協同創新 推動中國集成電路封測業發展
首先在產業基礎方面,21世紀初,基于勞動力成本及國內產業政策等綜合因素作用下,國際封測代工廠先后在中國上海、深圳、無錫、蘇州、成都等地投資設立了封裝測試基地,近年來國內企業和國際大廠兼并重組,提升了中國封測業的競爭力和技術水平。
其次在政策機遇方面,《國家集成電路產業發展推進綱要》的發布引來了良好的政策支持,中央和地方的集成電路產業基金陸續成立,國內集成電路產業迎來一個新的發展高潮。在《推進綱要》中明確提出“提升先進封裝測試業發展水平,在產業整體快速發展的大背景下,國內設計業和制造業的快速發展及封裝本土化趨勢為國內封測企業提供了更多的發展空間”。
最后是技術發展趨勢,摩爾定律發展至今已遇到瓶頸,芯片特征尺寸已接近物理極限,先進封裝技術成為延續摩爾定律的必然選擇,“封測中道”的崛起和先進封裝的快速發展,封測業一改以往在集成電路三業中的從屬地位,重要性顯現。
后摩爾時代的再認識
目前,典型的SiP技術可以包含在封裝技術領域已經得到開發并持續發展的多種先進封裝技術,如WLP、Flip Chip、3D封裝、TSV技術、IPD、Embedded PCB/Substrate等。從后摩爾時代的發展方向來看,封測技術的發展趨勢必將為產業發展帶來前所未有的發展機遇。
一是延續摩爾定律: 繼續以等比例縮小CMOS器件的工藝特征尺寸,提高集成度,以及通過新材料的運用和器件結構的創新來改善電路的性能。這一定律的發展方向是IC設計與制造,主要是SoC技術。
二是拓展摩爾定律:在市場和應用需求的驅動下,為滿足功能的多樣化,以系統級封裝(SiP),尤其是扇出型封裝、Panel板級封裝等為代表的功能多樣化道路列為半導體技術發展的新方向,該技術著眼于增加系統集成的多種功能。
由于先進封裝制程帶來的中道工藝,封測業和晶園制造業有了緊密的聯系,在引來良好發展機遇的同時,也面臨著新的挑戰。
封裝中道的崛起,必然擠壓晶圓制造業的份額,有跡象表明,部分晶圓廠已加大封裝中道制程的布局,由于晶圓廠有著技術和資本的領先優勢,將對封測廠形成較大的競爭壓力。
傳統封測廠較晶圓制造業相比屬于輕資產,引入中道工藝后,設備資產比重較傳統封裝大大增加,封測業的先進技術研發和擴產將面臨較大的資金壓力,國內封測大廠僅靠自身財力也難以有穩定持續的投入。(后續引入大基金或行業間的協同,長電+中芯)
后摩爾時代的集成電路產業更強調產業鏈的緊密合作,封測業將扮演重要的角色,如何有效的集中產業鏈的優勢資源去發展封測技術也是這一時期的一大挑戰。
集成電路產業的發展離不開專業人才,封測業在近期可通過兼并重組和引進來解決人才問題,如何培養業界需要的高端人才滿足封測技術不斷發展的需求,是未來面臨的一大挑戰。
在人才、技術、管理方面與國外的差距如何解決,當然近期可通過兼并重組和引進來解決人才技術問題,但并購后的整合工作難度很大。因此培養業界需要的高端人才滿足封測技術不斷發展的需求,是未來面臨的一大挑戰。
于燮康秘書長特別強調,我國封裝產業生產人員、管理人員目前不缺,一線工程師應該也基本可以滿足,但是高端研發人員、系統設計人才非常短缺。
封測產業技術面臨的挑戰
先進封裝技術發展的驅動力主要在于:一是降低整個系統成本的成本驅動;二是通過先進封裝技術逐歩實現產品差異化;三是提高器件擺放密度(改善信號性能)的功能驅動;四是更高密度互連的基板工藝技術;五是是高性能、高密度與小型化的驅動。
為滿足這些要求,封測產業技術發展面臨的挑戰,主要有四個共性問題和四類關鍵技術;核心是同時滿足高性價比、短小輕薄。
四個共性問題:系統級封裝設計與工具、高密度功能化基板與材料、系統級封裝的可靠性、系統級封裝的測試方法。
四大關鍵技術:高密度封裝關鍵工藝、三維封裝的關鍵技術、多功能芯片疊層集成關鍵技術、系統級封裝關鍵技術。
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