2017年7月25日，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會集成電路分會秘書長、國家集成電路封測產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長于燮康在《第十一屆中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會半導(dǎo)體分立器件年會暨2017中國半導(dǎo)體器件創(chuàng)新產(chǎn)品與應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇》做了《協(xié)同創(chuàng)新，推動中國集成電路封測業(yè)發(fā)展》的主旨報告。

于燮康秘書長的報告共分三部分內(nèi)容，第一部分回顧了中國集成電路封測業(yè)發(fā)展歷程;第二部分講述中國集成電路封測業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn);第三部分提出了未來中國集成電路封測業(yè)的發(fā)展途徑--協(xié)同創(chuàng)新。

下面是根據(jù)于燮康秘書長演講內(nèi)容整理而成。

一、中國集成電路封測業(yè)發(fā)展歷程

中國集成電路封測業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)重要地位，在設(shè)計、芯片制造和封測三大產(chǎn)業(yè)中，封測業(yè)規(guī)模占比近年來一直高于國際上的普遍水平，2016年的占比達(dá)到36.1%。

中國集成電路封測業(yè)起步較晚，大體經(jīng)歷了以下4個階段的發(fā)展過程：

第一階段是初創(chuàng)階段，大致時間是二十世紀(jì)80年代，這時期以通孔插裝式封裝為主，主要代表技術(shù)是DIP(雙列直插封裝)。于秘書長介紹說，中國的集成電路封裝是華晶電子始于1978年。

第二階段是重點(diǎn)發(fā)展階段，大致時間是二十世紀(jì)90年代，進(jìn)入了表面貼裝時代，主要代表技術(shù)是SOP(小外形封裝)、QFP(四方扁平封裝)，主要特點(diǎn)是引腳從兩邊或四邊引出，安裝方式改插裝為表面貼裝，較插裝方式可大大提高引腳數(shù)和組裝密度;這時期產(chǎn)業(yè)規(guī)模總體較小。

第三階段是全面快速發(fā)展階段，大致時間是二十一世紀(jì)初，在2006年之前，國內(nèi)封測業(yè)已開始研究以焊球代替引腳和面陣列形式分布的表面貼裝技術(shù)，主要代表技術(shù)是球柵陣列封裝BGA和多芯片封裝MCP等，在2006年至2010年期間，QFN、BGA、CSP等多項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，與之前相比，封裝技術(shù)有較大突破，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已顯著擴(kuò)大，長電科技于2009年初次躋身全球十大封測業(yè)之列。

第四階段是2011年至今的跨越式發(fā)展階段，這一時期的技術(shù)特征是高密度和小型化，主要代表技術(shù)有晶圓級芯片尺寸封裝(WLCSP)、倒裝球焊陣列封裝(FCBGA)，特別是隨著芯片特征尺寸已接近物理極限，原依靠減小特征尺寸來提高封裝密度的方法遇到瓶頸的情況下，以3D封裝、2.5D硅通孔為代表的封裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為近年來封測業(yè)的一個技術(shù)亮點(diǎn)，總體技術(shù)水平與國際水平進(jìn)一步縮小差距，部分封裝技術(shù)已處于國際領(lǐng)先水平。

根據(jù)法國YOLE的研究數(shù)據(jù)表明，長電科技在先進(jìn)封裝制程方面以7.8%的份額排名全球第三，僅次于英特爾和矽品精密。

據(jù)封測聯(lián)盟提供的2010年-2016年中國集成電路封測業(yè)的銷售規(guī)模數(shù)據(jù)可以看出，中國集成電路封測產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，自2011年起的6年，銷售收入比2010年增長了1.5倍，CAGR為16.39%。

于燮康秘書長表示，對國內(nèi)外先進(jìn)封裝工藝技術(shù)水平比較而言，目前國內(nèi)集成電路三大先進(jìn)封裝技術(shù)：SIP系統(tǒng)級封裝(長電、華天)、WLP晶園級封裝(長電、晶方)、FC倒裝(長電、通富)封裝技術(shù)均己具備并取得突破, 技術(shù)能力與國際先進(jìn)水平基本接近，先進(jìn)封裝占比約20%, 但國內(nèi)封裝業(yè)總體仍以傳統(tǒng)的中低端封裝為主，其封裝形式如SOP(SSOP、TSOP)、QFP(LQFP、TQFP)、QFN/DFN等。預(yù)計未來對高端先進(jìn)封裝技術(shù)的需求將愈來愈多。

