為了應對摩爾定律放緩的挑戰,全球芯片產業鏈正在將注意力集中在先進封裝技術上,以期找到先進制程之外,能夠保持芯片性能與成本平衡的最佳路徑。

縱觀國內封測企業,近幾年增資擴產的重心也都大幅向先進封裝測試遷移。其中全球第三,大陸第一的長電科技在近日啟動的“長電微電子晶圓級微系統集成高端制造項目”,就是其中的代表。

這一新制造項目總投資100億元,將成為代表我國集成電路封測和芯片成品制造行業生產技術水平最高,單體投資規模最大的智能制造項目。新項目一方面將有助于加速推動長電科技創新優勢的商業轉化,提升產品的國際市場競爭力;另一方面也有望帶動國內集成電路產業鏈的整體發展。

鎖定關鍵應用領域

此次開工建設的長電微電子晶圓級微系統集成高端制造項目,是長電科技立足全球先進封裝市場需求,優化國內外資源布局的重要舉措。該項目建成后,預計未來產能重點集中在高密度晶圓級技術和高密度倒裝技術相結合的微系統集成應用,屬于高性能封測領域,代表著全球封測行業未來的主要發展方向。結合當前全球芯片市場需求來看,其技術所面對的也恰恰是商業附加值較高,或處于快速生長期的市場應用領域。

例如對晶圓級封裝等技術存在較高需求的5G通信和電源管理,一直被視作是近年來封測企業發展的重要驅動力。據數據統計,5G終端對射頻芯片的需求是4G的2倍以上,內部元器件數量也遠遠高于4G時代;同時,5G基建也是高性能芯片消耗的“大戶”。更重要的是,這一領域的需求仍處在上升階段。

其它高增長應用領域包括消費電子、汽車電子等,例如汽車行業向新能源、智能化轉型過程中催生出大量的半導體元器件需求,也是長電科技重點發力的領域;消費電子中以TWS耳機為代表的可穿戴設備,也需要晶圓級封裝來滿足其對芯片小型化的要求。

可以說,長電微電子晶圓級微系統集成高端制造項目所聚焦的技術產品領域,是對未來市場需求的一次“預定”。憑借長電科技沉淀的全球客戶資源和業務基礎,預計新項目投產后將快速實現對新產能的市場消化,使其有效服務于企業增長。

加速創新轉化

之所以對長電微電子晶圓級微系統集成高端制造項目的前景報以樂觀態度,不僅緣于其所面對應用領域的高增長需求,同時也在于長電科技在晶圓級封裝等先進封裝領域的技術和專利優勢積累,以及新項目對技術優勢的落地轉化。

長電科技很早就已著手布局先進封裝技術的研發和生產,并保持研發投入的增長。以新項目涉及較多的晶圓級封裝為例,通過長期對晶圓級封裝技術各細分領域的技術研發,長電科技在晶圓級凸塊技術、扇入型晶圓級封裝技術、扇出型晶圓級封裝技術、2.5D 和 3D 晶圓級封裝技術領域,都有著足夠完善的集成解決方案和專利支持。這些技術優勢隨著產能落地,也逐步轉化為長電科技的市場競爭優勢,例如在eWLB(嵌入式晶圓級球柵陣列)和WLCSP封裝領域,長電科技都是全球名列前茅的供應商。

長電科技去年推出的XDFOITM,則是對晶圓級封裝技術的一次創新演進。相較于目前普遍使用的2.5D硅通孔(TSV)封裝技術,XDFOITM 2.5D/3D解決方案提供更全面的系列解決方案,具備更高性能、更高可靠性以及更低成本等靈活平衡特性。其亮點之一在于能在線寬/線距達到2微米/2微米的同時,還可以實現多層布線層,以及2D/2.5D和3D多種異構封裝。對于對集成度和算力有較高要求的FPGA、CPU、GPU、AI和5G網絡芯片等應用領域,XDFOITM可提供小芯片(Chiplet)和異質封裝(HiP)的系統封裝解決方案,并大大降低系統成本,縮小封裝尺寸。

提升行業協同

國內集成電路產業經過近年來的快速發展,產業主要特征已經從“加工”為主全面轉向為以“創新”為主。長電科技在先進封測上的積極推進,也將進一步加快我國在此領域的創新成果輸出,為先進封裝技術研發與制造注入新動力。

同時也要看到,隨著“封測”發展到“芯片成品制造”階段,集成電路產業鏈上的各個環節已不再像過去那樣涇渭分明,而是形成一種融合發展的態勢。某一環節的突破創新,其價值往往能夠作用于產業鏈生態的多個環節。在今年3月份舉辦的中國半導體封裝測試技術與市場年會上,長電科技首席執行長鄭力就曾指出:“芯片成品制造將深刻地改變集成電路產業鏈形態,并驅動包括芯片設計、晶圓制造、裝備、材料等產業鏈上下游共同發生革命性變化,全產業鏈更緊密的協同發展已呼之欲出。”

晶圓級封裝是能夠很好的詮釋產業鏈上下游協作的封裝技術之一。相比于傳統的“晶圓制造——封裝測試”分工,晶圓級封裝需要直接在晶圓上進行大部分或全部的封裝、測試程序,無論是晶圓制造的前道工序還是封測的后道制造工序都不足以獨立承擔起全部任務,必須由設計、制造、封測企業全產業鏈緊密結合、共同協作完成。

先進封裝的發展,往往還需要相關材料、制造設備等行業的協力。例如晶圓凸塊所用焊球的材質選擇,還有晶圓級封裝對精密劃片機所提出的高標準,都有賴于相應領域的共同技術創新與發展。

因此,從這一角度來看,長電科技此次開工建設的微電子晶圓級微系統集成高端制造項目不僅是對自身競爭優勢的鞏固,也是國內集成電路產業鏈整體發展的催化劑,有望帶動產業整體技術水平更進一步發展。

審核編輯 黃昊宇