應建立前后工序相結合的SiP開發及量產體制——向日本半導體廠商進言
可制作高功能小型器件的SiP(系統級封裝,System in Package)日益受到關注,半導體廠商、電子部件及底板廠商以及受托制造廠商等紛紛提出新模塊及安裝技術的方案。但是,也有人指出,要通過最大限度地發揮SiP的優勢,來推動整個業界發展,還需要解決一些問題。
記者就SiP的現狀、所存在問題以及今后的前景,采訪了曾在NEC負責封裝開發及后工序生產線的運營,目前作為特定訴訟代理人(除了普通的知識產權相關業務之外,還代理侵權訴訟)和顧問向技術人員及企業提供支持的eEichi Create董事社長萩本英二。
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萩本英二
問:SiP具體是什么?有什么優點?
萩本:SiP(嵌入式封裝)是指將LSI、MEMS芯片以及薄膜線圈等元件集成于一個封裝中。
小型化是其優點之一,還可通過統合各種功能器件,制造多種裝置。比如,目前已出現形成了線圈的RFID用芯片及帶信號處理功能的指紋認證裝置等。還有很多SiP尚且處于開發階段或試制階段。如果將半導體、MEMS、介電體、電阻,磁性體等組合在一起,應該可以制造出具有新用途且具有高附加值的產品。
問:如何制造SiP?
萩本:通常在制造LSI時,前工序完成后,還需要進行背面研磨(Back Grinding,對晶圓研磨并削薄)、切割(Dicing,把晶圓切為單片/芯片)、安裝(Mount,將芯片安裝在襯墊上)、粘合、模制、加工處理以及測試等后工序。
制造SiP時,在前工序和后工序之間要有新的中間工序。在前工序完成之后,背面研磨之前,需要插入在芯片的布線上部施以加工處理的再布線等工序。這種方法已經在CSP(chip size package)上達到實用水平,利用聚酰亞胺等形成層間絕緣膜并形成銅布線,然后在其頂端配備焊錫球。這樣,就可輕松得到倒裝芯片。
問:需要投入多少資金?
萩本:中間工序需要用到再布線裝置,不過,多數情況利用晶圓口徑為200mm的生產線的剩余設備即可。即使購買新的設備,也只需要數億日元。與前工序等相比,投資額并不大。如果購買二手設備的話,只需要幾千萬日元左右。所以海外的風險企業也可參與。客戶方也容易采用實機測試這樣的接收體制,因此并不需要大量投資。
問:整個業界的體制是否已經形成?
萩本:和原來能向半導體廠商明確傳達要求規格的設備廠商相比,需要高功能器件SiP的用戶應該有很多不同之處。比如,SiP廠商必須對不太了解電子技術的醫療設備廠商及產業設備廠商等建立客戶支持體制。此前有些廠商也曾聲稱能提供解決方案,但今后還需要更下工夫為客戶提供支持。
前工序必須處理比現在更多的小批量多品種LSI。如果能通過LSI和SiP的設計協調好前工序、中間工序及后工序,就能生產出性能方面和測試方面均具有較高競爭力的產品。另外,因為要進行晶圓的研磨等,所以必須注意晶圓的厚度及翹曲等。這一點前工序和包括中間工序的后工序須協調。因此,前工序和后工序的協調將成為成功與否的一個關鍵點。
問:前工序和后工序的協調是否順利?公司內兩個工序都具備的半導體廠商最容易協調,不過半導體廠商的前工序和后工序部門之間很難協調,而且多數會重視前工序部門。實際上,某大型半導體廠商就沒有投資購買自己的SiP制造設備,而是委托外部的受托制造廠商生產。其實該大型半導體廠商也擁有能夠開發/制造SiP的技術人員。
萩本:SiP日益受到關注,所以半導體廠商也在不斷改變。但有些半導體廠商還沒有完善相關體制。
首先,前工序、中間工序及后工序方面,要建立什么樣的體制,需要進行宏觀設計(Grand Design)。必須認真考慮有哪些用戶,如何在大多為量身定做且小批量多品種的SiP業務方面提高利潤。采用與此前的MCM(multi-chip module)和混合IC等相同的業務體制已經行不通了,但體制略作調整,應可促進業務發展。
要實現低成本及小批量多品種,重要的是建立易于為客戶提供支持的業務基礎和技術基礎(平臺)。如果能夠把握應用及技術動向,就能建立起這種低成本平臺。企業若能推出低成本、多品種的產品就會取勝,在半導體制造裝置等行業已是常識,SiP也是如此。(記者:安保 秀雄)


