集微網(wǎng)報道，2020年下半年以來，隨著中國率先從全球疫情中恢復過來，對半導體市場回暖帶來了強大動力，并開啟了這一輪的全行業(yè)產(chǎn)能緊缺帷幕。全球的晶圓制造及封測產(chǎn)能持續(xù)緊張，并出現(xiàn)不同程度的漲價，直至近幾個月引發(fā)汽車因缺芯減產(chǎn)停產(chǎn)大潮。華潤微電子作為中國最大的功率半導體廠商、國內(nèi)半導體IDM龍頭，一直低調(diào)發(fā)展封測業(yè)務(wù)集群，獲得業(yè)內(nèi)極大關(guān)注。

低調(diào)壯大的華潤微封測業(yè)務(wù)集群

2020年2月27日，華潤微電子在科創(chuàng)板掛牌上市，拿下了多個“第一”：第一家紅籌上市，第一家港元面值，第一家啟用“綠鞋機制”……在開創(chuàng)歷史先河的同時，作為科創(chuàng)板“紅籌”第一股、國內(nèi)最大的功率半導體企業(yè)，MSCI于公司上市第二日，當?shù)貢r間2月28日宣布將“華潤微電子”納入MSCI中國全股票指數(shù)。

華潤微電子是國內(nèi)少數(shù)具有芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試等全產(chǎn)業(yè)鏈一體化運營能力的半導體IDM企業(yè)，產(chǎn)品聚焦于功率半導體、智能傳感器與智能控制領(lǐng)域，在分立器件及集成電路領(lǐng)域均已具備較強的產(chǎn)品技術(shù)與制造工藝能力，形成了先進的特色工藝和系列化的產(chǎn)品線。

經(jīng)過二十多年發(fā)展，華潤微電子成為中國規(guī)模最大的功率半導體廠商，包括代工事業(yè)群、集成電路事業(yè)群、封測事業(yè)群和功率器件事業(yè)群。

在功率器件領(lǐng)域，華潤微電子在中國MOSFET市場中排名第三，僅次于英飛凌與安森美兩家國際廠商，智能傳感器產(chǎn)品在抗疫過程中作為戰(zhàn)略物資發(fā)揮了非常大的作用；在晶圓代工領(lǐng)域，擁有3條6英寸產(chǎn)線，2條8英寸晶圓生產(chǎn)線和一條正在建設(shè)的12英寸產(chǎn)線。6英寸年產(chǎn)能逾247萬片，8英寸年產(chǎn)能逾133萬片；在封測領(lǐng)域，在無錫、東莞、深圳、重慶設(shè)有封測基地，年封裝能力達62億顆。

華潤微電子封測事業(yè)群市場兼銷售助理總經(jīng)理馬慶林對集微網(wǎng)記者表示，華潤微封測事業(yè)群包括晶圓測試、封裝集成和成品測試三個部分。前道晶圓測試由深圳賽美科負責，其是國內(nèi)前三大的晶圓測試工廠，具備6英寸、8英寸、12英寸晶圓的測試能力；中道封裝包括無錫安盛、重慶矽磐、東莞杰群、深圳賽美科等生產(chǎn)基地；成品測試則包括深圳賽美科和無錫安盛。

封測作為半導體產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，華潤微對該業(yè)務(wù)集群布局的重視度從前兩年就已現(xiàn)端倪。

據(jù)他介紹，無錫基地聚焦于家電、工業(yè)控制、汽車等高附加值的產(chǎn)品封裝，通過SiP等技術(shù)提供更好的性能、更多功能，以及高電壓、大電流的產(chǎn)品封裝和定制化的服務(wù)給客戶帶來更多價值，而非陷于低價競爭中。東莞基地覆蓋汽車和工業(yè)控制產(chǎn)品，以海外客戶為主，包括全球領(lǐng)先的頭部功率器件廠商。深圳基地以傳感器封裝為主，也有客戶定制工藝，包括光耦封裝、硅麥克風封裝等。重慶基地則聚焦在面板級先進封裝，是未來事業(yè)群發(fā)展的重點之一。

