中小型IC设计公司的福音:微电子封装与系统集成公共服务平台成立
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作者: 彭园萍
记者:程院长您好!欣闻贵研究院近期成立“微电子封装与系统集成公共服务平台”,请您详细介绍一下该平台。
程:您好!在浦东新区政府和北京大学的大力支持和领导下,经过一年多的筹备,上海浦东微电子封装和系统集成公共服务平台已经正式开始运营。
平台由上海北京大学微电子研究院联合多家封装企业和研究单位共同建设,在上海市浦东新区科学技术委员会、上海市集成电路行业协会、上海张江集成电路产业区开发有限公司、上海浦东高新技术产业应用研究院和上海张江(集团)有限公司支持下运营。平台目标旨在通过跨地域、跨行业、跨学科的产学研用合作,集聚优势资源,为我国微电子产业(主要是中小型企业)提供需要的封装设计加工、测试、可靠性分析与测试等服务并开展微机械系统MEMS/微光电子机械系统(MOEMS)封装、3-D集成等系统集成技术研发,为集成电路行业培养封装和系统集成高端人才,逐步发展成能为全国集成电路企业提供优质技术服务的微电子封装与系统集成公共服务平台。
平台服务内容包括先进封装设计、小批量多品种集成电路封装与测试、系统集成、可靠性分析测试和封装人才培养等,将涵盖封装设计、仿真、材料、工艺和制造等多个领域。封装设计服务将提供封装设计及封装模拟,封装信号完整性分析等服务。小批量多品种封装服务将提供中小型集成电路设计企业需要的封装技术,为特殊应用领域(如宽禁带半导体高温电子封装、高频系统封装、大功率器件与集成电路封装等)提供封装服务。系统集成技术服务将提供圆片级封装技术(WLP)、微电子机械系统(MEMS)/微光电子机械系统(MOEMS)封装、3-D集成等先进封装/系统集成技术服务,同时广泛开展技术合作、技术孵化导入活动。可靠性分析测试服务将围绕可靠性测试技术发展需求,开发具有自主知识产权、具有广泛应用前景的技术和产品,为自主知识产权高端芯片的设计制造项目提供技术支撑,为微电子企业提供集成电路测试、分析、验证、老化筛选和完整的测试解决方案和咨询服务。另外,我国封装技术人才的严重短缺,成为制约集成电路封装业进一步发展的瓶颈。依托平台强大的封装研发力量,充分发挥海内外专业人才示范作用,尽快培养本土IC封装人才群,为企业作好人才梯队储备。
平台拥有一支以中青年人才为科技骨干的、拥有雄厚技术力量和战斗力的技术团队。平台的运营目前是以中芯国际、UTAC、58研究所、天水华天科技、772研究所、香港科技大学和上海北京大学微电子研究院为技术依托,以国内外知名封装、微电子领域学者和资深专家为核心,主要核心科学家和技术专家包括有中国工程院院士、微电子技术专家许居衍,北京大学教授、中国科学院院士王阳元,香港科技大学教授、资深电子封装专家、香港科大电子封装实验室主任、先进微系统封装中心主任李世伟等。
另外,上海北京大学微电子研究院在平台的技术和运营方面也有很多优势。我院依托北京大学拥有雄厚的人才资源和学科优势,在微电子产业战略、基础技术、关键技术、应用开发四个层面上展开工作,同时在射频电路、混合信号集成电路、EMI、纳米尺度MOS器件、MEMS技术、高压大功率器件与电路、高可靠性封装测试技术等领域取得了一系列研究成果。研究院具有许多在微电子主要领域和研究方向的专家、教授、研究员、工程师,同时也招收培养了一批优秀的研究生。他们在LED驱动芯片的设计与封装、芯片级封装、系统级封装、三维立体封装和可靠性封装方面有很深入的研究,并取得了不少成果和专利。SIP封装技术、三维立体封装和可靠性封装将成为北大上海微电子研究院重点发展的研究方向,这些技术基础为封装服务平台的建设发展提供了可靠的保障。
记者:成立该平台的背景是什么?它对行业有哪些积极作用?
程:随着封装技术不断发展演变,IC设计公司对微型化、轻便化、多功能化、高集成化和高可靠性的需求越来越高,目前浦东新区现有封装测试企业并不能满足中小型IC企业的要求,该平台可以使相关企业获得服务便捷、形式灵活、成本合理的封装测试服务,有利于提高产品质量,加快产品开发节奏,提高企业自身的竞争能力。
目前浦东已有100余家集成电路设计企业,随着近几年出现的多项目晶圆(MPW)服务的开展,进一步地降低了IC设计开发的初期投入,也大大促进了集成电路设计行业的发展。但是,中小型IC设计企业在起步阶段需要以QFP、BGA等形式封装,封装数量较小,很难获得大型封测企业的服务支持,导致产品开发周期加长和成本提高等诸多问题。而随着IC设计企业的成长,产品线的不断扩展,需要的封装品种也将不断增加,一般的封装企业不能提供有效的技术服务。因此小批量、多品种封装必然成为集成电路产业链中迫切的需求。
另外,很多企业和研究机构在对一些新型电路、高端产品和先进技术的探索、创新和研究上,需要有微小型、高密度、高频、高温、高压、大功率、高可靠性的封装技术来支持。而大型封测厂并不能针对这种高端的、专一的、小量的封装服务需求给予有力的帮助,因而这些集成电路企业和研究机构只能通过其它途径寻求提供特殊需求服务的国外封测单位,这样无形间带来产品开发时间和成本的压力。建设这样的封装服务平台则可以有效的解决此类问题,为他们创造便利的条件。
记者:对于解决封装行业存在的一些问题,国外有无类似的平台?我们建立该平台有无借鉴国外的一些经验?
