攻克多項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)，填補(bǔ)國內(nèi)空白
本報(bào)記者 甘曉妹 朱二俊
一個(gè)芯片很小。
一張8英寸晶圓，可以切割5000多個(gè)裸芯片，每個(gè)約為2.5毫米左右，芝麻粒大??；把這些裸芯片組合，用不同封裝工藝打包，實(shí)現(xiàn)通電、通信號(hào)，變成可以發(fā)揮功能的芯片，這個(gè)過程就是半導(dǎo)體封裝。
徐州經(jīng)開區(qū)鳳凰灣信息產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的江蘇中科智芯集成科技有限公司（以下簡稱中科智芯），就是一家專門從事半導(dǎo)體封裝測試技術(shù)研究和開發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)，也是國家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)。
比起傳統(tǒng)封裝的“1.0模式”，中科智芯早早聚焦更先進(jìn)的晶圓級(jí)先進(jìn)封裝技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，向扇出型封裝、三維封裝技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)軍，前不久整體進(jìn)展已成功突破80%，多項(xiàng)成果獲得國家發(fā)明專利。12月9日，記者走進(jìn)中科智芯，探訪這家與頭部企業(yè)并跑的徐州“芯”。
先試先行突破“瓶頸”
“芯片很能裝，也很難裝。”——在半導(dǎo)體封測行業(yè)，中科智芯公司董事長姚大平的一句話道出了芯片技術(shù)進(jìn)步的速度和封裝痛點(diǎn)。
具體是什么意思呢？
“隨著芯片先進(jìn)制程向納米級(jí)別邁進(jìn)，單位面積安裝的晶體管越來越多。要想在實(shí)現(xiàn)所有線路高度暢連的同時(shí)，尺寸也接近裸芯片、不臃腫，對封裝的技術(shù)要求就越來越高。在晶圓層面上進(jìn)行、采用前道制造方式來制作后道連接電路的先進(jìn)封裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其中2.5D及3D封裝技術(shù)迅速成為當(dāng)前高性能集成電路的主流?！币Υ笃较蛴浾呓榻B了這個(gè)對大多數(shù)人都十分陌生的領(lǐng)域。
姚大平說，前些年，美光、三星、臺(tái)積電等企業(yè)相繼擴(kuò)產(chǎn)，希望在這場先進(jìn)封裝產(chǎn)能的爭奪戰(zhàn)中搶占優(yōu)勢。但國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，仍然以傳統(tǒng)封裝為主。2017年，姚大平回國，和團(tuán)隊(duì)一起在國內(nèi)攻堅(jiān)晶圓級(jí)先進(jìn)封裝技術(shù)。
姚大平是安徽安慶人，在美國伊利諾伊大學(xué)材料科學(xué)與工程系獲得博士學(xué)位后，1996年入職美國應(yīng)用材料公司，開啟了他在半導(dǎo)體行業(yè)的職業(yè)生涯。他把芯片比作“地基”，2.5D及3D封裝技術(shù)比作“蓋高樓”?！斑@種封裝技術(shù)允許多個(gè)芯片在垂直方向上堆疊，從而實(shí)現(xiàn)更高的集成度和更小的封裝尺寸，就像是‘蓋高樓’?！币Υ笃秸f，但復(fù)雜封裝帶來的散熱困難、不同材料熱膨脹/收縮對物理結(jié)構(gòu)的破壞、芯片封裝堆疊過程中可能的工藝損傷等問題，都是目前行業(yè)痛點(diǎn)難點(diǎn)。中科智芯研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷多次失敗，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了2.5D及3D封裝的電信號(hào)電性能順暢流通，整體進(jìn)展突破了80%，“我們都十分期待量產(chǎn)?！?/p>
三維封裝技術(shù)取得重大進(jìn)展，晶圓級(jí)先進(jìn)封裝技術(shù)之一的扇出型封裝同樣也表現(xiàn)出色。扇出型封裝是指直接在晶圓上，并不需要基板的封裝技術(shù)。目前，中科智芯通過掌握晶圓芯片偏移技術(shù)、多層重布線層數(shù)技術(shù)和層間對位精度技術(shù)等，攻克了扇出封裝核心技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。
“現(xiàn)在量產(chǎn)良率能達(dá)到98.5%以上，處在行業(yè)領(lǐng)先水平?！币Υ笃秸f。
抓住機(jī)遇迅速成長
中科智芯生產(chǎn)車間里，一間房間布滿黃光，技術(shù)人員快速地將電路圖案復(fù)制在基板上?！澳壳?，公司兩個(gè)廠房加在一起，可實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)18000片芯片。”董事會(huì)秘書童媛告訴記者，產(chǎn)線設(shè)備整體搭建完成后，可實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)3萬片芯片。
2018年，公司成立后，選址成了未決之事。在得知姚大平的創(chuàng)業(yè)計(jì)劃后，徐州經(jīng)開區(qū)相關(guān)部門主動(dòng)聯(lián)系，希望他能將公司總部落戶經(jīng)開區(qū)，助力地區(qū)形成集成電路和ICT產(chǎn)業(yè)集群，并推薦了專為集成電路和ICT產(chǎn)業(yè)發(fā)展建設(shè)的鳳凰灣電子信息產(chǎn)業(yè)園。
“這里靠近高架、高鐵，距離礦大只有半小時(shí)車程，便于團(tuán)隊(duì)與人才開展研究。”童媛說，除了綜合考慮地理環(huán)境因素對產(chǎn)線建設(shè)的影響外，經(jīng)開區(qū)和產(chǎn)業(yè)園給予了很多支持。
“建廠初期，徐州市產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導(dǎo)基金及時(shí)給予了資金支持，為公司的初期發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)，幫助企業(yè)在徐州扎穩(wěn)了根?！蓖陆忉專P凰灣電子信息產(chǎn)業(yè)園內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目加速集聚，促進(jìn)了技術(shù)交流和產(chǎn)業(yè)合作，有好的政策和產(chǎn)業(yè)環(huán)境，企業(yè)增資擴(kuò)產(chǎn)就少了很多顧慮。
2021年，中科智芯在徐州擴(kuò)大布局，啟動(dòng)了二期智芯集成項(xiàng)目建設(shè)，并成立了全資子公司智芯集成電路（徐州）有限公司。2022年，公司完成新一輪融資，融資額超1.5億元，資金主要用于晶圓級(jí)先進(jìn)封裝相關(guān)設(shè)備的購置。二期項(xiàng)目規(guī)劃總建筑面積約1.8萬平方米，全部投產(chǎn)后年產(chǎn)能將達(dá)到30萬片12英寸晶圓。
童媛介紹，目前公司用先進(jìn)封裝技術(shù)封裝的芯片比傳統(tǒng)封裝形式效率更高、通信速率更快，可應(yīng)用于射頻芯片、電源芯片、WiFi、音頻等產(chǎn)品上?！把巯?，扇出型封裝市場正經(jīng)歷強(qiáng)勢增長，我們今年也進(jìn)入了不少企業(yè)的供應(yīng)鏈，第四季度營收實(shí)現(xiàn)了同比增長，我們對明年一季度增長有很大信心?！?/p>
“未來兩年，我們將積極修煉自身，做好技術(shù)研發(fā)和儲(chǔ)備，為以后發(fā)展作好充足準(zhǔn)備?！币Υ笃秸f，今后也將緊抓徐州經(jīng)開區(qū)集成電路和ICT產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，在徐州迅速成長。