隨著汽車、新能源市場的蓬勃發(fā)展，廣泛應(yīng)用于其中的功率半導體爆發(fā)了無限市場活力。根據(jù)Omida統(tǒng)計，2021年全球功率半導體市場規(guī)模預(yù)計將達到441億美元，保持穩(wěn)定增長。中國是全球最大的功率半導體消費國，2021年中國功率半導體市場需求規(guī)模達到159億美元，占全球市場比例高達36%，具有廣闊的國產(chǎn)替代空間。

“功率半導體市場的持續(xù)發(fā)展與國產(chǎn)替代進程的不斷加速下，我們將立足于功率半導體領(lǐng)域的核心優(yōu)勢，滿足功率半導體封測領(lǐng)域不斷增長的需求，深耕中國市場機會。”馬慶林指出，“隨著集團對封測業(yè)務(wù)重視度提升，我們還逐步切入汽車電子、通信、先進封裝等領(lǐng)域，帶動封測事業(yè)群更良性的發(fā)展。”

2019年，華潤微通過投資杰群電子切入汽車級高端分立器件封裝市場，未來有望通過封裝帶動自有產(chǎn)品進入高端市場；2020年2月科創(chuàng)板上市，10月計劃募資50億，計劃在重慶建設(shè)功率半導體封測基地，進一步提升在封裝測試環(huán)節(jié)的工藝技術(shù)與制造能力。此外，2018年華潤微通過與新加坡PEP創(chuàng)新公司合作，成立矽磐微電子，從面板級封裝切入先進封裝。

據(jù)公告，封測基地建設(shè)項目總占地面積約100畝，規(guī)劃總建筑面積約12萬㎡。本項目預(yù)計建設(shè)期為3年，項目總投資420,000萬元，擬投入募集資金380,000萬元，其余所需資金通過自籌解決。本項目建成并達產(chǎn)后，主要用于封裝測試標準功率半導體產(chǎn)品、先進面板級功率產(chǎn)品、特色功率半導體產(chǎn)品；生產(chǎn)產(chǎn)品主要應(yīng)用于消費電子、工業(yè)控制、汽車電子、5G、AIoT等新基建領(lǐng)域。

馬慶林透露，重慶封測基地一部分圍繞矽磐面板級先進封裝展開。目前矽磐一期項目月產(chǎn)能在1000多個panel，等效約6000片8英寸晶圓，滿產(chǎn)后可達3000 panel左右。除了面板級封裝，重慶封測基地還將以功率半導體為核心展開建設(shè)，短期內(nèi)可直接提升公司在功率半導體領(lǐng)域及封裝測試環(huán)節(jié)的制造能力，使公司生產(chǎn)能力與業(yè)務(wù)發(fā)展相匹配，進而把握住在該領(lǐng)域巨大的市場機遇，帶動公司產(chǎn)品與方案、制造與服務(wù)兩大板塊的收入提升；中長期則有助于公司全產(chǎn)業(yè)鏈一體化運營能力的提升，使公司能加快向綜合一體化公司的戰(zhàn)略方向轉(zhuǎn)型，提升公司在功率半導體領(lǐng)域的綜合競爭力，為公司實現(xiàn)成為世界領(lǐng)先的功率半導體和智能傳感器產(chǎn)品與方案供應(yīng)商的愿景打下堅實基礎(chǔ)。

此前，從公司近期披露的2020年度業(yè)績快報公告可以看出，公司2020年在做好疫情防控的同時，實現(xiàn)了較好的盈利表現(xiàn)，營業(yè)總收入69.77億元，同比增長21.49%；歸母凈利潤9.60億元，同比增長139.66%；扣非歸母凈利潤8.50億元，同比增長311.98%。馬慶林表示，盡管有疫情的沖擊，2020年封測業(yè)務(wù)事業(yè)群營收仍然實現(xiàn)了同比15%的增長，今年將繼續(xù)保持旺盛的增長勢頭。

“我們希望未來五年，封測業(yè)務(wù)營收沖擊國內(nèi)封測前列。”馬慶林表示。

大力投資重慶矽磐，以面板級封裝切入先進封裝

5G、云端、人工智能等技術(shù)的深入發(fā)展，成為全球科技巨擘下一階段的重點發(fā)展方向。在此過程中，體積小、運算及效能更強大的芯片成為新的發(fā)展趨勢和市場需求，芯片封裝技術(shù)也正在朝將更多芯片整合于單一封裝結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)異質(zhì)多芯片整合的方向發(fā)展。