從封測聯(lián)盟公布的《中國集成電路封測產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖》可以看出，我國在封裝類型方面已經(jīng)非常齊全。

從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，多年來國內(nèi)封測產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度高于國際封測業(yè)整體發(fā)展的速度，但總體的封裝技術(shù)水平與國際水平還存在不小的差距。

晶圓級封裝(WLP)技術(shù)方面，國內(nèi)主要采用 Fan-in技術(shù)，主要量產(chǎn)WLCSP產(chǎn)品;剛開始Fan-out的小規(guī)模量產(chǎn)，海外技術(shù)發(fā)展多樣化，F(xiàn)an-in、Fan-out、embedded WLP以及晶圓級3D堆疊封裝技術(shù)已經(jīng)成熟。

倒裝(FC)技術(shù)方面，國內(nèi)企業(yè)全部是采用傳統(tǒng)的mass reflow技術(shù)。海外企業(yè)已經(jīng)量產(chǎn)TCB鍵合的FC封裝技術(shù)。國內(nèi)本土企業(yè)組裝芯片尺寸，還沒有超過20x20mm的芯片。國外企業(yè)在貼裝精度和穩(wěn)定性方面有優(yōu)勢，例如環(huán)球儀器對于倒裝芯片裝配的設(shè)備解決方案，兼顧了高速和高精度的特點(diǎn)。

PoP封裝技術(shù)。目前國內(nèi)還沒有實(shí)現(xiàn)先進(jìn)PoP封裝的量產(chǎn);部分外企在量產(chǎn)Bare Die的PoP封裝，海外已經(jīng)在采用先進(jìn)的Substrate Interposer技術(shù)。

TSV(2.5D/3D)技術(shù)。國內(nèi)TSV的應(yīng)用主要是CMOS Image Sensor的封裝，屬于比較低端初級的TSV技術(shù);高端TSV的應(yīng)用，國內(nèi)企業(yè)正處于研發(fā)階段，國際上，臺積電、三星、日月光等國際大公司已具備10微米孔徑達(dá)到10:1的深寬比的能力。

二、中國集成電路封測業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

我國集成電路封測業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，已迎來良好的發(fā)展機(jī)遇。

首先在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)方面，21世紀(jì)初，基于勞動力成本及國內(nèi)產(chǎn)業(yè)政策等綜合因素作用下，國際封測代工廠先后在中國上海、深圳、無錫、蘇州、成都等地投資設(shè)立了封裝測試基地，近年來國內(nèi)企業(yè)和國際大廠兼并重組，提升了中國封測業(yè)的競爭力和技術(shù)水平。

其次在政策機(jī)遇方面，《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》的發(fā)布引來了良好的政策支持,中央和地方的集成電路產(chǎn)業(yè)基金陸續(xù)成立，國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)迎來一個新的發(fā)展高潮。在《推進(jìn)綱要》中明確提出“提升先進(jìn)封裝測試業(yè)發(fā)展水平，在產(chǎn)業(yè)整體快速發(fā)展的大背景下，國內(nèi)設(shè)計業(yè)和制造業(yè)的快速發(fā)展及封裝本土化趨勢為國內(nèi)封測企業(yè)提供了更多的發(fā)展空間”。

最后是技術(shù)發(fā)展趨勢，摩爾定律發(fā)展至今已遇到瓶頸，芯片特征尺寸已接近物理極限，先進(jìn)封裝技術(shù)成為延續(xù)摩爾定律的必然選擇，“封測中道”的崛起和先進(jìn)封裝的快速發(fā)展，封測業(yè)一改以往在集成電路三業(yè)中的從屬地位，重要性顯現(xiàn)。

