采訪:幻實 排版:孫智超
幻實說
先進封裝技術尤其是第四代封裝技術TSV,經過近年來的發展已經受到行業的廣泛認可,其更好的電氣互連性能、更寬的帶寬、更高的互連密度等多種優勢使各大半導體廠商不斷對TSV立體堆疊技術投入研究和應用。
作為國家提前布局的國產先進封裝企業——華進半導體,如今發展如何?今天邀請到了華進半導體市場與產業化部總監周鳴昊先生和我們分享華進半導體作為國家級先進封裝技術研發中心的探索之路。
芯片揭秘主播幻實(左)對話
華進半導體市場與產業化部總監周鳴昊先生
以下由采訪內容整理
感謝中科院微電子研究所的大力支持
本期話題
1.國產先進封裝的誕生之路
2.服務產業鏈需求的重要性
3.國產為主,一站式服務
4.第四代封裝技術TSV的發展趨勢
國產先進封裝的誕生之路
幻實(主播)
請問華進半導體創辦了有多長時間?又經歷了怎樣的一個發展過程?
周鳴昊(嘉賓)
我們公司是由中科院微電子所牽頭,于2012年年底在無錫注冊成立的,到現在已經第8年了。公司從誕生至今一直致力于從事先進封裝領域的工藝技術開發與工程應用技術開發。
國內整個集成電路行業一直在追趕國際先進水平,在先進封裝這個領域,我們跟國外的差距相對較小,所以決定在先進封裝領域應該優先做一些布局,這樣也能更快地拉近與國際先進水平的差距,這就是華進半導體成立的一個背景和初衷。
幻實(主播)
當時國內對先進封裝概念了解的多嗎?團隊創建時有遇到什么困難嗎?
周鳴昊(嘉賓)
在2012年底公司創立之初,當時對先進封裝的概念很多人都不是太清晰,接觸的也不多,所以開始的時候還是比較辛苦的。
國內當時做先進封裝的公司還很少,我們的團隊人員主要是中科院微電子所系統封裝實驗室的博士和專家,以及國外一些有代表性的研究機構及公司的人才。由于很多的工藝起初我們缺少設備制造,只能依托國外的一些設備廠家協助我們做這件事。
那時候國內整個行業都屬于剛起步階段,我們的股東包括了一些封測行業里面的上市公司,大家都看到了先進封裝的重要性,也剛開始做先進封裝。所以早期的時候雖然辛苦,但是有著明確的目標和動力,整個項目推進的速度和整體的效率實際上還不錯。
幻實(主播)
當了行業內的先行者和領路人,一路走來肯定會有很多艱辛的感受,公司目前發展到什么程度了?有沒有什么值得驕傲的事情跟我們分享一下?
周鳴昊(嘉賓)
華進成立的時候,實際上國家跟行業給我們的定位就是一個以技術研發為主的非盈利機構,但同時我們又是一個企業,既要承擔自負盈虧的風險,又要有自主創新的發展眼光,還要起到引領行業發展的作用,其實壓力是比較大的。公司這些年的發展,得到了行業以及各級領導單位的多方支持和認可。
華進運行到現在已經連續三年盈利,目前整體已經基本實現了可持續發展。另一方面我們在2020年初正式獲批國家集成電路特色工藝及封裝測試創新中心“國家制造業創新中心”的稱號,正式成為了國家隊。得到這些成果也是對我們的努力和前期發展模式的認可,隨之而來就要進入到新一輪的投入跟再發展的過程中。
服務產業鏈需求的重要性
幻實(主播)
華進開始創建的時候,似乎更多的是填補產業鏈的空白。目前來說,你們在服務產業客戶時,在解決市場化以及要保存國有的責任感之間是如何來尋找平衡的?從經營團隊來講,有沒有一些心得可以分享?
周鳴昊(嘉賓)
首先我們還是立足于自己是企業,不會去破壞市場的競爭規則,還是遵照市場化的行為運作,正常報價,簽訂商業合同,按照流程來做。
另一方面華進會支持產業界的一些中小創的企業,我們本身是個服務平臺,希望幫助產業鏈中的中小創企業解決一些具體問題,幫他們去整合產業鏈的資源。
另外一方面華進跟一些大企業、國企以及國家的科技項目合作,全力去推進科技研發和國家的產業發展。我們會毫不吝嗇的把大量的資金投入到研發中去,雖然研發和設備人員投入的資金占比非常高,投入非常大,但是我們還是會持續不斷的繼續下去。
華進半導體產業分布圖(圖源:華進半導體官網)
國產為主,一站式服務
幻實(主播)
華進志存高遠,腳踏實地,經過數年的運營和產業上的深耕,可能會有一些更深的領悟和想法,請您給我們來講一講目前華進在市場上提供什么樣的特色服務?哪些方面是你們獨有的優勢?
