—— 新技术、新工艺、新材料、新设备 ——

新闻链接：
1、ChipChina：聚焦新基建、芯机遇
2、ChipChina：先进封装正挑起集成电路发展的重担
3、ChipChina：IC制造光刻机的发展趋势和技术挑战
4、ChipChina：集成电路应用技术创新发展
5、ChipChina：半导体制程配套供应链的生态与生机

来源：SiSC编辑部供稿

2021年6月10日，苏州金鸡湖会议中心——由雅时国际商讯（ACT International）主办，重庆两江半导体研究院（CSEMI）、无锡国家集成电路设计基地WXICC协办的“晶芯系列研讨会”（ChipChina）顺利召开，会议得到欢芯鼓伍、晶方科技、沛顿科技、SICIA、云天半导体五家单位的大力支持；同时我们也感谢多家优秀企业为本次研讨会提供赞助。会议吸引了600多位听众的关注，现场汇聚人数近300人，整场会议的满座率均衡；他们是来自、封测厂、材料原厂、设备原厂、厂务系统、IC设计等公司的管理人员、技术负责人、采购及销售人员等。此外，作为本次STcon七场峰会的其中之一，现场聚集了半导体、化合物半导体、SMT、视觉系统、工业AI等多个领域的几十家企业前来展示，同时也吸引了听众驻足、咨询交流、洽谈业务，现场气氛十分热烈，盛况空前。

围绕“超越摩尔定律的三维封装”这个主题，本次晶芯研讨会共组织了12场专业演讲，分别就1）存储器、射频模块以及 (光学) 传感器的封装、2）三维互联的先进技术、3）先进封装配套新材料与新工艺该如何提升良率、先进封装设备仪器中潜藏的精密控制技术、4）如何解决半导体洁净环境中的静电问题、以及5）中国半导体制造发展趋势这五类话题展开深入探讨。

图1. CHIPChina演讲嘉宾、SiSC编辑委员会特邀嘉宾以及赞助商队列，阵容强大。

整场会议由武汉大学工业科学研究院执行院长、微电子学院副院长刘胜教授主持。刘教授幽默风趣，控场灵活。会议的主题围绕“新技术、新工艺、新材料、新设备”开展。

图2. 武汉大学微电子学院副院长刘胜教授全场担当主持人。

首先，以晶圆级封装以及光学器件封装著称的国内先进封装前驱型企业苏州晶方半导体科技股份有限公司，本次由刘宏钧副总经理发表题为《先进封装在光学传感器的应用》的演讲。刘总指出，伴随移动通讯、物联网、人工智能等技术的的快速发展，越来越多的产品需要用到以集成电路为基础的传感器，其封装要求对尺寸、功耗和成本都提出新的要求，晶圆级封装作为中道技术，结合的前道工艺的尺寸缩微能力和后道工艺的成本优势，为设计公司提供了一种全新的封装的方式。随着技术发展，晶圆级封装技术也正在朝着高集成度、三维堆叠等方向演进，成为半导体发展的重要组成部分。

图3. 苏州晶方刘宏钧副总@《先进封装在光学传感器的应用》；会后将做重点专题报道。

来自江阴长电先进封装有限公司的技术开发副处长陈栋先生则从现今热门技术“晶圆级扇出型封装”（WLFO）着手，着重介绍常规扇出、堆叠型、高密度这三种类型的扇出封装技术，包括技术特征、优势、应用、不同的实现方法及其优缺点对比。本演讲还将介绍国内外扇出封装技术的发展现状，以及扇出封装技术的发展趋势。

