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突破800亿元!上半年我国集成电路封测业销售额刷新记录

作者:于燮康,系国家集成电路封测产业链技术创新战略联盟副理事长兼秘书长

集成电路封测产业作为集成电路产业链中不可或缺的重要环节,是伴随着集成电路芯片不断发展和变化的,近年来在整个集成电路产业链中的地位日见凸显。在《国家集成电路产业发展推进纲要》和国家集成电路产业投资基金的推动下,集成电路封装测试业在资本并购层面展示出前所未有的活力,成长速度远高于全球平均水平。特别是国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”的迅速启动,封装测试业的技术能力和工艺水平不断得到提高,中高端产品的先进封装技术工艺持续与国际水平接轨,产品结构不断优化。

近五年国内封测业内资企业实力不断增强

至2016年年底,国内规模以上集成电路封装测试企业有89家,其中本土企业或内资控股企业占35%%。内资企业以封测代工业为主,外资企业以IDM型为其母公司封装测试自有产品为主。在世界集成电路封装测试业前十大企业中,2012年长电科技进入,排名第6位。2016年长电科技以销售额28.99亿美元,同比增长12.6%%,占世界集成电路封测十大企业营收入总额的14.90%%,跃居第三;华天科技、通富微电也进入世界前十大企业,排名第七和第八。

集成电路封测业规模不断扩大。2017年1~6月国内集成电路封装测试业销售额800.1亿元,同比增长13.2%%,达到了2012年全年的销售额。2016年国内集成电路封装测试业销售收入1523.2亿元,为2012年的805.68亿元的189.2%%。预计到2017年,国内集成电路封测业销售收入将是2012年的2倍。

近年来集成电路封测业分布更趋合理。国内封装测试企业主要集中于长江三角洲、京津环渤海湾、中西部和珠江三角洲地区,占比分别为56.2%%、14.6%%、12.4%%、12.4%%;其他地区占比4.4%%。

国内封测业技术创新能力不断得到提升

国内集成电路封装的四大领军企业,长电科技、通富微电、华天科技和晶方科技在先进封装技术上不断深化布局、加强研发力度,并取得一定的进展,代表了国内集成电路封测的先进工艺技术水平。根据封测行业不完全统计,至2016年国内的集成电路产品中,中高端先进封装的占比约为32%%,国内部分主要封测企业的集成电路产品中,先进封装的占比已经达到40%%~60%%的水平。

长电科技拥有全球专利的微小型集成系统基板工艺技术,广泛应用于多芯片和SiP集成的QFN、LGA、BGA封装。其关键技术是在面板封装上实现扇入(Fan-in)和扇出(Fan-out)设计能力,细微的尺寸带来超小超薄的封装。在微小型集成系统基板工艺技术(MIS)、25μm超薄芯片堆叠工艺技术等方面,已达到国际先进水平,拥有多项自主知识产权。同时,基于Cu Pillar的低成本高密度先进倒装封装技术-fcCuBE,显著降低了倒装封装中由于密间距和高I/O带来的高成本。

华天科技在多圈V/UQFN、FCQFN和AAQFN封装工艺技术研发上,取得了长足的进展。在TSV(SiP)封装技术方面,12英寸图像传感器晶圆级封装,硅基麦克风基板封装实现了规模化量产;在指纹识别上,开发出TSV硅通孔晶圆级封装方案和超薄引线塑封技术;国产CPU的FCBGA封装技术量产成功;FC+WB技术,PA封装技术进入了批量生产阶段。

通富微电在先进封装领域,如BGA、FC-CSP(Copper Pillar)、WLP、SiP等方面有良好的进展。在12英寸28nm先进封装测试全制程方面成功量产。在Copper Clip产品上,实现了多芯片封装,单颗产品最多包含4片Clip,无键合打线,并通过客户可靠性验证实现量产。

苏州晶方专注于先进封装领域,坚持自主研发,其CIS晶圆级先进封装、指纹识别芯片晶圆级先进封装和MEMS晶圆级先进封装均达到国际先进水平。针对虚拟现实、智能制造及汽车电子等新领域进一步投入下一代先进封装工艺的开发。

封测板块重大科技专项取得显著成效

据初步统计,国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”项目在集成电路封测产业链技术创新战略联盟的积极推动下,发挥“大兵团作战”优势,至2016年年底实现重大专项项目的销售额达104.47亿元,申请专利2622项,授权1240项。

在国家重大科技专项的推动下,集成电路先进封装技术有了长足的进步。国际领先的TSV-CIS、Wafer Bumping、FBGA、FC-BGA、WLCSP、FBGA、MEMS、RF-SiP等先进封装技术成功开发或已规模导入量产。长电科技、华天科技、通富微电等企业在“3D-MIS封装技术”、“多圈FCQFN封装技术”和“FCCSP封装技术产品”等领域取得了新的突破。苏州晶方率先建成世界首条12英寸CIS TSV晶圆级封装量产线。高端40nm/28nm等技术节点相应的高密度封装技术、大功率器件封装技术、封装系统集成技术的开发及产业化成效初显;高端封装规模及比重进一步增加,具备与国内和部分国外IC设计企业的全面配套能力(设计、开发、封装、测试等);新型自主知识产权封装技术获得国际主流认可,开始进入规模量产。