后摩爾時代的再認(rèn)識

目前，典型的SiP技術(shù)可以包含在封裝技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)得到開發(fā)并持續(xù)發(fā)展的多種先進(jìn)封裝技術(shù)，如WLP、Flip Chip、3D封裝、TSV技術(shù)、IPD、Embedded PCB/Substrate等。從后摩爾時代的發(fā)展方向來看，封測技術(shù)的發(fā)展趨勢必將為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

一是延續(xù)摩爾定律: 繼續(xù)以等比例縮小CMOS器件的工藝特征尺寸，提高集成度，以及通過新材料的運(yùn)用和器件結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新來改善電路的性能。這一定律的發(fā)展方向是IC設(shè)計與制造，主要是SoC技術(shù)。

二是拓展摩爾定律：在市場和應(yīng)用需求的驅(qū)動下，為滿足功能的多樣化，以系統(tǒng)級封裝(SiP),尤其是扇出型封裝、Panel板級封裝等為代表的功能多樣化道路列為半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的新方向，該技術(shù)著眼于增加系統(tǒng)集成的多種功能。

由于先進(jìn)封裝制程帶來的中道工藝，封測業(yè)和晶園制造業(yè)有了緊密的聯(lián)系，在引來良好發(fā)展機(jī)遇的同時，也面臨著新的挑戰(zhàn)。

封裝中道的崛起，必然擠壓晶圓制造業(yè)的份額，有跡象表明，部分晶圓廠已加大封裝中道制程的布局，由于晶圓廠有著技術(shù)和資本的領(lǐng)先優(yōu)勢，將對封測廠形成較大的競爭壓力。

傳統(tǒng)封測廠較晶圓制造業(yè)相比屬于輕資產(chǎn)，引入中道工藝后，設(shè)備資產(chǎn)比重較傳統(tǒng)封裝大大增加，封測業(yè)的先進(jìn)技術(shù)研發(fā)和擴(kuò)產(chǎn)將面臨較大的資金壓力，國內(nèi)封測大廠僅靠自身財力也難以有穩(wěn)定持續(xù)的投入。(后續(xù)引入大基金或行業(yè)間的協(xié)同，長電+中芯)

后摩爾時代的集成電路產(chǎn)業(yè)更強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈的緊密合作，封測業(yè)將扮演重要的角色，如何有效的集中產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢資源去發(fā)展封測技術(shù)也是這一時期的一大挑戰(zhàn)。

集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開專業(yè)人才，封測業(yè)在近期可通過兼并重組和引進(jìn)來解決人才問題，如何培養(yǎng)業(yè)界需要的高端人才滿足封測技術(shù)不斷發(fā)展的需求，是未來面臨的一大挑戰(zhàn)。

在人才、技術(shù)、管理方面與國外的差距如何解決，當(dāng)然近期可通過兼并重組和引進(jìn)來解決人才技術(shù)問題，但并購后的整合工作難度很大。因此培養(yǎng)業(yè)界需要的高端人才滿足封測技術(shù)不斷發(fā)展的需求，是未來面臨的一大挑戰(zhàn)。

于燮康秘書長特別強(qiáng)調(diào)，我國封裝產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)人員、管理人員目前不缺，一線工程師應(yīng)該也基本可以滿足，但是高端研發(fā)人員、系統(tǒng)設(shè)計人才非常短缺。

封測產(chǎn)業(yè)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

先進(jìn)封裝技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動力主要在于：一是降低整個系統(tǒng)成本的成本驅(qū)動;二是通過先進(jìn)封裝技術(shù)逐歩實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化;三是提高器件擺放密度(改善信號性能)的功能驅(qū)動;四是更高密度互連的基板工藝技術(shù);五是是高性能、高密度與小型化的驅(qū)動。

為滿足這些要求，封測產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，主要有四個共性問題和四類關(guān)鍵技術(shù);核心是同時滿足高性價比、短小輕薄。

四個共性問題：系統(tǒng)級封裝設(shè)計與工具、高密度功能化基板與材料、系統(tǒng)級封裝的可靠性、系統(tǒng)級封裝的測試方法。

四大關(guān)鍵技術(shù)：高密度封裝關(guān)鍵工藝、三維封裝的關(guān)鍵技術(shù)、多功能芯片疊層集成關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)級封裝關(guān)鍵技術(shù)。