周鳴昊(嘉賓)
我們有一條12英寸的晶圓級封裝線,這條線的主要優勢在于大部分的裝備與材料都是國產的,在現在市場行情下,這條以國產裝備為主的產線就顯得很特別也格外重要。
我們是國內比較早能夠提供從封裝設計、仿真、晶圓工藝到后道組裝工藝的公司,相當于一站式服務的企業,這樣的公司為數不多,同時我們也為行業培養了很多的人才。在跟芯片設計公司合作時,我們從前期芯片設計階段就參與進來,提供封裝方案的設計,后面的晶圓工藝跟組裝工藝一直伴隨著前期的工程PE、研發分享、批量量產。
華進主打的技術實際上還是TSV技術及TSV相關的技術,扇出型封裝成套工藝,以及圍繞先進封裝工藝的系統級封裝技術。我們有TSV硅轉接板(硅基板)成套工藝能力,包括高深寬比TSV工藝、細線路多層RDL、常規凸點及微凸點、via last TSV、via middle TSV這些工藝。另外我們現在也在后道的多芯片大尺寸的 SiP上布局與產業化。
典型SiP封裝結構示意圖
(圖源:華進半導體官網)
我們還孵化了一個做失效分析可靠性的企業,目前已經服務了好幾百家企業,這個公司定位比較清楚,也希望業界多多支持,能夠讓它迅速發展起來。
除了服務以外,我們主要還是做研發。有關芯片的新技術,哪怕是一些原創技術,需要做一些工程化的研發,二次技術的開發等等,都可以找我們合作,華進有很強的技術研發團隊,中科院微電子所也有很好的研發資源的支持。
第四代封裝技術TSV的發展趨勢
幻實(主播)
TSV是華進的優勢技術,也是非常重要的一個發展方向,能給我們簡單科普一下這個技術的構成和發展趨勢嗎?
周鳴昊(嘉賓)
我們通過把芯片的互連長度進一步的縮短,以提高封裝系統的性能,就是從原來的打線進一步縮短到做凸點,我們稱之為Bumping。
再進一步的縮短它的互連強度,就要通過TSV,全稱叫做穿透硅通孔技術,硅通孔就是在我們芯片里面,通過刻蝕做一個垂直的孔,內部做金屬化來把這個信號從芯片的一面引到另一面,以實現相當于信號的互連,這是一種比較先進的封裝的互連形式。實際上國外前道廠做的比較早比較多,國內前道廠起步比較晚,所以現在穿透硅通孔技術就落到我們中道廠來做這個事。
基于TSV轉接板的2.5D光電封裝
(圖源:華進半導體官網)
TSV技術本身也分成好幾塊,有在前道廠完成的,有在我們中道廠晶圓工藝完成的。目前國內一些量產廠逐步也具備了這方面的能力,但是比較偏前瞻性的,技術指標相對更高一些的,主要還是華進負責在做。
TSV技術的發展趨勢就是把它做的更小更細更密,一方面為了在同一個面積里面實現更多的垂直互連,使得它的支撐力度更進一步的增加,第二個方面為了把垂直互連做得更好,使得它可以通過的信號指標、射頻性能更優秀,另外也是通過TSV技術實際上來解決一些散熱的問題。
幻實(主播)
TSV目前有很多的優勢,那有沒有什么難點或者挑戰的地方?
周鳴昊(嘉賓)
這個技術現在不光是封裝廠在做,前道廠像臺積電因特爾這些都在做。那么實際上最大的一個問題就是商業模式的問題,最后到底是落在前道廠,還是在IDM廠,還是在封裝廠來做,如果投資這個領域可能會比較猶豫。
第二點從設備投入到整個的工藝難度來看,成本還是偏高,所以現在TSV基本上是用在一些相對高端的產品上,或者說一些必須用到垂直互連的應用領域,這個可能是對TSV快速推廣發展比較大的制約因素。
幻實(主播)
華進恰恰把這方面的布局已經做完了,也就掌握了一定的主動權。
周鳴昊(嘉賓)
我們是從2012年2013年開始著手這件事,起初的幾年,因為處在技術積累的階段,我們擁有很少的客戶。
現在市場對TSV的認可程度大大增加,也得益于芯片巨頭,比如臺積電、英特爾,他們都推出了自己相關的技術和產品,也起到一個很好的科普作用。
幻實(主播)
又一次證明了華進成立的初衷是為了補全產業鏈的空白,越是困難,越是市場化沒辦法把它解決的,越是要自己建,可以看出華進是一家特別有社會和國家責任感的公司。
您作為行業內資深的從業人員,對這個行業發表一些看法或者是期許的話,您的觀點是什么?
周鳴昊(嘉賓)
首先我希望更多的大學生可以投入到這個產業里來,從做設計做工藝這些看起來比較累的工作開始。這個行業現在還是非常缺人的,它是個厚積薄發的產業,你前面付出的辛苦和打下的基礎,以后都是會有所回報的。
對整個產業來說也希望大家能夠團結一致,眼光放的長遠一些,避免一些惡性競爭和急功近利的做法,希望大家可以踏踏實實的專研技術,既要兼顧收益,兼顧資本,又要兼顧技術積累。現在行業里面大家都想去做應用,做產品,從事技術科學的人不多,真正做基礎科學研究的也不多。希望大家可以多多關注這個產業,也為產業多輸送一些人才,提供一些支持,對這個產業多一點奉獻。
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幻實說
作為芯片產業鏈重要一環的封裝環節,國內一直在日益追近與國際先進水平的差距。一方面歸功于國家的提前規劃和布局,另一方面也是以華進為代表的國產先進封裝企業不斷突破固有思維,不斷培養人才和對技術積累的成果。
通過“華進模式“我們不難發現,中國半導體產業的發展突破是有跡可循,有不少的成功經驗可以學習的。針對芯片國產化之路行業人要做到不驕不躁,有的放矢,每個細分行業都可以像華進一樣摸索出一條屬于自己的發展道路。
原文標題:芯片揭秘 | 華進半導體,國家級先進封裝技術研發中心的探索之路
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