程:世界半导体产业面临波浪式发展,目前各大公司纷纷在我国建立后工序工厂及设计公司,摩托罗拉、英特尔、AMD、三星、ST、亿恒、Amkor、日立、三菱、富士通、东芝、松下、三洋都在我国建有后工序工厂,飞利浦在江苏、广东新建两个后工序工厂。面对蓬勃发展的IC封装业,无论技术怎样发展,市场需求是产业发展原动力,既有规模化生产,又有市场变化对封装要求加工批量小、节奏快、变数大的特点,市场竞争不只是求规模,更重要的是求强,大不一定就是强,所以通过国际半导体形势的发展来看,封装产业的发展模式及战略十分值得重视与探讨。
该平台就是在总结了国内外集成电路封装产业存在的问题之后而建立的。目前国外和中国台湾地区有企业从事类似业务,但没有类似在政府和行业协会支持下专门从事封装技术支持的公共服务平台。
记者:该平台是只面向浦东还是面向全国?
程:面向全国。
记者:与一些大型封装测试公司相比,该平台有哪些优势?您认为它的前景怎样?
答:随着封装技术不断发展演变,IC设计公司提出了微型化、轻便化、多功能化、高集成化和高可靠性的需求,目前一些大型封装公司并不能满足中小型IC企业的要求,而该平台的优势在于可以使相关企业获得服务便捷、形式灵活、成本合理的封装服务,有利于提高产品质量,加快产品开发节奏,例如为中小型IC设计/光电器件企业提供如下的服务:晶圆凸点制备、芯片级植焊球、有机底版设计及加工、表面贴装回流焊、BGA/FC/MCM封装及组装等。针对部分电子系统制造商的要求,开展特殊封装的研发与服务,主要包括:集成电力电子模块封装(IPEM)、大功率LED的封装、MEMS封装设计与服务等。为大学与科研机构提供各种特殊封装材料/形式的封装、咨询、培训、系统集成服务,以及各种可靠性测试和分析服务。上述服务都是一些大型封装测试公司无法做到的。所以该平台的服务模式本身就是一种优势。
另外,我国目前拥有良好的产业政策环境,浦东地区具有雄厚的产业基础,丰富的人才资源储备和较好的技术基础,加上广泛的市场需求和上海北京大学微电子研究院及其合作伙伴的技术和运营优势,该平台有着非常广阔的发展前景。
记者:成立这样一个平台,您一定也在这方面有非常深的了解,站在一个行业专家的角度,您对整个封装业的现状有哪些看法?
程:IC封装测试业是IC产业链中的一个重要环节。一直以来,外资企业在中国IC封装测试领域占据了优势,但内资封装测试企业蓬勃发展,中小企业不断涌现,内资特别是民营企业的发展为IC封装测试业增添了活力和希望。目前在长三角地区,汇聚了江阴长电、南通富士通、安靠、优特、威宇科技、上海纪元微科、上海华岭等众多大型微电子封装测试企业,在全国处于领先地位。西部地区封装测试业包括天水华天科技也有较快的发展。另外,2007年10月,英特尔(成都)有限公司微处理器工厂顺利运营并实现首枚多核处理器出口。同时,中芯国际(SMIC)、马来西亚友尼森(Unisem)、美国芯源系统(MPS)等半导体封装测试项目在成都相继投产,西部封装测试厂的产能将会进一步释放。
目前,国内外资IDM型封装测试企业主要为母公司服务,OEM型封装测试企业所接订单多为中高端产品,而内资封装测试企业的产品已由DIP、SOP 等传统低端产品向QFP、QFN、BGA、CSP等中高端产品发展。
综观目前国内整个封装业在对中小型集成电路设计企业的服务方面存在以下不足:
(1)国内企业高端技术投资有限,产品多集中于中低端,难以在高端市场上取得突破;
(2)国内先进封装技术的实施几乎完全依靠从国外引入;
(3)已有封装企业对于处于起步阶段的IC设计公司小批量封装要求能提供的服务极少,不利于整个IC产业的发展;
(4)无法满足小批量集成电路特殊封装的需求。
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记者:未来封测业的发展怎样?该平台的未来发展规划是怎样?
程:随着IC器件尺寸不断缩小和运算速度的不断提高,封装技术已成为极为关键的技术。封装形式的优劣已影响到IC器件的频率、功耗、复杂性、可靠性和单位成本。目前封装的热点技术为高功率发光器件封装技术、低成本高效率图像芯片封装技术、芯片凸点和倒装技术、高可靠低成本封装技术、BGA等基板封装技术、MCM多芯片组件封装技术、四边无引脚封装技术、CSP封装技术、SIP封装技术等。未来集成电路技术,无论是其特征尺寸、芯片面积和芯片包含的晶体管数,还是其发展轨迹和IC封装,发展主流都是:芯片规模越来越大,面积迅速减小;封装体积越来越小,功能越来越强;厚度变薄,引脚间距不断缩小,引脚也越来越多,并从两侧引脚到四周引脚,再到底面引脚;封装成本越来越低,封装的性能和可靠性越来越高,单位封装体积、面积上的IC密度越来高,线宽越来越细,并由单芯片封装向多芯片封装方向发展。
对于平台的未来发展,上海北京大学微电子研究院将充分发挥自身和合作伙伴的技术和运营经验优势,积聚全国优势资源,致力于加快发展和完善上海地区乃至全国的集成电路产业链,建立一个完整、高水平的专业化集成电路封装服务平台, 为上海地区乃至全国的集成电路企业提供优质小批量多品种封装和系统集成解决方案服务。
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