三、未來中國集成電路封測業(yè)的發(fā)展途徑——協(xié)同創(chuàng)新

于燮康秘書長認(rèn)為封裝技術(shù)需求越來越高，封裝和設(shè)計、制造、裝備、材料、系統(tǒng)廠商、科研院所、大學(xué)的合作越來越緊密，經(jīng)過市場化檢驗(yàn)，自發(fā)形成了五大協(xié)同創(chuàng)新模式。

1、華進(jìn)模式。其特點(diǎn)：共性技術(shù)研發(fā)

作為產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)研發(fā)平臺，華進(jìn)半導(dǎo)體的組建標(biāo)志著國家級封裝技術(shù)創(chuàng)新中心的建立，對國家未來在集成電路封裝技術(shù)創(chuàng)新中作用和意義重大，也是后摩爾時代企業(yè)創(chuàng)新協(xié)同模式的一次有益探索。

從集成電路整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，可以看到，有企業(yè)自主擴(kuò)大規(guī)模、業(yè)內(nèi)的兼并重組，市場需求催生新技術(shù)的突破帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式，如智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等，政策導(dǎo)向促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，包括國際上的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式也有成功的典型案例，如臺積電的垂直分工模式(Foundry)，無生產(chǎn)線的IC設(shè)計公司模式(Fabless) 三星的IDM+整機(jī)制造模式等。國內(nèi)封測業(yè)也經(jīng)歷了從作為IDM模式中的一環(huán)，到專業(yè)委外封測代工(OSAT)模式。

華進(jìn)半導(dǎo)體作為產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)研發(fā)平臺，是由國內(nèi)幾家有競爭關(guān)系的領(lǐng)軍封測企業(yè)與中科院微電子所等聯(lián)合組建，也標(biāo)志著國家級封裝技術(shù)創(chuàng)新中心的建立，其對國家未來在集成電路封裝技術(shù)創(chuàng)新中作用和意義重大，也是后摩爾時代企業(yè)創(chuàng)新協(xié)同模式的一次有益探索。近幾年，華進(jìn)半導(dǎo)體研發(fā)中心，在IC先進(jìn)封裝研發(fā)創(chuàng)新方面，已經(jīng)有了一定的成效，特別是在3D(TSV)系統(tǒng)級封裝(SiP)方面已經(jīng)取得可喜的進(jìn)展。如：基于TSV的2.5D/3D多芯片高密度互連集成;以晶圓級封裝為主體的Bumping、WLCSP、Fan out技術(shù);以及FC、多芯片模塊(Multi-Chip Module/MCM) 2D/3D SiP封裝系統(tǒng)集成技術(shù)等，多項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。實(shí)踐表明，華進(jìn)模式很好的解決了企業(yè)間的競爭與合作的矛盾，充分利用了企業(yè)間的優(yōu)勢資源，也解決了研發(fā)過程中知識產(chǎn)權(quán)的歸屬等問題，研發(fā)平臺對提升行業(yè)的整體技術(shù)水平起到了很好的促進(jìn)作用。

2、中芯長電模式。其特點(diǎn)是晶圓+封裝協(xié)同模式

隨著“中道”的誕生，封測企業(yè)與芯片制造企業(yè)的合作，就成為一種新的協(xié)同模式。目前臺積電已經(jīng)建立了自有的中道封裝線。

2014年2月，長電科技與中芯國際正式簽署合同，成立具有12英寸凸塊加工及配套測試能力的合資公司。建立凸塊加工及就近配套的具有倒裝(Flip-Chip)等先進(jìn)封裝工藝的生產(chǎn)線，再結(jié)合中芯國際的前段28納米先進(jìn)工藝，形成了12英寸半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈，中芯長電半導(dǎo)體采用純代工模式，專注于半導(dǎo)體中段先進(jìn)工藝開發(fā)和制造，重點(diǎn)發(fā)展先進(jìn)的12英寸凸塊加工(Bumping)及配套晶圓芯片測試。

