近幾年,中國半導體產業繼續維持高速增長態勢,增長率超過了20%;IC設計、封測、晶圓製造以及功率器件是為4大推動主力。其中,封測行業在過去十多年中,因成本比較高,主要靠量推動發展,並是過去我國半導體產業4大推動力中產值最高的一塊。不過,近兩年來,我國的IC設計行業獲得了巨大發展,2018年其產業營收已經超過了2500億人民幣規模,超過了封測產業的產值,未來還將繼續高速發展。由此,封測行業也將繼續成長,以匹配正在高速發展的IC設計行業發展需求。

從行業發展曆程來看,包括封測行業在內的半導體產業主要由幾類代表性產品所驅動。在上世紀80年代中期,由計算機主機和台式電腦推動發展;這一時期,筆記本電腦的發展勢頭也開始慢慢展現。而到了上世紀90年nian代dai中zhong期qi,筆bi記ji本ben電dian腦nao就jiu成cheng為wei了le整zheng個ge半ban導dao體ti產chan業ye的de驅qu動dong主zhu力li。待dai進jin入ru千qian禧xi之zhi年nian,以yi手shou機ji為wei代dai表biao的de移yi動dong通tong訊xun產chan品pin開kai始shi引yin領ling半ban導dao體ti產chan業ye的de高gao速su成cheng長chang。在zai2010年nian之zhi後hou,集ji各ge種zhong功gong能neng於yu一yi體ti的de智zhi能neng手shou機ji取qu代dai了le上shang一yi代dai產chan品pin並bing高gao速su成cheng長chang,並bing成cheng為wei當dang下xia半ban導dao體ti產chan業ye發fa展zhan的de驅qu動dong代dai表biao。封feng測ce行xing業ye正zheng是shi伴ban隨sui這zhe些xie時shi代dai的de產chan品pin升sheng級ji而er獲huo得de了le巨ju大da發fa展zhan。

xiayigequdongbandaotichanyejixufanrongdedaibiaochanpinyoushishenmene?muqianzhuliuguandianrenwei,shujuyunsuanshidaijianghuichengweidangxiadequdongzhuli,zheshiyinweizaiduanduiduandeyingyongzhong,rushoujipingtai、汽車平台、智能製造、智能家居等,將會構建邊緣雲計算的龐大網絡,形成端應用,這就需要龐大的大數據運算能力,離不開5G、AI、雲(yun)計(ji)算(suan)等(deng)技(ji)術(shu)的(de)支(zhi)撐(cheng)。麵(mian)對(dui)新(xin)的(de)產(chan)業(ye)變(bian)化(hua),封(feng)測(ce)行(xing)業(ye)該(gai)如(ru)何(he)應(ying)對(dui)?需(xu)要(yao)哪(na)些(xie)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)來(lai)匹(pi)配(pei)發(fa)展(zhan)?雲(yun)端(duan)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)非(fei)常(chang)寬(kuan)的(de)帶(dai)寬(kuan),我(wo)們(men)知(zhi)道(dao),摩(mo)爾(er)定(ding)律(lv)及(ji)先(xian)進(jin)製(zhi)程(cheng)一(yi)直(zhi)在(zai)推(tui)動(dong)半(ban)導(dao)體(ti)行(xing)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan),封(feng)裝(zhuang)行(xing)業(ye)也(ye)需(xu)要(yao)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)來(lai)支(zhi)持(chi)新(xin)的(de)封(feng)裝(zhuang)需(xu)求(qiu),如(ru)高(gao)性(xing)能(neng)2.5D/3D封裝技術、晶圓級封裝技術、高密度SiP係統級封裝技術、高速5G通訊技術以及內存封裝技術等,這些將會成為接下來封裝行業跟進產業潮流的主流技術及方向。2.5D/3D先進封裝集成目前,需要從FcBGA等平台上提供最大的封裝尺寸,從傳統的2.5D封裝提供轉接板工藝開始,深入開發及提供低成本方案,比如長電科技的UFOsjibanjishu,jikeyitidaiyuanlaidejiban,yekeyizaijibanzhongzengjiayicengbomo,haikeyizuoweigaomidudefengzhuangfangan,congerjiangdifengzhuangdechengben,bingtigaochanpindexingjiabi。

