期間,國內(nèi)封測企業(yè)主要研發(fā)的量產(chǎn)技術(shù)涵蓋了倒裝焊、晶圓級封裝、凸點技術(shù)等國際先進(jìn)封測技術(shù),已形成批量生產(chǎn)I/O引腳數(shù)小于500的產(chǎn)品能力,針對硅通孔、封裝體疊層封裝等關(guān)鍵封裝技術(shù)展開前瞻性研究。
專項已針對扇出型晶圓級封裝、硅通孔、埋入式封裝和封裝體疊層封裝等關(guān)鍵封裝技術(shù)的量產(chǎn)應(yīng)用在十三五進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局,力爭專項十三五結(jié)束時,國內(nèi)封測企業(yè)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,能夠?qū)崿F(xiàn)I/O引腳數(shù)大于1000的產(chǎn)品封裝。
2.2 國內(nèi)封測產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)于設(shè)計和芯片業(yè)
2016年中國集成電路產(chǎn)業(yè)收入為4335.5億元,其中封測為1564.3億元,占比36%,比例恰當(dāng)。且體量已進(jìn)入世界前三位,基本不存在技術(shù)代差,發(fā)展速度顯著高于其他競爭對手。而芯片制造和設(shè)計領(lǐng)域,我們和世界一流水平是有技術(shù)代差。
在封測業(yè),長電科技營收是日月光的62%,估計2017年提高至70%,差距較小。
在芯片制造業(yè),中芯國際的營收是臺積電的10%不到。在芯片設(shè)計業(yè),海思的營收是高通的28.5%,如果與三星,英特爾這樣的IDM企業(yè)比,差距則更大。
根據(jù)統(tǒng)計前十大封測企業(yè),內(nèi)資企業(yè)營收占56.70%,外資合資企業(yè)占43.30%,優(yōu)于芯片國內(nèi)企業(yè)45%的比例。
封裝測試設(shè)備的國產(chǎn)化率也顯著高于芯片業(yè)。像集成電路封裝用的光刻機(jī),上海微電子公司的500系列步進(jìn)投影光刻機(jī)已經(jīng)占到了國內(nèi)市場的80%以上的份額,還有倒裝、刻蝕、PVD、清洗、顯影、勻膠等設(shè)備均已滿足國內(nèi)先進(jìn)封裝的需求,高密度集成電路封裝用基板也已開始替代進(jìn)口。
2.3 技術(shù)最新發(fā)展情況
封裝技術(shù)最新發(fā)展主要表現(xiàn)在3個方面。
(1)2.5D和3D封裝技術(shù)量產(chǎn)推進(jìn)。2.5D硅轉(zhuǎn)接板的成本,目標(biāo)價格小于1美分/mm2;2.5D/3D設(shè)備、工藝和材料一攬子解決方案;玻璃和有機(jī)轉(zhuǎn)接板的技術(shù)定型和產(chǎn)業(yè)化。
(2)大規(guī)模存儲、CPU/存儲集成、4G/5G移動互聯(lián)網(wǎng)。2.5D封裝CPU/存儲集成;扇出型晶圓級封裝。
(3)設(shè)計、仿真與EDA工具:多能域、多層次、DFX協(xié)同設(shè)計技術(shù)。以TSV技術(shù)為代表的工藝仿真技術(shù);三維電學(xué)設(shè)計系統(tǒng);熱管理系統(tǒng);可靠性與失效分析系統(tǒng)。
2.4 未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢
未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢分別是。AI、5G、功率器件等SiP模塊封裝,晶圓級MEMS封裝,物聯(lián)網(wǎng)和穿戴式芯片封裝,光互連芯片封裝。
(1)AI、5G、功率器件等SiP模塊封裝。Wireless射頻模塊,集成WLAN+BT+FM+GPS+;高壓大功率IGBT模塊;IPD集成SiP封裝技術(shù)。
(2)晶圓級MEMS封裝。MEMS多芯片晶圓級封裝產(chǎn)品;集成TSV結(jié)構(gòu)的MEMS封裝器件;標(biāo)準(zhǔn)化的MEMS晶圓級封裝工藝。
(3)物聯(lián)網(wǎng)和穿戴式芯片封裝。小型化低功耗芯片封裝方案;防靜電、抗信號干擾的模塊設(shè)計;綠色電子產(chǎn)品。
(4)光互連芯片封裝。硅基光電子一體化整合;集成TSV的3D晶圓級封裝;芯片間、系統(tǒng)間大數(shù)據(jù)互連。
2.5 存在的技術(shù)挑戰(zhàn)
目前還存在2大技術(shù)挑戰(zhàn)。
(1)封裝芯片級和系統(tǒng)級互連尺度微縮的挑戰(zhàn)。互連尺寸微縮下工藝良率問題;LowK芯片封裝CPI問題;細(xì)線寬線距基板工藝和翹曲問題。
(2)電子產(chǎn)品超薄封裝技術(shù)挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計,高密度小型化兼顧散熱;工藝開發(fā),如晶圓拿持和基板形變管控;材料選擇,平衡封裝材料CTE和模量參數(shù)。
3、先進(jìn)封裝與系統(tǒng)集成創(chuàng)新平臺
先進(jìn)封裝與系統(tǒng)集成創(chuàng)新平臺依托華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司企業(yè)研發(fā)平臺,由華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司牽頭,聯(lián)合中科院微電子所、長電科技、通富微電、華天科技、蘇州晶方、興森快捷、深南電路、安捷利、無錫中科物聯(lián)、國開發(fā)展基金有限公司和東南大學(xué)等十一家單位共同組建。
國內(nèi)四大封測公司長電科技、華天科技、通富微電、蘇州晶方,三大PCB板與基板公司深南電路、安捷利、興森快捷都深度參與。
