構建中國特色3D-TSV產業鏈
“十一五”期間,我國集成電路產業成績顯著,克服了全球金融危機和集成電路產業硅周期的雙重影響,產業整體實力顯著提升,產業規模持續擴大,創新能力顯著提升,產業結構進一步優化,企業實力明顯增強,產業聚集效應更加凸顯。盡管如此,與國際先進水平相比,我國集成電路產業發展基礎仍然薄弱,難以滿足市場需求,加之該領域資金、技術、人才高度密集,使集成電路產業面臨著前所未有的挑戰。
在經濟全球化和區域經濟一體化的進程中,集成電路產業可以說是國際化競爭最激烈、產業資源全球流動和配置最為徹底的產業之一。我國作為全球最大的整機生產國和重要的信息化市場,集成電路市場平均增速為兩位數,已成為全球最大的集成電路消費市場。在國家一系列政策措施的扶持下,以集成電路為核心的電子信息產業超過了以汽車、石油、鋼鐵為代表的傳統工業成為第一大產業。廣闊的多層次的大市場,全球范圍內產業轉移,產業進一步分工細化以及未來五年內可能發生的集成電路科技巨變,都為我國切入新的增長點,做大做強集成電路產業帶來機會。
現狀:技術競爭力偏弱但潛力巨大
終端產品的需求成為國內集成電路封測產業發展的最強大驅動力。
國內集成電路封測產業的整體技術競爭力相對偏弱,主要體現在,一是制造企業總體規模不大,國內市場中內資封測企業銷售所占比重僅在15%左右;二是國內封測企業高端封裝產品份額所占比重較低,經統計前三大內資封測企業2011年BGA、CSP、SiP等高端封裝產品的銷售占企業總體銷售的20%左右;三是裝備、材料企業基本停留在低端產品的配套上,高端、關鍵封測裝備及材料基本依賴進口。
盡管目前國內集成電路封測產業與國外相比還存在著較大差距,但是從長遠來看國內封測產業有很強勁的發展潛力。在銷售規模上,前三大內資封測企業2007年銷售總額為40多億元,2010年銷售額達65億元,增長率達62.5%;高端產品所占份額,2007年前三大內資封測企業先進封裝總體占比不到5%,2010年達到10%以上,預計2011年總體占比快速上升至20%以上,并且在整體技術水平提升的同時,部分具有自主知識產權的先進封裝技術開始媲美國際先進技術。
盡管國內封測裝備、材料企業技術能力比較薄弱,但是通過前期集成電路封測聯盟的總體協調以及國家科技重大專項“關鍵封測設備及材料應用工程”項目的推動,在實現多種關鍵封測設備及封測材料國產化的同時,集成電路封測裝備、材料企業與封測工藝企業之間建立起了有效的溝通機制。封測企業通過利用多年來進口設備使用的經驗,將有力推動裝備及材料業的快速成長,從而提升集成電路封測產業的整體競爭力。國內電子產品市場巨大,對于集成電路封測業的整體需求依然強勁,終端產品的需求成為國內集成電路封測產業發展的最強大驅動力,有助于國內集成電路封測產業的發展。
趨勢:TSV有望延續摩爾定律
國內在TSV單項技術上取得一些研究結果,但是系統集成技術落后,尚未形成產業規模。
集成電路封測產業作為半導體全產業鏈中不可或缺的環節,在半導體產業中的地位日益重要。尤其是隨著半導體技術按照特征尺寸等比例縮小的進一步發展,硅CMOS技術在速度、功耗、集成度、成本等多方面都受到一系列基本物理特性、投資規模等的限制,摩爾定律受到挑戰。在后摩爾時代,國際半導體技術路線圖已經明確將封裝作為重要的發展路線,以系統級封裝(SiP)為代表的多元化器件和功能集成的路線,成為擴展摩爾定律的主要趨勢。
我國集成電路封測業將進入國際主流領域,實現系統封裝SiP、倒裝芯片Flip-Chip、球柵陣列封裝BGA、芯片級封裝CSP、多芯片封裝MCP等新型封裝形式的規模生產能力。
3C電子市場作為我國封裝測試市場的主要支撐力量,將在未來十年內推動高密度、高性能芯片、超小型化、多引腳的各類 BGA、CSP、WLP、MCM和SiP先進封裝產品和封測技術的快速發展;汽車電子、功率電子、智能電網、工業過程控制和新能源電子等市場及國家大飛機、航空航天項目,也需要更為可靠、更高性能、更為多樣化的BGA、PGA、CSP、QFN封測產品和封測技術;新興的物聯網和醫療電子也需要集成度更高、靈活性更強、封裝形式更豐富的封測技術和新型RF射頻封裝、MEMS與生物電子產品封裝、系統級封裝(SiP)產品形式。其中重點是適用于數字音視頻相關信源與信道芯片、圖像處理芯片、移動通信終端芯片、高端通信處理芯片、智能卡、電子標簽芯片、信息安全芯片、微控制器芯片、IGBT芯片等量大面廣的關鍵集成電路/微電子器件的封裝技術和產品。
在芯片封裝領域,電子系統或電子整機正在朝多功能、高性能、小型化、輕型化、便攜化、高速度、低功耗和高可靠方向發展。集成電路高密度系統級封裝(SiP/SoP)目前已成為突破摩爾定律的一項重要技術,能夠以較經濟的方式大幅提高系統集成度和性能,與SOC技術互補,是集成電路產業的技術發展熱點之一。為消除有害物質的排放和產生,降低能源消耗速度、發展綠色環保電子封裝測試技術勢在必行。其中環保電子封裝測試技術、節能降耗的封裝技術和低功耗設計將是未來集成電路封裝測試發展的重要內容。