晶圓級封裝技術晶圓級封裝技術應用非常廣泛,成長也非常迅速,目前可以做到8英寸、12英寸多層封裝。該技術還可以用來實現Remain封裝,可以很好地提高產品的可靠性。其中,Fan-Out技術是當下晶圓級封裝技術中的熱門,這需要利用晶圓級平台來實現,星科金鵬推出的eWLB正是Fan-Out技術方案之一,DECA和近幾年台積電采用的InFo也是行業重要的晶圓級Fan-Out封裝方案。eWLB和FO-ECP是長電科技目前施行的主要方案,其中eWLB屬於通用級技術,使用領域廣泛;而FO-ECP為長電科技專門開發的新技術,能對封裝體提供支持,側重於尺寸比較小的產品的封裝,主要麵對消費級、功率器件領域產品。當然,利用Fan-Out方(fang)案(an)也(ye)可(ke)以(yi)為(wei)高(gao)密(mi)度(du)芯(xin)片(pian)互(hu)聯(lian)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)提(ti)供(gong)支(zhi)持(chi),這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)偏(pian)向(xiang)於(yu)芯(xin)片(pian)工(gong)藝(yi)的(de)封(feng)裝(zhuang)技(ji)術(shu),可(ke)在(zai)晶(jing)圓(yuan)層(ceng)麵(mian)實(shi)現(xian)局(ju)部(bu)優(you)化(hua),通(tong)過(guo)互(hu)聯(lian)技(ji)術(shu),將(jiang)不(bu)同(tong)的(de)芯(xin)片(pian)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)。 
係統級封裝集成SiP

係統級封裝是目前各封裝企業著力發展的重要技術,其驅動力主要來自兩個方麵,一是摩爾定律邁向收官階段,行業的發展越來越困難;值得慶幸的是,目前有消息稱,基於矽基技術,摩爾定律有望延後到2040年(nian)才(cai)會(hui)終(zhong)結(jie),當(dang)然(ran),越(yue)往(wang)後(hou),每(mei)一(yi)次(ci)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)所(suo)付(fu)出(chu)的(de)成(cheng)本(ben)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)係(xi)統(tong)級(ji)封(feng)裝(zhuang)集(ji)成(cheng)技(ji)術(shu)來(lai)實(shi)現(xian)更(geng)為(wei)精(jing)密(mi)的(de)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao),從(cong)而(er)可(ke)以(yi)推(tui)出(chu)不(bu)同(tong)的(de)器(qi)件(jian)、不同功能的元件,如2D、3D、duocengdiejiadengjishu,jiangxianyoudejishuyunyongqilai,xingchengfengzhuangxitongjicheng。muqianpingguochanpinzaixitongjifengzhuanglingyuyijingzouzailexingyeqianlie,qishoujichanpinzhongcaiyongdaoxitongjifengzhuangdeyuanqijianjihuzhandaolezhenggechanpindeyiban,shengxiadeyibanweijingyuanjifengzhuang。mokuaihuachanpinshejiyijingchengweipingguogongsidebiaopei;他的這一動作,為封裝行業的發展指明了道路,也影響了行業的產品設計走向,目前三星、華為、索尼、小米等企業也在慢慢往係統級封裝領域靠攏。