作為異質(zhì)整合封裝的新興技術(shù)，扇出型封裝技術(shù)發(fā)展至板級主要是能以更大面積進行生產(chǎn)，既可以進一步降低生產(chǎn)成本又能達到市場端對芯片效能的需求，已成為先進封裝技術(shù)中最有潛力能夠提供異質(zhì)整合同時降低生產(chǎn)成本的技術(shù)平臺。根據(jù)Yole的報告，板級扇出型封裝（FOPLP）未來5年的全球年復合成長率可高達30%，2024年全球產(chǎn)值預(yù)期可達457百萬美元。例如OSAT（外包半導體組裝測試廠商）、IDM（集成器件制造商）、代工廠、基板制造商以及FPD（平板顯示器）廠商等，它們都“嗅到了”通過扇出型技術(shù)涉足先進封裝業(yè)務(wù)的機遇。

華潤微也敏銳地發(fā)現(xiàn)了FOPLP市場的潛力，于2018年9月與新加坡PEP Innovation合作成立重慶矽磐項目，2019年12月即交付首批客戶樣品，2020年12月開始大批量生產(chǎn)。

馬慶林表示，2020年初矽磐的技術(shù)即通過客戶樣品測試，啟動小批量生產(chǎn)。但是意外爆發(fā)的疫情，讓包括NXP、Maxim、ST在內(nèi)的許多海外客戶產(chǎn)品導入進程受到了阻礙。矽磐不得不將市場拓展主力轉(zhuǎn)向國內(nèi)，目前已導入約30家客戶，其中3家進入小批量生產(chǎn)階段，1家進入大規(guī)模生產(chǎn)階段。

“目前采用矽磐面板級封裝技術(shù)的產(chǎn)品主要是無線充電和快充產(chǎn)品，其中一款氮化鎵快充芯片實現(xiàn)了業(yè)內(nèi)最小封裝尺寸。”他透露，“接下來我們也會開發(fā)RF市場，包括射頻前端模組、功放模組等等。現(xiàn)在正在開發(fā)一些集成三四顆芯片的小模組，如果效果好的話，會是未來重點攻克的一個市場方向。”

談到面板級封裝（FOPLP）技術(shù)，華潤微電子封測事業(yè)群工程副總經(jīng)理吳建忠表示，封裝技術(shù)經(jīng)歷了從金屬導線架到打線封裝(Wire Bond BGA)到覆晶封裝(FCBGA)，隨著摩爾定律極限的逼近，半導體封裝產(chǎn)業(yè)面臨著無法通過縮微芯片尺寸來提升電子設(shè)備能效的窘境，因此又開發(fā)出創(chuàng)新的先進封裝技術(shù)FanIn WLP(扇入型晶圓級封裝，在晶圓上進行封裝)；技術(shù)升級的趨勢在于可以容納更多的I/O數(shù)、減少芯片尺寸、厚度達到封裝小型化的需求，同時可有效降低生產(chǎn)成本。

而從扇出型封裝技術(shù)的發(fā)展來看，晶圓級扇出封裝(Fan-Out Wafer Leve Packaging；FOWLP)和面板級扇出封裝(Fan-Out Panel Level Packaging；FOPLP)無疑是兩大發(fā)展方向。兩者雖技術(shù)路線及應(yīng)用不同，但皆可讓最終產(chǎn)品的外型更輕薄。FOPLP相較于FOWLP，晶圓面積使用率更高（前者為>95%，后者<85%），在加速生產(chǎn)周期及降低成本考慮下，封裝技術(shù)開發(fā)方向已由FOWLP轉(zhuǎn)向可在比300 mm晶圓更大面積的面板 (方形面積的載具)上進行的FOPLP。