TSV已成為半導體產業發展最快的技術之一,有望支持摩爾定律的進一步延續,并促進多芯片集成和封裝技術的發展。3D-TSV集成技術是微電子核心技術之一,是目前最先進、最復雜的封裝技術,可以獲得更好的電性能,實現低功耗、低噪聲、更小的封裝尺寸、低成本和多功能化。國內研究機構在TSV單項技術上取得一些研究結果,但是系統集成技術落后,尚未形成產業規模。3D-TSV技術的發展,除了推動封裝技術的發展,還將強力推動相關設備、材料產業的發展。目前,構建中國特色的3D-TSV產業鏈,是中國封裝技術水平趕超世界先進的最好切入點。
培育和發揮龍頭骨干企業帶動作用
龍頭骨干企業是發展集成電路封測產業的核心,這些企業規模大、體制活、創新能力強。
集成電路的全產業鏈競爭態勢將會隨著全球產業格局的繼續深入調整而愈加激烈,這將在一定程度上形成產業發展的“馬太效應”,強強聯合的跨國企業與中小企業的差距會日益拉大。我國集成電路產業缺乏互動、產業鏈上下游協同不夠緊密一直是固有問題,但此時顯得尤為突出,集成電路企業無疑將遭遇更為巨大的國際競爭壓力,加快完善集成電路產業生態環境,推動龍頭骨干企業的培育刻不容緩。
培育龍頭骨干企業。應選擇一批基礎好的企業和地區,開展兩化融合試點,以典型引路,盡快取得成效。龍頭骨干企業是發展集成電路封測產業的核心力量,這些企業規模大、體制活、創新能力強,掌握了一批行業核心技術,開發了不少高技術含量、高附加值、高競爭力的特色優勢產品。集成電路產業產品結構日益優化,帶動了整個產業的發展。隨著“核心電子器件、高端通用芯片和基礎軟件”和“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”兩個專項的啟動實施,大大加快了集成電路產品創新的進程。如一批重點裝備產品在國內處于領先水平,并進入了國家重大裝備配套領域,成為我國參與國內國際競爭的優勢產品,其中有些產品不僅填補了國內空白,還達到國際領先水平。
國內封測行業內兩家龍頭企業間的強強聯合,建立了可針對以QFN/LQFP等先進封裝外形為主所需的國產關鍵封測設備、材料實施驗證的驗證平臺;同時聯合上下游20多家企業對關鍵封測設備及材料進行開發,實現用戶單位與研發單位的有效聯合,加強了研發單位設備及材料研發的工藝針對性,提升了國內封測行業的整體競爭力。
如長電先進實現了圓片級封裝相關技術的整體升級,實現了多種產品結構和工藝,使產品種類多元化,企業抵御市場風險的能力增強。同時,企業部分技術甚至開始延伸至高端產品應用領域。企業有機會和國內相關的支撐、配套企業進行全方位合作,在一定程度上對整個封測產業鏈進行了整合。
建設具有國際影響力半導體封測研發中心
在部分領域引領國際產業技術發展,通過知識產權和成套技術輸出持續支撐國內技術升級。
封測聯盟通過聯合成員單位,最大限度地發揮產學研合作的優勢,成員單位共同承擔國家科技專項,包括國家02專項、重點科技支撐項目等重大科研課題,以“十一五”立項的封裝形式配套裝備及材料為突破口,在設備、材料、測試儀器、引線框架等多個項目上開展攻關,強化了產業鏈上下游、供需雙方的緊密合作。
建設在國際半導體封測領域中具有影響力的研發中心,并在部分領域引領國際產業技術發展,通過知識產權和成套技術的輸出持續支撐國內封測產業技術升級。結合上下游產業鏈的需求,建設成為行業共性技術研發平臺、產業孵化和人才培養基地。
研發中心是以先進封裝/系統集成技術研究與開發為主業的、按企業化運營的國家級研發平臺,兼顧我國封測產業短期和長期的發展。研發中心在未來半導體封測先導技術的研究和開發方面,立足于我國集成電路和電子制造產業特色,在超越摩爾定律技術方向(以TSV技術為主要技術路線)的部分領域引領全球技術/產業發展;在現有封測技術發展方面,開發我國封測產業急需的共性前沿技術,在主流的技術產業發展上趕上和部分超越國外封測大廠;在系統產品的開發中,充分利用先進封裝技術,結合國內市場對高附加值多功能集成電子產品的強勁需求,研究和開發廣泛應用于物聯網、醫療電子、綠色能源、手機終端模塊等方面的產品。
建設具有影響力的研發中心,有利于進一步提高我國封測產業技術創新能力和核心競爭力,可持續帶動具有中國特色半導體封測產業鏈和價值鏈的發展,為打造我國世界級封測企業提供技術支撐,同時提高我國半導體封測產業在國際半導體產業格局中的地位。
                                        
                                        
                                        
                                        
                                        

