先进封装技术的发展速度将赶超整个半导体行业

——采访UTAC公司市场推广与业务发展资深副总裁 Asif Chowdhury

作为业界领先的半导体芯片装配和测试服务提供商， UTAC拥有一系列先进的封装技术，包括QFN、晶圆级封装、SiP和低应力MEMS封装等，近日《半导体芯科技》（SiSC）书面采访了该公司市场推广与业务发展资深副总裁 Asif Chowdhury，讨论了先进封装技术的发展趋势，以及UTAC公司的先进技术和市场发展情况。

SiSC: 请先介绍一下UTAC公司。

UTAC:   UTAC是一家领先和独立的半导体芯片装配和测试服务提供商。半导体芯片用途广泛，可用于通信设备（如智能手机、蓝牙和WiFi）、消费类设备、计算设备、汽车设备、安全设备以及工业和医疗应用设备。 

我们为客户提供模拟、混合信号和逻辑以及存储器类产品的全套半导体装配和测试服务。 

我们的客户主要包括无晶圆厂半导体公司、集成设备制造商和晶圆代工厂。 

UTAC总部位于新加坡，在新加坡、泰国、中国台湾、中国、印度尼西亚和马来西亚均有加工厂和生产设施。全球营销网络主要集中分布在美国、欧洲、中国大陆和台湾、日本及亚洲其他地区，我们在每个地区都设有销售办事处。

SiSC:  UTAC如何看待半导体封装和测试技术及市场的发展趋势？

UTAC:  我们已进入一个科技飞速发展的时代，在这个时代，先进的封装和测试技术对半导体集成和创新的发展至关重要。技术和经济限制阻碍了硅缩放技术的发展。因此整个行业都需要借助封装和互连技术改进来交付新的设备。这将从根本上改变半导体发展和供应链结构。硅/封装协同设计通常被视为开发新设备的关键。通常，提供必要的封装设计和装配技术不在半导体芯片供应商所在公司的业务范筹内。UTAC等封测代工厂(OSAT)在开发和提供先进的封装技术方面一直处于行业领先地位。因此，客户希望选择并聘请OSAT先进的封装团队来参与其开发项目。

SiSC: 请您介绍一下系统级封装（SiP）、片上系统（SoC）、异构集成（HI）、3D封装这些技术的异同？各自未来会如何发展？

UTAC:   首先，一定要阐明每一种半导体集成技术的定义：

系统级封装(SiP)是一个装配到LGA、FBGA、QFN或FO-WLP等标准封装空间中的功能系统或子系统。它包含两个或多个不同的模具，通常与无源设备、滤波器、MEMS、传感器或天线等其他组件组合在一起。这些组件被安装在一个基板上，打造一个高度集成的定制产品来开展给定的应用。SiP可以使用裸晶片（焊线或倒装芯片）、晶圆级封装、预封装集成电路（如CSP）、堆叠封装、晶片堆叠封装等先进的封装技术组合，或上述封装技术的任意组合。

系统级芯片(SoC)是通过CMOS技术将不同功能的IP模块集成到通常位于硅基板上的单芯片设备中。

异构集成(HI)指将多个单独制造的组件装配和封装到一个芯片上，以提高功能性和增强工作性能。异构集成可以对具有不同功能、采用不同工艺技术、有时由不同制造商制造的组件进行封装。这些组件采用不同的功能（例如，处理器、信号处理器、缓存、传感器、光电子、射频和MEMS）和技术（例如，一个针对模具尺寸进行了优化，另一个针对低功耗进行了优化）。

3D封装技术是利用垂直或3D技术通过3D封装结构提高半导体集成度，与平面二维封装相比，3D封装结构在尺寸和性能方面更具优势。

SiP、HI和3D封装可以并且通常包含基于SoC的IC。

HI通常应用于具有严苛的电气和热力要求的高性能应用中，并利用3D封装技术实现集成和短暂的高密度或高带宽互连。

在今天这个先进的封装时代，这些技术将继续蓬勃发展。

SiSC: 请问封装技术在互连和材料等方面有哪些创新？未来哪些封装技术将快速发展？主要应用领域及驱动力是什么?

UTAC:   焊线将继续作为大量低IO设备的主要互连技术，但将继续从金导线改为使用铜导线。铜夹互连技术将继续快速发展，用于提高电源管理设备的电气和热性能。所有的这些互连技术 (Wire bonding and Cu Clip) 都在以引线框为载体的无引脚封装类型（如QFN）中快速发展，每周出货量很快将会超过10亿件。

先进的封装技术（包括QFN）的发展速度将赶超整个半导体和封装行业，预计到2023年复合年增长率将达到10%。智能手机的发展速度已经明显放缓，但仍将继续推动大量先进的封装技术的发展，包括：SiP、晶圆级CSP封装、扇出型晶圆级封装、3D封装（堆叠模具CSP和PoP）。5G智能手机和无线基础设施设备将倒装芯片推向更高的密度，需要采用新的工艺和材料技术才能实现。汽车应用领域将进一步采用新的材料和工艺技术来提高热、电气性能和质量，以满足自动驾驶、电动汽车和高压要求。

此外，汽车客户正在推动工厂的自动化和质量系统创新，这对于实现零缺陷水平至关重要。

SiSC:  UTAC拥有哪些先进的封装技术？目前重点关注的技术及市场是什么？

UTAC:   UTAC拥有一系列先进的封装技术，包括QFN、晶圆级封装（WLP扇入和扇出）、SiP和低应力MEMS封装。我们重点关注以下领域：通过新的硅切割/分离技术来节省WLP成本和提高质量/可靠性，这些技术能够通过提高硅侧壁质量来增加每个晶片上的集成电路数量。我们将通过材料和工艺创新提高集成、电气和热性能，帮助我们满足汽车和电源管理应用中常见的更高电压应用需求，从而继续巩固QFN技术的行业领先地位。新的基于MEMS的封装技术支持更多传感器元件和基于传感器融合技术的ASIC或控制器。

SiSC:  UTAC的Grid-Array QFN (GQFN)技术平台的主要性能特点，针对哪些应用领域？目前市场应用情况如何？

UTAC:   GQFN是一种可路由的单层LF技术，可以在模具下进行路由，适用于焊线、倒装芯片和SiP封装结构。在过去5年中，我们已经为20多家客户提供超过10亿件产品，用于在商用（USB交换机、价格扫描仪）、电力/工业（DC-DC转换器、电池充电器）、MEMS（磁强计）等市场开展各种应用。

SiSC:  UTAC 在中国市场的发展情况？如何加强与中国客户的合作，更好服务于中国市场?

UTAC:    UTAC在中国南部的东莞市设有工厂。中国南部海湾地区半导体供应链的发展为我们带来了巨大的商机。我们引进了一些新技术（如GQFNi）、丰富的ATE测试经验、SiP功能，可以更好地服务于中国市场。我们将继续巩固在当地市场的地位和加强市场拓展能力，以提高在中国的市场份额。