吳建忠介紹，矽磐的PLP技術(shù)（SiPLP）來自于新加坡PEP的技術(shù)授權(quán)和合作開發(fā)，目前有CSP/BGA、LGA、QFN/DFN三種封裝形式，優(yōu)勢在于小尺寸、大功率、高頻率和高可靠性等方面。具體來看，不需要Bumping/Copper Pillar中道工序，可以應(yīng)付更大電流，可以做到6個面有保護，可靠性達MSL1，特別適合汽車電子。因為無基板或框架，尺寸上比FC更薄；沒有Bumping，無需Reflow，無縫連接，產(chǎn)品性能更好，可靠性更高；也可以做Copper Clip PQFN，并且可以實現(xiàn)Double Cooling雙面散熱，特別適合功率封裝，多芯片封裝和嵌入無源器件的模塊封裝等等。根據(jù)不同封裝形式，適用于筆記本電腦、可穿戴設(shè)備電源管理、快充、無線充電等消費電子，服務(wù)器、PC板卡、圖形卡等工控設(shè)備，以及存儲、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通訊基站、高端電視等等。

他舉例說，F(xiàn)OWLP與FOPLP事實上有各自適合的應(yīng)用領(lǐng)域，并非絕對的競爭關(guān)系，前者適合于高密度的Fan-Out，更多采用代工廠的制程和設(shè)備，線寬更細、I/O數(shù)更高，通常在500個I/O以上的應(yīng)用。FOPLP的產(chǎn)品則更多聚焦在功率半導體，這類器件一般都是高功率、大電流的應(yīng)用，不需要太細的線寬和最先進的制程，因此非常適合于FOPLP這個路線，對相關(guān)設(shè)備的要求也相對沒那么高。封裝制樣周期可以從打線封裝技術(shù)所需的4~5個月縮短到1個多月，對客戶后續(xù)的市場推廣是極大的助益。

馬慶林補充說，例如氮化鎵產(chǎn)品的散熱量非常大，傳統(tǒng)封裝會對其鍵合線等連接部分造成比較大的影響。PLP技術(shù)就可以很好的解決這個問題，溫升比其他封裝技術(shù)要低得多，因此非常適用于這類產(chǎn)品。“以客戶某款產(chǎn)品實測數(shù)據(jù)對比，相比傳統(tǒng)封裝，SiPLP可以比競品實現(xiàn)44%的尺寸縮小，降低約10℃的溫升，效率也大幅提高，因此深受最近大熱的氮化鎵快充、無線充電等領(lǐng)域的客戶喜愛。尤其國內(nèi)客戶比海外客戶在采用這種新技術(shù)上更為激進。”

在技術(shù)路線規(guī)劃上，吳建忠表示，面板級封裝技術(shù)重點之一為同質(zhì)、異質(zhì)多芯片整合，這些芯片通過微細銅重布線路層(RDL)連結(jié)的方式整合在單一封裝體中。現(xiàn)階段矽磐SiPLP技術(shù)（580×600mm）已實現(xiàn)單層、1.5層板封裝量產(chǎn)，2~3層板PLQFN封裝在工程驗證階段，多芯片封裝也已出樣。未來將會繼續(xù)朝著多芯片模組、多層板封裝、雙面互連等方向推進，最終以面板級封裝來生產(chǎn)集成了無源器件的SiP產(chǎn)品。“SiPLP將為客戶提供Mask Less解決方案，產(chǎn)品迭代無需增加投資費用，設(shè)計靈活，迭代速度快，可同時加工多種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，大大壓縮了客戶新品認證周期。同時提供完整設(shè)計仿真方案，減少產(chǎn)品迭代周期，提供產(chǎn)品設(shè)計+封裝+測試一站式解決方案，減少客戶管理成本，進一步壓縮產(chǎn)品加工周期。”

現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)

作為我國自主化程度較高、與行業(yè)領(lǐng)先水平差距較小的封測產(chǎn)業(yè)，幾家頭部廠商近幾年均已重金投入先進封裝技術(shù)的研發(fā)，華潤微電子若期望能在將來的封測市場占據(jù)一席之地，這場技術(shù)競賽毫無疑問不能落于人后，而該公司的切入點正是方興未艾、與自身工藝特色更為匹配的的面板級封裝。

