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中国芯片封装技术跻身全球前三,2022年做到全球第一

发布日期 2020-04-24

      一款芯片的诞生分为很多流程,在这里,我简单地将它归结为四大类,一类是以芯片制造设备、芯片设计工具、芯片材料为主的生产资料厂商,一类是IC设计,一类是晶圆代工,还有一类就是芯片封装以及芯片测试。

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      芯片材料多样,其中电子特气还有光刻胶等是核心材料,而有芯片制造总共有六大类设备,分别是扩散炉、光刻机、刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备、化学机械抛光机和清洗机,其中光刻机和薄膜沉积设备还有刻蚀机是最为核心的三大类设备。

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      芯片设计工具就是EDA,EDA工具在半导体行业当中是必不可少的,EDA是电子设计自动化(Electronics Design Automation)的缩写,EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言VerilogHDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

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      IC设计我们就非常熟悉了,有高通、华为、联发科等,指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程。当IC设计厂商设计好芯片之后,就要交给晶圆代工厂代工了。

      晶圆代工厂目前来说是台积电和高通双龙争霸。

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      最后就是芯片封装,形成了集成电路芯片之后,最后还要通过严格的测试、切割,然后进行封装,因为一颗芯片相当小且薄,如果不在外施加保护,会被轻易的刮伤损坏。此外,因为芯片的尺寸微小,如果不用一个较大尺寸的外壳,将不易以人工安置在电路板上。

      完成封装后,便要进入测试的阶段,在这个阶段便要确认封装完的 IC 是否有正常的运作,正确无误之后便可出货给组装厂,这个时候才形成了一枚最终可用的逻辑芯片。

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      抛开生产资料来看,半导体产业链“设计—制造—封测”的核心主要集中在设计和制造环节,三大产业中,设计对技术积累与人才要求最高;而制造对资本投入有大量的要求,呈现强者恒强的局面; 唯有封装产业对资本与人才要求相对较低,而对人工成本相对敏感。

      虽然技术难度在三者里面是最低的,但是系统级封装因涉及到材料、工艺、电路、器件、半导体、封装及测试等技术,在技术发展的过程中对以上领域都将起到带动作用促进电子制造产业进步。

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      2015 年全球代工市场营收 488 亿美元,而封装市场营收 255 亿美元,两者比例约为 1.9:1,封装环节市场巨大,不容忽视。

      受性能驱动和成本驱动影响,封装技术路径大致可分为四个阶段:第一阶段为上世纪80年代以前,封装的主体技术是针脚插装;第二阶段是改变了传统的 PTH 插装形式,通过微细的引线将集成电路芯片贴装到基板上;第三阶段采用了面阵引脚,封装密度大为提高,还出现了芯片规模封装和芯片直接倒装贴装技术;第四代封装技术以SiP、WLP和TSV为代表,在凸点技术和通孔技术的基础上,进一步提高系统的集成度与性能。

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      中国长电科技是全球封装市场的佼佼者,长电科技的主营业务是电子元器件、按产品来分类的话属于IC封装和测试这一细分业务。

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      长电科技的前身是成立于1972年的江阴晶体管厂,80年代末期,江阴晶体管厂濒临倒闭,1990年,王新潮临危受命接任厂长。

      长电科技最擅长做半导体产业链生态,通过产业链的上下游联合,为自己争取订单,保证自己的利润,也让上游企业有了更多选择的机会,2014年,与芯片上游企业中芯国际联合成立中芯长电。“最大的封装厂联合最大的芯片厂,竞相吸引产业资金投资。

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      从濒临倒闭到跻身跨国公司之列,拥有了位于中国、新加坡、韩国的八处生产基地。,根据IC Insights报告,2017年,长电科技销售收入在全球集成电路前10大委外封测厂排名第三;另据研究机构Yole Développement报告,在先进封装晶圆份额方面,以全球市场份额排名:英特尔12.4%、矽品11.6%、长电科技7.8%位列第三。

      长电科技的目标是要在2022年成为全球第一,目前,长电科技掌握了 WLCSP(晶圆片级芯片规模封装)、Wafer Bumping(晶圆凸块)、FC(倒装芯片)、铜线工艺等十大封装技术。

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      当我们还在盯着晶圆代工、光刻机等薄弱环节的时候,中国半导体行业其实已经在全线发力,2014年,国家集成电路产业投资基金成立,首期募集资金规模达1387亿元。基金二期募资于2019年完成,募资2000亿,也就是目前中国共募资3387亿,对设备制造、芯片设计和材料领域加大投资。

      长电科技就是在国家集成电路产业投资基金的扶持下,才进入了发展的快车道。

      目前,国家集成电路产业投资基金已经投资(涉及)半导体领域的22家A股公司、3家港股公司,包括安集科技、北斗星通、北方华创、国科微、三安光电)等。

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