图4. 江阴长电技术开发副处长陈栋先生@《晶圆级扇出型封装技术》；会后将做重点专题报道。

日月光集团副理Loi Lazaro先生在报告中援引了2020年Yole关于2019~2025年MEMS市场的数据，可以得知未来几年消费类电子仍是MEMS器件成长最快的应用市场，其次是汽车电子以及医疗电子。MEMS器件的封装非常复杂，一般采用传统封装技术结合客制化方式，它对于基板/框架、打线以及塑封这三类材料有着严苛要求。未来MEMS器件性能与成本的平衡点将取决于MEMS设计、制造技术以及创新的封装技术。对于日月光来说，MEMS封装的变革体现在以下几点：1）在同一封装中整合多种MEMS器件，包括加速计、磁力计、陀螺仪/控制器等；2）将CMOS逻辑芯片、存储器、MEMS、被动元器件、电池等进行异质集成已成为一种关键的系统级MEMS器件的方式；3）安全性要求；4）为降低成本与器件大小而引入多功能性封装方式如多层堆叠、异质整合等；5）引入WLP以及更多结合WLP与3D互连方式（TSV, TGV）的先进封装形式以期获得更下的封装尺寸、更好的电互连以及更可观的成本。如此，MEMS器件封装将迎来技术革命，从FC到SiP再到未来的基于TGV互连技术的3D WLCSP。

图5. 日月光集团副理Loi Lazaro先生@《SIP传感器封装测试技术》。

随着摩尔定律发展趋缓，先进封装朝着以三维晶圆级封装技术为核心的先进系统集成方向发展；因此TSV硅通孔、扇出型封装FO、3DIC堆叠技术迅速得到发展，并在先进系统集成产品应用中占据核心地位。厦门云天半导体科技有限公司创始人于大全教授在题为《射频模块的系统级封装技术进展》的报告中指出：射频前端模块是5G通讯核心，市场对于小型化的需求迫切；由于集成器件种类和数目众多，不但需要综合应用多种先进封装技术，也需要开发新的技术，而5G SiP技术就是今天我们关注的最新技术。

图6. 厦门云天创始人于大全教授@《射频模块的系统级封装技术进展》在线报告；会后将做重点专题报道。

电子产品集成度的提升，是的芯片厚度超薄化，对于存储芯片的封装来说，芯片尺寸、芯片厚度、叠层数量将成为其技术发展的制约因素，它们会带来产品可靠性问题。在题为《存储封装技术现状及挑战》的报告中，沛顿科技（深圳）有限公司首席技术官何洪文博士就存储芯片的封装技术（包括减薄、堆叠、翘曲控制）的现状以及未来挑战做了详细的分析和预测。

图7. 刘胜教授在为沛顿科技的何洪文博士颁发CHIPChina荣誉证书；会后将做重点专题报道。

W/B、D/B、bumping、TSV、键合/解键合等技术都被用于封装工艺中的互连技术，先进封装对于互连技术提出了新的要求，包括低温工艺、高产率、晶圆级、无应力、扇出以及引入替代型混合键合工艺。今天苏斯贸易（上海）有限公司总经理龚里博士为大家介绍了一种新的互连方式KlettWelding，类似于半导体外延工艺的纳米金属管。在题为《纳米金属管在三维互连上的应用》的报告中，龚博士介绍，通过掩膜/涂胶/曝光/去胶形成纳米金属线，再将两片生长了纳米金属线的表面互为对插，从而形成稳固的互连结构以达到直接键合的目的。

图8. 上海苏斯总经理龚里博士@《纳米金属管在三维互连上的应用》。

如何提升先进封装的生产良率，引入新材料是必然途径之一，现今业界对于新材料的重视更甚于装备。在题为《工业粘合剂如何助力半导体先进封装》的报告中，来自好乐紫外技术贸易（上海）有限公司总经理邵建义博士简要介绍Underfill、EMI屏蔽、导热及导电die attach、WLP、Frame & Fill、MEMS等应用领域对工业胶水的新要求、新挑战。比方说，针对WLP先进封装的粘合剂，新材料应该解决以下几个问题：如何在超薄层上获得超级黑的材料、如何让低粘度的材料获得高遮光的效果，这两点都需要权衡；此外，超薄层的固化、极低的收缩率以及CTE和释气，等等。对于WLP进行沟槽填充，好乐公司也有对应的解决方案。