盡管面板級封裝在先進封裝市場開始嶄露頭角，不可否認的是這一技術(shù)目前還存在許多挑戰(zhàn)亟需解決。基板翹曲、組裝精度、材料沖擊、芯片位移、標準化問題、生產(chǎn)良率、設(shè)備投入開發(fā)都是業(yè)內(nèi)所面臨的挑戰(zhàn)。同時，F(xiàn)OPLP尚處于早期階段，目前有許多解決方案仍待研究。其中，印刷電路板級玻璃基板的板面形式是主要研究方案，但是其基板尺寸還尚未標準化，也成為FOPLP在應(yīng)用中的挑戰(zhàn)之一。

吳建忠指出，近幾年行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有不同商業(yè)模式的廠商進入面板級封裝領(lǐng)域，包括IDM廠、代工廠、封裝廠，甚至面板廠、PCB廠等等，他們已強烈感應(yīng)到通過扇出型技術(shù)涉足先進封裝領(lǐng)域的機會。但是經(jīng)過多年的認證樣品開發(fā)，F(xiàn)OPLP也僅有少數(shù)玩家進入量產(chǎn)階段。

挑戰(zhàn)是多方面的。他解釋，首先，PLP制程的部分設(shè)備與傳統(tǒng)封裝設(shè)備不同，特別是一些前段制程的設(shè)備需要定制，如此一來這些設(shè)備可能就沒經(jīng)過量產(chǎn)驗證，進入產(chǎn)線后穩(wěn)定性如何對封裝廠來說將是一大考驗。例如電鍍設(shè)備，PLP制程的設(shè)備載板比一般的電鍍設(shè)備載板要大，這會影響到電鍍工藝的穩(wěn)定性、均勻性等等，不是一般的公司能做的。其次，由于面板尺寸仍沒有統(tǒng)一標準，可能每家封裝廠都有自己的面板尺寸和工藝制程，阻礙了設(shè)備制造商、材料制造商對這些技術(shù)的快速采用和認可。第三，材料方面的問題與設(shè)備類似，部分材料例如某些膜僅有海外供應(yīng)商提供，而且也沒有經(jīng)過PLP制程的量產(chǎn)驗證，需要自己配合供應(yīng)商來做進一步的性能改善。最后，由于芯片需要從晶圓轉(zhuǎn)移至方形基板上，此過程中芯片偏移的影響不可忽視；不同F(xiàn)O結(jié)構(gòu)的基板可能有不同翹曲度；大規(guī)模量產(chǎn)如何提升良率等等，都是擺在封裝廠以及整個產(chǎn)業(yè)鏈面前需要共同解決的瓶頸問題。

在上述問題中，矽磐正與合作方PEP以及客戶一起研究解決辦法，在此過程中，矽磐申請了近90項相關(guān)專利，設(shè)計工藝制程、設(shè)備等等，有效地構(gòu)建了面板級封裝技術(shù)的護城河。“目前國內(nèi)也有幾家廠商進入面板級封裝領(lǐng)域，但是只有矽磐真正實現(xiàn)了集成電路級的PLP技術(shù)量產(chǎn)。”吳建忠強調(diào)。

馬慶林表示，半導體國產(chǎn)化是不可避免的大趨勢，這股力量甚至可以在未來幾年內(nèi)強過行業(yè)周期特有的波動性。盡管疫情在去年上半年使產(chǎn)業(yè)受到一定影響，但是從下半年看對中國市場的作用反而是正向的。“在良好的增長勢頭下，我們的封裝業(yè)務(wù)事業(yè)群會堅定不移地實施有序擴產(chǎn)的計劃，避免低價惡性競爭，通過質(zhì)量和服務(wù)來推動技術(shù)的積淀和產(chǎn)品群的形成與升級。”

結(jié)語

在全球最大半導體消費市場加持和國產(chǎn)化大潮下，大陸半導體產(chǎn)業(yè)的成長速度業(yè)界有目共睹，包括芯片設(shè)計、晶圓代工、封裝測試都在有序前進，同時觸手逐步向先進領(lǐng)域延伸。在整個產(chǎn)業(yè)齊頭并進的過程中，華潤微的封測業(yè)務(wù)集群是否能夠通過特色工藝和差異化先進封裝并舉，沖擊國內(nèi)封測“四小龍”的位置？不遠的未來，相信就能看到答案。

責任編輯：lq