2018年1月21日ICTech Summit 2018 第二屆IC咖啡國際智慧科技產(chǎn)業(yè)峰會在上海召開，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會副理事長、國家封測產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副理事長兼秘書長于燮康出席會議并發(fā)表了題為《中國集成電路封測產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與創(chuàng)新平臺》的主題演講。

報告分為五大部分：

一、集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及特點(diǎn)；

二、集成電路封測產(chǎn)業(yè)概況；

三、先進(jìn)封裝與系統(tǒng)集成創(chuàng)新平臺；

四、《集成電路工業(yè)全書》封測章節(jié)；

五、02專項(xiàng)先進(jìn)封測研究報告概況。

一、集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及特點(diǎn)

集成電路是信息化時代的“糧食”，上至關(guān)乎國防安全的軍事裝備、衛(wèi)星、雷達(dá)，下至關(guān)系普通百姓生活的醫(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?？梢哉f，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): 一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;

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,  一納米相當(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、分級測試等二百余個步驟；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。

與傳統(tǒng)制造業(yè)相同點(diǎn)：規(guī)模效應(yīng)

與傳統(tǒng)制造業(yè)不同點(diǎn)： 不可修復(fù)、流程復(fù)雜、制作周期長、機(jī)器精度高、持續(xù)投入強(qiáng)度高、營運(yùn)成本高、運(yùn)作系統(tǒng)非常復(fù)雜，強(qiáng)調(diào)整個團(tuán)隊(duì)的互動合作；

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(diǎn)叫“贏者通吃”。

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(dú)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)；

• 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。

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。

二、集成電路封測產(chǎn)業(yè)概況

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(yùn)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（More than Moore）的主要趨勢。

02專項(xiàng)推動中國封測業(yè)發(fā)展

專項(xiàng)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(xiàng)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(diǎn)。

專項(xiàng)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(diǎn)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(xiàng)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(xiàng)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。

國內(nèi)封測產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)于設(shè)計(jì)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(jì)領(lǐng)域，我們和世界一流水平是有技術(shù)代差的。

在封測業(yè)，長電科技營收是日月光的62%，預(yù)計(jì)2017年提高至70%, 差距較小。

而在芯片制造業(yè)，中芯國際營收是臺積電的10%不到；設(shè)計(jì)業(yè)，海思的營收是高通的28.5%，如果和三星，英特爾這樣的IDM企業(yè)比，差距則更大。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)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。

技術(shù)最新發(fā)展情況

封裝技術(shù)最新發(fā)展情況主要表現(xiàn)在3個方面：

1、2.5D和3D封裝技術(shù)量產(chǎn)推進(jìn)

1.1、2.5D硅轉(zhuǎn)接板的成本，目標(biāo)價格小于1美分/mm2

1.2、2.5D/3D設(shè)備、工藝和材料一攬子解決方案

1.3、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)

2.1、 2.5D封裝CPU/存儲集成

2.2、扇出型晶圓級封裝

3、設(shè)計(jì)、仿真與EDA工具

3.1、多能域、多層次、DFX協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)

3.2、以TSV技術(shù)為代表的工藝仿真技術(shù)

3.3、三維電學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)

3.4、熱管理系統(tǒng)

3.5、可靠性與失效分析系統(tǒng)

未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

于燮康從四個方面對說明了未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，分別是：一、AI、5G、功率器件等SiP模塊封裝、二、晶圓級MEMS封裝、三、物聯(lián)網(wǎng)和穿戴式芯片封裝、四、光互連芯片封裝

1、AI、5G、功率器件等SiP模塊封裝

1.1、Wireless射頻模塊，集成WLAN+BT+FM+GPS+…

1.2、高壓大功率IGBT模塊

1.3、IPD集成SiP封裝技術(shù)

2、晶圓級MEMS封裝

2.1、MEMS多芯片晶圓級封裝產(chǎn)品

2.2、集成TSV結(jié)構(gòu)的MEMS封裝器件

2.3、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

3.1、小型化低功耗芯片封裝方案

3.2、防靜電、抗信號干擾的模塊設(shè)計(jì)

3.3、綠色電子產(chǎn)品

4、光互連芯片封裝

4.1、硅基光電子一體化整合

4.2、集成TSV的3D晶圓級封裝

4.3、芯片間、系統(tǒng)間大數(shù)據(jù)互連

存在的技術(shù)挑戰(zhàn)

目前還存在兩大技術(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)

1.1、互連尺寸微縮下工藝良率問題

1.2、Low K芯片封裝CPI問題

1.3、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)

2.1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，高密度小型化兼顧散熱

2.2、工藝開發(fā)，如晶圓拿持和基板形變管控

2.3、材料選擇，平衡封裝材料CTE和模量參數(shù)

三、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。

中心優(yōu)勢

中科院微電子所封裝系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室全部派駐；企業(yè)化運(yùn)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。

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(jì)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(jì)劃項(xiàng)目20項(xiàng)；累計(jì)完成625項(xiàng)專利申請，授權(quán)專利達(dá)到242項(xiàng)；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吋晶圓進(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。

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吋（兼容8吋）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。

中心服務(wù)情況

2017年服務(wù)企、事業(yè)單位，國內(nèi)外客戶超過300余家。

全面打通工藝平臺，WLCSP、Wafer bumping、2.5D TSV Interposer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，年增長收入達(dá)到20%，2017年公司扭虧為盈，實(shí)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、*、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(shí)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*等企業(yè)形成了穩(wěn)定的合作關(guān)系，支持多項(xiàng)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(yàn)證，電測結(jié)果合格，通過用戶認(rèn)證。

牽頭由25家單位組成的板級fanout技術(shù)聯(lián)合體，包括*、矽品等海內(nèi)外知名企業(yè)。

申請TSV 靶材ASTM國際標(biāo)準(zhǔn)。

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(yàn)證平臺”；

• 聯(lián)合美國、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(xiàng) “大學(xué)合作計(jì)劃”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。

專利成果

累計(jì)申請專利624項(xiàng)，其中發(fā)明專利606項(xiàng)；累計(jì)有效授權(quán)專利242項(xiàng)，其中國際專利授權(quán)：8項(xiàng)；專利涵蓋TSV、基板、3D封裝等多項(xiàng)技術(shù)；計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)：2項(xiàng)；2017年產(chǎn)生knowhow22項(xiàng)。

（協(xié)會秘書處）