图9. 上海好乐总经理邵建义博士@《工业粘合剂如何助力半导体先进封装》。

作为焊接设备及焊接工艺的翘楚企业，来自BTU International的销售及服务经理代伟先生在题为《抑制薄形基板在回流焊过程中产生的翘曲》的报告中指出，封装朝向更薄、铜柱尺寸更小的方向发展，势必带来载板的翘曲率以及芯片及载板之间CTE匹配度的问题，为此BTU主推TrueFlat技术，它在回流焊过程中可有效抑制载板翘曲变形的问题，使得焊接品质有所提升。

图10. BTU销售及服务经理代伟先生@《抑制薄形基板在回流焊过程中产生的翘曲》。

作为一家专精于精密运动的老牌公司，Aerotech的产品涵盖高性能驱控、高精密运动平台及定制化整机设备，在半导体领域其驱控产品及精密平台得到广泛应用。此次唐松经理主要为大家介绍艾罗德克的半导体解决方案，包括EUV光刻机、直写光刻机，光学检测、划切、刻蚀和邦定，等等。

图11. Aerotech唐松经理@《半导体行业应用中运动控制技术的挑战》。

洁净室中元器件、设备、乃至墙面或地板上都也许随时发作静电荷，有了静电荷就有了静电吸附的景象，致使洁净室的洁净度的降低。因此，器件上吸附的微尘就成了击穿中心，如此会降低器件的绝缘特性。而颗粒度是洁净室另一项最重要的指标，颗粒数增加会加剧静电吸附现象。从品控、提高产品良率以及改善生产环境的角度，深圳凯仕德副总李兴军先生提出一种解决方案，利用FFU+ION和空间离子棒实现高等级洁净室和半导体制程设备ESD及ESA控制，将空间静电值控制在100V以下，空间静电消除时间控制在60S以内。

图12. 深圳凯仕德副总李兴军先生@《封装洁净车间静电及微尘智能管控》。

现代制造业逐渐走向智慧型，通过收集、分析及追溯生产数据，让生产管控更加到位。厦门摩尔元数资深行业顾问杨宏军先生为大家揭示，在半导体封装行业工厂该如何实现数字化转型的。具体表现为：1）在AGV、机器人、自动化的基础上，以ERP、MES、SCADA这些手段实现信息化，做到我们工厂内部的数据和流程的数字化；2）打通供应链，与供应商、客户构建一个紧密的协同体系，可以利用的信息化工具有SRM、CRM、LES等；3）最后通过工业互联网、大数据BI等手段实现内外部的智能互联，建立一个符合封装企业需求的决策分析平台。

摩尔元数为封测产业提供的半导体套件，可对芯片的正向与反向进行三维立体追溯，此外数字化转型对于交期、供应链、产品种类与产品质量，均提供不同程度的支持，包括优化订单排序、数据共享调动供应链、多层级的产品工艺配置（这点对于WLP、SiP尤为重要），以及产品在生产前缺陷预警；通过客户端反馈的结果，数字化转型带来的直接效果是在制程、生产时间以及成本上均有提升。

图13. 摩尔元数资深行业顾问杨宏军先生@《摩尔云赋能半导体封装数字化转型》。

最后由欢芯鼓伍创始人罗仕洲博士发表行业报告，题为《2021年中国半导体制造业的挑战与契机》。以下将重点提炼几点：1）2020年之后的5G、AI、IoT成为市场的驱动力，其应用分别表现在RF与基带、通信与消费类电子、存储器DRAM / 3D NAND FLASH；2）现今汽车电子普遍缺芯，除了外部因素如疫情，其他新兴应用如基于.15um及40nm成熟制程的电源管理芯片与物联网，它们占据部分产能；此外缺芯也有该行业结构性的原因如产品验证期长；3）缺芯现象引发人们对于国内几家代工巨头的产能的关注，如SMIC产能以8吋为主略高于UMC与Vanguard但远小于TSMC，12吋产能远小于UMC与TSMC，为此SMIC将酝酿一系列的扩建及扩产计划。

图14. 欢芯鼓伍创始人罗仕洲博士@《2021年中国半导体制造业的挑战与契机》。