攻克多項技術難點，填補國內空白
本報記者 甘曉妹 朱二俊
一個芯片很小。
一張8英寸晶圓，可以切割5000多個裸芯片，每個約為2.5毫米左右，芝麻粒大小；把這些裸芯片組合，用不同封裝工藝打包，實現(xiàn)通電、通信號，變成可以發(fā)揮功能的芯片，這個過程就是半導體封裝。
徐州經開區(qū)鳳凰灣信息產業(yè)園內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體封裝測試技術研究和開發(fā)的高新技術企業(yè)，也是國家級專精特新“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的晶圓級先進封裝技術開發(fā)與產業(yè)化，向扇出型封裝、三維封裝技術領域進軍，前不久整體進展已成功突破80%，多項成果獲得國家發(fā)明專利。12月9日，記者走進中科智芯，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?！薄诎雽w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進步的速度和封裝痛點。
具體是什么意思呢？
“隨著芯片先進制程向納米級別邁進，單位面積安裝的晶體管越來越多。要想在實現(xiàn)所有線路高度暢連的同時，尺寸也接近裸芯片、不臃腫，對封裝的技術要求就越來越高。在晶圓層面上進行、采用前道制造方式來制作后道連接電路的先進封裝技術應運而生。其中2.5D及3D封裝技術迅速成為當前高性能集成電路的主流。”姚大平向記者介紹了這個對大多數(shù)人都十分陌生的領域。
姚大平說，前些年，美光、三星、臺積電等企業(yè)相繼擴產，希望在這場先進封裝產能的爭奪戰(zhàn)中搶占優(yōu)勢。但國內芯片產業(yè)發(fā)展緩慢，仍然以傳統(tǒng)封裝為主。2017年，姚大平回國，和團隊一起在國內攻堅晶圓級先進封裝技術。
姚大平是安徽安慶人，在美國伊利諾伊大學材料科學與工程系獲得博士學位后，1996年入職美國應用材料公司，開啟了他在半導體行業(yè)的職業(yè)生涯。他把芯片比作“地基”，2.5D及3D封裝技術比作“蓋高樓”。“這種封裝技術允許多個芯片在垂直方向上堆疊，從而實現(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，但復雜封裝帶來的散熱困難、不同材料熱膨脹/收縮對物理結構的破壞、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)痛點難點。中科智芯研發(fā)團隊經歷多次失敗，現(xiàn)在已經實現(xiàn)了2.5D及3D封裝的電信號電性能順暢流通，整體進展突破了80%，“我們都十分期待量產?！?/p>
三維封裝技術取得重大進展，晶圓級先進封裝技術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。目前，中科智芯通過掌握晶圓芯片偏移技術、多層重布線層數(shù)技術和層間對位精度技術等，攻克了扇出封裝核心技術，填補了國內在該領域的空白。
“現(xiàn)在量產良率能達到98.5%以上，處在行業(yè)領先水平?！币Υ笃秸f。
抓住機遇迅速成長
中科智芯生產車間里，一間房間布滿黃光，技術人員快速地將電路圖案復制在基板上?！澳壳?，公司兩個廠房加在一起，可實現(xiàn)月產18000片芯片?！倍聲貢赂嬖V記者，產線設備整體搭建完成后，可實現(xiàn)月產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)計劃后，徐州經開區(qū)相關部門主動聯(lián)系，希望他能將公司總部落戶經開區(qū)，助力地區(qū)形成集成電路和ICT產業(yè)集群，并推薦了專為集成電路和ICT產業(yè)發(fā)展建設的鳳凰灣電子信息產業(yè)園。
“這里靠近高架、高鐵，距離礦大只有半小時車程，便于團隊與人才開展研究?！蓖抡f，除了綜合考慮地理環(huán)境因素對產線建設的影響外，經開區(qū)和產業(yè)園給予了很多支持。
“建廠初期，徐州市產業(yè)發(fā)展引導基金及時給予了資金支持，為公司的初期發(fā)展奠定了重要基礎，幫助企業(yè)在徐州扎穩(wěn)了根?！蓖陆忉?，鳳凰灣電子信息產業(yè)園內產業(yè)鏈項目加速集聚，促進了技術交流和產業(yè)合作，有好的政策和產業(yè)環(huán)境，企業(yè)增資擴產就少了很多顧慮。
2021年，中科智芯在徐州擴大布局，啟動了二期智芯集成項目建設，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先進封裝相關設備的購置。二期項目規(guī)劃總建筑面積約1.8萬平方米，全部投產后年產能將達到30萬片12英寸晶圓。
童媛介紹，目前公司用先進封裝技術封裝的芯片比傳統(tǒng)封裝形式效率更高、通信速率更快，可應用于射頻芯片、電源芯片、WiFi、音頻等產品上?！把巯拢瘸鲂头庋b市場正經歷強勢增長，我們今年也進入了不少企業(yè)的供應鏈，第四季度營收實現(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，做好技術研發(fā)和儲備，為以后發(fā)展作好充足準備?！币Υ笃秸f，今后也將緊抓徐州經開區(qū)集成電路和ICT產業(yè)發(fā)展機遇，在徐州迅速成長。