目前，華天科技與武漢新芯、通富微電與華力微電子先后簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，至此，國內(nèi)封測三大領(lǐng)軍企業(yè)先后與晶圓代工廠開展協(xié)同創(chuàng)新。

3、協(xié)同設(shè)計模式。其特點(diǎn)：應(yīng)用設(shè)計與封裝協(xié)同

這是基于產(chǎn)品研發(fā)的一種設(shè)計+封裝的創(chuàng)新模式，以往芯片、封裝和電路板的設(shè)計主要是按順序?qū)崿F(xiàn)的。電路板設(shè)計人員所面臨的信號完整性問題一般是通過未優(yōu)化的設(shè)計解決的，后來這類問題開始采用系統(tǒng)方法。由于存在固有的時間限制和較短的設(shè)計周期，因此在芯片、封裝和電路板之間建立系統(tǒng)協(xié)同極具挑戰(zhàn)性?，F(xiàn)今由于芯片功能、電源管理等變得愈來愈復(fù)雜，封裝的結(jié)構(gòu)也愈發(fā)復(fù)雜。傳統(tǒng)設(shè)計的“IC-封裝-PCB”順序已經(jīng)不適用于今天的產(chǎn)品。IC-封裝-基板之間的綜合協(xié)同設(shè)計已成為必然。

4、聯(lián)合體模式。其特點(diǎn)：產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同

這是基于封測產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新模式，可適用于封測新技術(shù)、新設(shè)備、新材料的研發(fā)，華進(jìn)半導(dǎo)體的“技術(shù)聯(lián)合體”成員主要由由國內(nèi)外知名半導(dǎo)體公司、終端用戶、封測企業(yè)、材料、設(shè)備供應(yīng)商等完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈組成，利用各產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)的資源和技術(shù)優(yōu)勢，共同研發(fā)先進(jìn)封裝技術(shù)，研發(fā)過程中研制樣品在成員單位之間流轉(zhuǎn)，成員單位分別承擔(dān)了設(shè)計、制造、封測、驗(yàn)證等任務(wù)，“聯(lián)合體”內(nèi)共享技術(shù)成果和知識產(chǎn)權(quán)，研發(fā)技術(shù)一旦轉(zhuǎn)為成套技術(shù)，“聯(lián)合體”成員將自動成為先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)。通過這一模式，可有效協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢技術(shù)、人才和資源，解決關(guān)鍵技術(shù)、大型設(shè)備、核心材料在研發(fā)初期缺乏資金、人才、技術(shù)和設(shè)備的困境，實(shí)踐表明，多項(xiàng)技術(shù)和裝備聯(lián)合體模式取得豐碩成果，包括成功組織國際著名封裝專家來華交流;完成多臺套國產(chǎn)設(shè)備評估;組織設(shè)備供應(yīng)商和用戶交流會，反饋國產(chǎn)設(shè)備使用意見，推動改進(jìn)方案的執(zhí)行，華進(jìn)半導(dǎo)體也成為國產(chǎn)高端封測設(shè)備和材料的驗(yàn)證平臺。該創(chuàng)新模式為探索我國集成電路封裝產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展作出了積極的貢獻(xiàn)。最早的聯(lián)合體代表是“TVS聯(lián)合體”。

5、產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同模式。其特點(diǎn)：公共服務(wù)和基礎(chǔ)研究

主要通過產(chǎn)業(yè)鏈+高校+研究所的協(xié)同，建立公共服務(wù)平臺和人才培訓(xùn)基地。產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新平臺的建立，充分利用重點(diǎn)骨干企業(yè)依托企業(yè)技術(shù)中心、院士工作站、工程研究中心等創(chuàng)新平臺和資源優(yōu)勢，聯(lián)合高校院所組建公共服務(wù)平臺，搭建為企業(yè)服務(wù)的創(chuàng)新平臺，整合了產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新資源，開展協(xié)同創(chuàng)新，突破制約我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵重大技術(shù)，同時針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求培養(yǎng)專業(yè)人才。