在国家科技重大专项的支持下,国内企业的研发水平不断提高。“高端封装工艺及高容量闪存集成封装技术开发与产业化”等项目顺利通过了专项组织的验收,并成功获得了国内外高端客户连续增长的订单。封装测试设备与材料应用工程项目和封测工艺、装备及材料开发及产业化项目顺利展开,如无引脚、细节距、多芯片、叠层、芯片级、系统级、圆片级、硅穿孔等系列先进封装技术的研发,产业链、产学研用之间的合作进一歩得到加强,创新体系、创新实力、创新效果大大改善,推动了我国集成电路封测产业链的健康发展。

更为可喜的是,由中科院微电子所和封测产业龙头企业长电科技、通富微电、华天科技、深南电路、苏州晶方等9家单位共同投资建立的华进半导体封装先导技术研发中心,通过以企业为主体的产学研用结合新模式,开展系统级封装/集成先导技术研究,研究领域包括2.5D/3D硅通孔(TSV)互连及集成关键技术、晶圆级高密度封装技术、SiP产品应用以及与封装技术相关的材料和设备的验证、改进与研发。目前已建成完整的12英寸(兼容8英寸)中道工艺生产加工平台和微组装平台、拥有两个工程类研发中心和三个公共技术服务平台,具有12英寸晶圆TSV制造技术能力和细节距微凸点制造能力以及先进封装微组装能力,同时具备芯片的前端测试和可靠性分析能力,以及先进封装设计仿真能力。不仅可以向企业定向提供封装成套技术开发、技术转移、工艺加工等服务,还可以为产业界提供一个公共服务研发平台,开展共性技术攻关。我国企业已经拥有585项国内(国际)专利、为100多家企业提供数百项技术服务、开发了多款具有产业化前景的产品,衍生、孵化了多家企业。

产业基金的参与进一步做大做强封测产业

随着《国家集成电路产业发展推进纲要》的逐步落地,以及国家集成电路产业投资基金项目启动,国内龙头企业陆续启动扩产、收购、重组,带动了整个集成电路产业的大整合,国内封测企业也加快了国际化进程。如长电科技收购星科金鹏、通富微电收购AMD封测厂、华天科技收购美国FCI等,大大加强了国内企业的技术实力。

中芯国际成为长电科技最大单一法人股东,全力朝向虚拟IDM厂迈进,吸引IC设计业者高度关注,尤其高通已投资中芯长电,联发科亦积极与长电科技、通富微电合作,凸显晶圆代工及封测厂结盟新策略,已逐渐整合成新势力。长电科技与中芯国际合作建设的中芯长电,具有12英寸凸块加工及配套晶圆芯片测试能力,成功实施凸柱12英寸封装,更好地贴近了中国这一全球最大的移动终端市场,从而帮助芯片设计公司明显地缩短市场反应时间,更好地服务于快速更新换代的移动终端市场。通富微电与华虹宏力、上海华力在芯片设计、8/12英寸芯片制造、凸点制造、微凸点测试等中段工艺技术、FC/TSV/SiP等先进封装测试技术方面进行战略合作,合作开发相关技术,实现全产业链贯通,优势互补,资源共享,组成合作共赢的战略同盟。

除此,长电科技还在苏北宿迁、安徽滁州等地进行投资扩产,华天科技分别在西安、昆山等地实施产业扩展,通富微电在合肥、厦门实施投资扩建等。

协同创新是推动封测业下一步发展的关键

从后摩尔时代的发展方向来看,封测技术的发展必将为产业发展带来前所未有的机遇,产业链全方位协同创新将是推动我国集成电路封测业进一步发展的重要途径之一。

共性技术研发平台——华进半导体,是后摩尔时代企业创新协同模式的一次有益探索。华进模式很好地解决了企业间竞争与合作的矛盾,充分利用了企业间的优势资源,也解决了研发过程中知识产权的归属等问题,研发平台对提升行业的整体技术水平起到了很好的促进作用。

晶圆和封装的协同——中芯长电。随着“中道”的诞生,封测企业与晶圆制造企业的合作,成为一种新的协同模式。长电科技与中芯国际建立具有12英寸凸块加工及配套测试能力的产业链,采用纯代工模式,专注于半导体中段先进工艺开发和制造;华天科技与武汉新芯,通富微电与华力电子,相继展开深层次合作。

协同设计,这是基于产品研发的一种设计和封装的创新模式。现今由于芯片功能、电源管理等变得愈来愈复杂,封装的结构也愈发复杂。传统的IC-封装-PCB依次的设计顺序已经不适用于今天的产品。 IC-封装-PCB之间的综合协同设计已成为必然。

联合体协同,这是基于封测产业链协同创新模式。主要应由终端用户、设计企业、芯片企业、封测企业、以及材料、设备供应商等组成完整的集成电路产业链,协同产业链优势技术、人才和资源,解决关键技术、大型设备、核心材料在研发初期缺乏资金、人才、技术和设备的困境, 最终满足终端用户的产业需求。

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责任编辑:赵强


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