係統級封裝技術可以解決目前我們遇到的很多問題,其優勢也是越來越明顯,如產品設計的小型化、功能豐富化、產品可靠性等,產品製造也越來越極致,尤為重要的是,提高了生產效率,並大幅降低了生產成本。未來,係統級封裝將在小型化、高密度封裝、散(san)熱(re)方(fang)麵(mian)發(fa)揮(hui)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。當(dang)然(ran),難(nan)點(dian)也(ye)是(shi)存(cun)在(zai)的(de),係(xi)統(tong)級(ji)封(feng)裝(zhuang)的(de)實(shi)現(xian),需(xu)要(yao)各(ge)節(jie)點(dian)所(suo)有(you)技(ji)術(shu),而(er)不(bu)是(shi)某(mou)一(yi)技(ji)術(shu)所(suo)能(neng)實(shi)現(xian)的(de),這(zhe)對(dui)封(feng)裝(zhuang)企(qi)業(ye)來(lai)說(shuo),就(jiu)需(xu)要(yao)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)封(feng)裝(zhuang)技(ji)術(shu)積(ji)累(lei)及(ji)可(ke)靠(kao)的(de)封(feng)裝(zhuang)平(ping)台(tai)支(zhi)撐(cheng),如(ru)高(gao)密(mi)度(du)模(mo)組(zu)技(ji)術(shu)、晶圓級封裝技術等。而且,針對不同產品,封裝技術也不同,如手機的RF模塊,其上集成了不同的芯片、不同的元器件等,每一種元件對封裝的要求都不一樣,這就要求封裝企業要有足夠的技術和經驗來應對。 5G高速通信封裝當下,與係統級封裝技術緊密相連的應用正是5G通信。5G的標準有三大塊:5G毫米波、6GHz的5G技術、5G IOT,它們都要求端對端高速連接,進而要求產品要具備較高的頻率,當然也會造成因波長變短而衍生的新問題,如5G手機的噪聲將會變大,這隻能通過將天線與手機芯片直接集成來解決,這本質上就是係統級封裝在特定領域的應用。正因為5G時代即將到來,封裝企業針對5G封裝技術的開發,正處於激烈的競爭階段。目前不同的企業,其封裝技術也不一樣,如陶瓷晶圓級技術方案等。在5G封裝應用中,電磁輻射的影響也亟需解決。5G產品的MIMO有很多不同的元件需要同步工作,這會造成嚴重的電磁幹擾,電磁屏蔽無可避免。目前行業主要提供有腔體屏蔽、半屏蔽以及全屏蔽三種方案。

內(nei)存(cun)封(feng)裝(zhuang)內(nei)存(cun)需(xu)求(qiu)依(yi)然(ran)火(huo)爆(bao),目(mu)前(qian)半(ban)導(dao)體(ti)行(xing)業(ye)實(shi)現(xian)的(de)增(zeng)長(chang)中(zhong),絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)與(yu)內(nei)存(cun)有(you)關(guan),因(yin)此(ci),封(feng)裝(zhuang)企(qi)業(ye)也(ye)非(fei)常(chang)關(guan)注(zhu)內(nei)存(cun)領(ling)域(yu)產(chan)品(pin)的(de)封(feng)裝(zhuang)。從(cong)技(ji)術(shu)角(jiao)度(du)看(kan),目(mu)前(qian)存(cun)儲(chu)封(feng)裝(zhuang)主(zhu)要(yao)是(shi)堆(dui)疊(die)技(ji)術(shu),但(dan)隨(sui)著(zhe)要(yao)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao),Flip Chip、TSV等封裝技術將會被越來越多地應用到內存封裝上來,包括晶圓級封裝Fan-Out方案。除了專門的內存封測企業,長電科技等通用的封測企業也會越來越多涉及內存封測,堆疊超薄、隱形切割等技術也將會更多地得到應用。由於摩爾定律走向困難期,存儲封裝更多地引入了3D封裝技術,有效解決了2D技術中不大容易被解決的問題,通過該技術,目前已經成功封測出了存儲空間高達1TB的內存產品。
注:本文內容來自江蘇長電科技高級副總裁梁新夫先生在2018年IC設計年會的演講,芯師爺對其內容做了部分編輯,感謝梁新夫先生。