我国封测产业正在崛起

目前我国已形成集成电路设计、晶圆制造和封装测试三业并举的发展格局，封测产业链的技术含量越来越高，在集成电路产品的成本中占比也日益增加。业内领先的企业长电科技、华天科技、通富微电等三大国内企业的技术水平和海外基本同步，如铜制程技术、晶圆级封装、3D 堆叠封装等。其中，2015 年长电科技、华天科技已跻身集成电路封测业世界排名前十位。

不仅如此，封测企业的国产化也在不断提升。据初步统计，长电科技、华天科技、通富微电的封装专用装备中60%以上实现了国产化。此外，苏州晶方大批量采用国产装备已建成全球首座 12 英寸3D TSV 晶圆级封装生产线，月产能超 2 万片，国产化率达 80%，实现销售超 20 亿元。封测装备的自主突破与国产化为保障我国集成电路封测产业的自主可控、保障国家信息安全发挥了重要作用。

重大封装测试是集成电路产业链必不可少的环节。封装是指对通过测试的晶圆进行划片、装片、键合、封装、电镀、切筋成型等一系列加工工序而得到的具有一定功能的集成电路产品的过程。封装是保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤，增强芯片的散热性能，以及将芯片的 I/O 端口联接到部件级（系统级）的印制电路板（PCB）、玻璃基板等，以实现电气连接，确保电路正常工作。测试主要是对芯片、电路以及老化后的电路产品的功能、性能测试等，外观检测也归属于其中。其目的是将有结构缺陷以及功能、性能不符合要求的产品筛选出来。目前，国内测试业务主要集中在封装企业中，通常统称为封装测试业。

封装测试业产值多年来始终占据着我国集成电路产业的半壁江山，而制造装备及材料长期依赖进口，因此，封测装备国产化对我国集成电路产业尤其具有重要意义。

一是国产主要关键装备实现从无到有的突破。随着集成电路产业的发展，推动着芯片封装技术向更高密度、更高性能发展，基于凸点工艺的先进封装技术渐成主流，传统的接近/接触式光刻机已不能满足需求。在先进封装领域，先进封装光刻机是关键设备。为了改变先进封装光刻机完全依赖进口的局面，上海微电子装备有限公司已经成功开发出了用于倒装焊凸点制备的先进封装光刻机。该光刻机具有“大视场、大焦深、高套刻精度、边缘曝光”等技术特点，可满足 8 英寸及 12 英寸硅片封装工艺新要求。这一技术已申请了国家发明专利 74 项，获国家发明专利授权 22 项，申请国际发明专利 3 项。在半年多的试运行期间，长电科技利用该设备成功完成第一批 8 英寸“重新布线及凸点工艺”产品的多层光刻生产任务。国产光刻机能实现零的突破，标志着我国高端封装关键设备创新取得突破，对提升我国集成电路制造的自主创新能力具有重要意义。

二是改变了关键封测设备国外企业一统天下的局面，提升了我国封装领域的本地化配套能力。封测应用工程项目的实施，使研制设备价格比进口设备低 20% 至 30%，迫使进口设备出现了降价的趋势；也带动了我国高端封测装备制造业、材料等产业发展，促进了产业结构调整，提升了我国封测产业链的核心竞争力，形成了装备、材料、工艺的配套能力和较完整的产业链。如，刻蚀机、PVD、匀胶机、光刻机、PECVD、清洗机等已成功地应用于 TSV 封装等先进封装领域，极大提升了我国封装领域的本地化配套能力，促进了封装产业的发展。此外，个别装备研发单位实现了商业化订单，国内生产厂商较快地参与了国际竞争。如，北京中电科公司与俄罗斯某客户正式签订全自动引线键合机销售合同，这意味着国产集成电路后封装工艺关键设备不但打破了国外设备在国内市场上的垄断，并走出了国门，打开了国际市场；晶圆减薄设备已进入了国内一流的集成电路后封装生产线，打破了美、日、德等发达国家在后封装减薄领域的垄断格局。

与国内装备制造业水平提升相伴而行的是封测企业的技术转型。众所周知，全球集成电路产业正进入重大调整变革期，整个产业链技术突飞猛进，向高端领域发展势在必行。在芯片封装领域，随着用户对电子系统或电子整机的要求日益高涨，电子系统或电子整机正在朝多功能、高性能、小型化、轻型化、便携化、高速度、低功耗和高可靠方向发展。集成电路高密度系统级封装（SiP/SoP）目前已成为突破摩尔 Moore 定律的一项重要技术，能够以较经济成本和方式大幅提高系统集成度和性能，与 SOC 技术互补，实现产品和技术跨越式发展，是集成电路产业的技术发展热点之一。

从全球规模最大的集成电路封测企业日月光来看，公司非但拥有多重先进封装技术，而且早早切入了 3D 封装，成为世界先进封装技术的领导者。而受制于知识产权等技术壁垒，封测装备完全依赖进口的我国集成电路封测业，要在先进封装制程领域实现“弯道超车”是难以想象的。对此，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”的实施，彻底改变了关键封测设备国外企业一统天下的局面，为我国集成电路封测企业技术转型，研发先进封装技术，实现“弯道超车”创造了条件。

在实施国家重大专项中，装备企业优先切入量广面大完全依赖进口或者是国外垄断的技术创新项目课题加以立项，扭转了国内封测业依赖国外设备厂商和材料厂商的不利局面，推动了我国集成电路设备及材料的国产化，降低了封测企业设备、材料的购置费用，封测产业的发展形成了从工艺到设备、材料及测试上下游产业的配套。

一方面，国内先进集成电路封装制程设备的研发和推广使用极大地改变了我国集成电路封测业严重依赖外资厂商提供设备的状况，有效降低了生产制造成本，显著提高了我国集成电路封测业的竞争力，给予了我国集成电路封测业在先进封装制程领域“弯道超车”的历史机遇提供了必要条件。另一方面，封测联盟以国家重大专项为重要载体和纽带，通过进一步完善以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，积极开展技术创新、商业模式创新和管理创新。通过掌握制约我国封测产业发展的装备、工艺及材料核心技术，开发有自主知识产权的高端封测产品，培育能参与国际竞争的世界级封测企业，实现我国集成电路封测产业技术水平与世界同步发展。

通过“十一五”、“十二五”应用工程的开展，封装工艺、设备与材料研发及产业化取得了重要进展，逐步向部分高端产品推广应用。封测企业纷纷加大了技术攻关和产品升级转型的投入，2007 年前三大内资封测企业先进封装总体占比不到 5%，现在已达到 35% 以上。在整体技术水平提升的同时，部分具有自主知识产权的先进封装技术开始媲美国际先进技术。

长电科技、华天科技、通富微电、晶方科技、华进研发中心等封装及研发企业对先进封装技术不断深化布局、加强研发力度，并取得一定的进展。例如，其已拥有了全球专利的微小型集成系统基板工艺技术（MIS）；掌握了 FC-CSP、WLP、SiP 等先进封装技术；已在先进封装领域如 FCBGA、MCP、SiP、PoP、TSV 等产品上取得了重大进展并实现量产销售，与全球第一大封测厂日月光半导体的技术差距逐步缩小。

来源：中国战略新兴产业

作者：于燮康 （作者系国家集成电路封测产业链技术创新战略联盟秘书长）