3.1 中心優(yōu)勢
中科院微電子所封裝系統(tǒng)實驗室全部派駐,企業(yè)化運作、以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)研發(fā)中心。新型產(chǎn)學(xué)研合作研發(fā)模式及知識產(chǎn)權(quán)共享機(jī)制。深入企業(yè)合作,具備試樣、小批量生產(chǎn)及量產(chǎn)導(dǎo)入的完整鏈路。
3.2 研發(fā)方向和水平
中心研發(fā)方向包括。封裝系統(tǒng)設(shè)計和仿真與測試技術(shù)、晶圓級凸塊和FC封裝技術(shù)、封裝基板技術(shù)、2.5D/3D集成封裝技術(shù)、晶圓級封裝和扇出封裝技術(shù)。
近4年華進(jìn)承擔(dān)省市級以上科技計劃項目20項;累計完成625項專利申請,授權(quán)專利達(dá)到242項;高度聚焦于高密度封裝與系統(tǒng)集成的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化;率先在國內(nèi)針對12英寸晶圓進(jìn)行TSV技術(shù)開發(fā),在高深寬比TSV制造技術(shù)方面達(dá)到國際先進(jìn)水平。
3.3 中心基礎(chǔ)建設(shè)
中心總部位于無錫,在北京設(shè)有分中心,現(xiàn)有10000平方米研發(fā)場所,3000余平方米潔凈區(qū),部分區(qū)域凈化級別達(dá)10級,擁有大型先進(jìn)儀器設(shè)備159臺/套,固定資產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3.65億元。
現(xiàn)有基礎(chǔ)平臺上已建成光電集成封裝技術(shù)研發(fā)中心和MEMS芯片封裝技術(shù)研發(fā)中心兩個工程類研發(fā)中心。建成12英寸(兼容8英寸)中后道晶圓級工藝、芯片封裝工藝、可靠性失效分析三個公共技術(shù)服務(wù)平臺。
3.4 中心服務(wù)狀況
2017年服務(wù)于企、事業(yè)單位,國內(nèi)外客戶超過300余家。圖1,研發(fā)中心服務(wù)流程。
全面打通工藝平臺,WLCSP、Waferbumping、2.5DTSVInterposer等成套技術(shù)完成文件體系建設(shè),多種成套技術(shù)通過國內(nèi)(國際)主流客戶的產(chǎn)品認(rèn)證[6],年增長收入達(dá)到20%,2017年公司扭虧為盈,實現(xiàn)利潤2350萬元。
通過多家國內(nèi)外知名企業(yè)及供應(yīng)商資質(zhì)審核并建立長期合作關(guān)系,包括Intel、微軟、AMD、Synaptic、LittleFuse、TDK-EPCOS、華為、美新、德豪光電等,已啟動ISO17025資質(zhì)認(rèn)證。
宇航和軍工客戶實現(xiàn)零的突破,在技術(shù)合作開發(fā)方面跟航天科技、中電科技、中國科學(xué)院等集團(tuán)下屬研究院(所)和華為等企業(yè)形成了穩(wěn)定的合作關(guān)系,支持多項國家的重大工程。
華進(jìn)開發(fā)的FOWLP技術(shù)完成全部工藝驗證,電測結(jié)果合格,通過用戶認(rèn)證。
組成由25家單位領(lǐng)銜的板級fanout技術(shù)聯(lián)合體,包括華為、矽品等海內(nèi)外知名企業(yè)。
申請TSV靶材的ASTM國際標(biāo)準(zhǔn)。
3.5 中心創(chuàng)新機(jī)制
從2012年至今已成功舉辦組織6屆“華進(jìn)開放日”,邀請海內(nèi)外院士舉辦國際封測技術(shù)交流會11次,聯(lián)合材料產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟建立先進(jìn)封裝材料應(yīng)用驗證平臺,聯(lián)合美國、中國臺灣、日本等國內(nèi)外25家企業(yè)成立大板扇出型封裝技術(shù)開發(fā)聯(lián)合體,聯(lián)合法國著名市場調(diào)研公司Yole Development在無錫舉辦了4屆“國際先進(jìn)封裝和系統(tǒng)集成技術(shù)研討會”。與清華、北大、復(fù)旦、東南、交大等13所高校研究所簽定15項大學(xué)合作計劃的協(xié)議,進(jìn)行先進(jìn)封裝前瞻性技術(shù)研發(fā)。近兩年,與國內(nèi)多家設(shè)備廠商建立先進(jìn)封裝國產(chǎn)裝備評估與改進(jìn)聯(lián)合體。2014年與4家行業(yè)協(xié)會進(jìn)行產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研合作,成功舉辦華進(jìn)論壇16期,參加人員過千人次。
3.6 中心專利成果
累計申請專利624項,其中發(fā)明專利606項。累計有效授權(quán)專利242項,其中國際專利授權(quán)8項,專利涵蓋TSV、基板、3D封裝等多項技術(shù)。申請計算機(jī)軟件著作權(quán)2項。2017年產(chǎn)生knowhow22項。
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2026-2031年中國房地產(chǎn)行業(yè)投資前景及風(fēng)險分析報告
報告頁數(shù):85頁
圖表數(shù):124
報告類別:前景預(yù)測報告
最后修訂:2025.01
2026-2031年中國基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)投資前景及風(fēng)險分析報告
報告頁數(shù):141頁
圖表數(shù):80
報告類別:前景預(yù)測報告
最后修訂:2025.01