导体|后摩尔定律时代的新引擎:先进封装助力中国半导体摆脱“红皇后”( 二 )


02纳须弥于芥子的奥妙
在电子产业链中 , 封装环节常常被人忽视 , 但却一直默默地发挥着关键作用 , 没有它芯片就无从与外界高效连接、沟通 。
随着集成电路的飞速发展 , 封装已不仅仅是把制作好的芯片打包加个“外壳”那么简单 , 而是涉及到一整套完整流程 , 从芯片设计之初 , 就要考虑封装方案 , 越来越多的芯片级封装 , 特别是三维高密度封装 , 涉及到一系列晶圆级工艺、高密度硅基、有机基板制造、三维互连、复杂可靠性和失效分析测试、散热解决方案等等 , 都是技术含量满满 。
“5G商用时代迅速到来 , 5G领域高速、高频的技术特点 , 以及多种器件异质集成的运用要求 , 需要多种先进封装技术不断创新发展和综合运用 。 ”于大全博士指出 , 以云天半导体的重点产品射频前端封装为例 , 5G智能终端对射频前端器件的需求相比4G产品成倍增长 , 大量增长的射频器件对更小尺寸的先进封装和系统集成需求强烈 。
射频前端是终端通信的核心组成器件 , 具体包括滤波器、LNA(低噪声放大器 , Low NoiseAmplifier)、PA(功率放大器 , PowerAmplifier)、开关、天线调谐 。 中金公司在研报中预计 , 2020年全球5G手机销量或将达2.5亿台 , 并且5G对消费电子产业链最大的增量就是是射频前端等通信元器件 , 射频前端市场存在较大增长机会 。
一直以来 , 云天半导体密切关注5G市场应用 , 创新开发了多种先进封装及系统集成技术 , 技术覆盖了从滤波器等射频前端器件三维封装 , 玻璃通孔技术、三维无源器件技术 , 以及面向毫米波芯片的扇出集成技术和AiP系统集成方案 。
据麦姆斯咨询报道 , 云天半导体团队在玻璃通孔(TGV)技术领域开展了多年研发 , 探索可规模化量产技术 。 近两年 , 成功开发先进激光加工技术 , 实现了低成本、高效率的玻璃通孔制备 , 并实现深宽比为10:1的玻璃通孔量产 , 且具备较好的形貌 。 云天半导体是目前全球率先建立低成本高密度TGV技术量产能力的企业 , 处于业界领先地位 。
既有巨大的市场需求刺激 , 又是需要储备的先进制造技术 , 在双重因素驱动下 , 2020年10月 , 云天半导体获得过亿元A轮融资 。 本轮由国投创业领投 , 浙江银杏谷资本、西安天利投资、新潮科技参与投资 , 资金将用于云天一期工厂产能扩产及二期工厂启动资金 。
“目前我们已经构建了面向5G应用的国内稀缺的4/6寸晶圆级三维封装平台 , 二期工厂投产后公司将具备从4寸到12寸晶圆级封测及系统集成能力 , 满足不同射频器件产品需求 , 并且提升产能至2万片/月 , 满足客户爆发需求 。 ”于大全博士希望 , 云天半导体通过资金技术投入和科研量产合作 , 有力地支持我国射频器件国产化进程 。
03重构价值链摆脱“红皇后”
“只有不停地奔跑 , 才能呆在原地不动 。 ”《爱丽丝梦游仙境》中 , 红皇后对爱丽丝这样说 , “如果你想去别的地方 , 必须跑得比现在快一倍!”
这是管理学界所说的“红皇后效应” 。 半导体产业链全球化的同时 , 竞争也在全球化 , 但是不管有多拼命 , 相对位置似乎变动不大 。
曾经国内的LED芯片产业虽然有巨大的经济规模 , 但是由于创新规模没有跟上 , 过剩的中低端产能、持续下滑的价格等阴云一直笼罩在厂商的心头 。 高工产研LED研究所(GGII)研究显示 , 2019年LED芯片产能过剩严重 , 稼动率过低 , 部分企业去库存杀价 , 价格跌去30-50% , 预计未来几年LED产业链将进入低速增长期 。
我国半导体产业快速发展带来了巨大的经济规模 , 但是企业的获利能力并没有明显提升 , 根源就在于企业的创新能力 。 在摩尔定律放缓的背景下 , 半导体产业更需要警惕避免陷入像光伏、面板、LED芯片等产业一样的困境 。
“虽然在半导体产业链中 , 封测已经是我国最成熟的细分领域之一 , 全球市场占比已经达到28% , 但在中高端市场 , 我国封装企业的话语权仍然有待提升 。 ”于大全博士认为 , 接下来需要持续攻关 , 掌握先进封装技术 , 做好人才储备、完善产业生态建设 , 并提升市场响应能力 。
【导体|后摩尔定律时代的新引擎:先进封装助力中国半导体摆脱“红皇后”】从科研院所“换道”企业 , 亲身参与产学研实践 , 于大全博士对于科技如何实现产业应用 , 从个人经历中感悟到更深入的体会:“目前 , 集成电路产业无论从哪一个方向讲 , 都进入到了创新深水区 。 创新成本越来越高 , 投入将越来越大 。 要降低创新成本 , 就要进行产业链协同创新 , 探索科研院所与企业的深入合作 , 使科研的方向与成果契合产业需求 , 从而提高全社会的创新效率 , 进一步解决创新的成本问题 。 ”
在5G产业的实现路径上 , 于大全博士认为 , 我国大部分半导体厂商都还不具备IDM(全流程一体化的制造商)的真正竞争力 , 虚拟IDM模式更为合理与有潜力 , 合作起来能更快速地挤进市场 。 本次云天半导体接受融资 , 也有助于上下游的战略互通不断深入 , 承接半导体产业链的关键一环 。
业界目前也有类似观点存在 , 方正证券研报认为 , 在大国博弈长期存在的背景下 , 半导体国产替代势在必行 , 中游制造+下游封测的虚拟IDM模式逐渐成形 , 成为大陆半导体产业链的基石 。


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