近年來(lái)，國(guó)際巨頭英特爾、三星和臺(tái)積電等晶圓廠正以數(shù)億計(jì)美元投入到先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)中，超越摩爾定律將封裝地位推向了前所未有的高度。集成電路封裝測(cè)試行業(yè)進(jìn)入新時(shí)期。我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)持續(xù)保持高速增長(zhǎng)，技術(shù)創(chuàng)新能力不斷提高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展支撐能力顯著提升，我國(guó)集成電路封裝設(shè)備應(yīng)抓住此次工藝發(fā)展趨勢(shì)機(jī)會(huì)。

集成電路設(shè)備發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

2017年以來(lái)，集成電路芯片已超過(guò)石油成為我國(guó)第一大進(jìn)口商品。國(guó)家正從頂層設(shè)計(jì)到具體環(huán)節(jié)來(lái)推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2008年開(kāi)始實(shí)施的國(guó)家重大科技02專(zhuān)項(xiàng)以及2014年創(chuàng)立的國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，大大促進(jìn)了技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國(guó)是全球最龐大的集成電路消費(fèi)市場(chǎng)，但在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，仍處于產(chǎn)業(yè)分工的中低端。

與此同時(shí)，全球集成電路產(chǎn)業(yè)布局不斷變化，加速向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。目前，全球半導(dǎo)體銷(xiāo)售和投資進(jìn)入新一輪高速增長(zhǎng)期，晶圓制造廠和封測(cè)廠正前所未有地加大投入，新建晶圓廠和封測(cè)廠如雨后春筍。未來(lái)幾年，我國(guó)集成電路每年投資額都在5000億元上下，其中70%的投資是采購(gòu)裝備和材料。因此，實(shí)施進(jìn)一步提高裝備本土化率的鼓勵(lì)政策十分必要。一代器件，一代工藝，一代設(shè)備，集成電路制造裝備是我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈中最薄弱的環(huán)節(jié)，目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備基本依賴(lài)進(jìn)口，全球知名的半導(dǎo)體設(shè)備制造商主要集中在美國(guó)、日本、荷蘭、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。

重點(diǎn)關(guān)注集成電路封裝設(shè)備的發(fā)展

目前，封測(cè)在集成電路行業(yè)中占比加大，發(fā)展成熟度也好于晶圓制造環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)封裝設(shè)備包括磨片、劃片、裝片、鍵合、倒裝等，而先進(jìn)封裝也會(huì)用到光刻、刻蝕、電鍍、PVD、CVD等前道設(shè)備。據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，過(guò)去10年內(nèi)，全球封裝設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模年均增長(zhǎng)6.9%，2018年全球封裝設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到40億美元。但各類(lèi)封裝設(shè)備市場(chǎng)呈寡頭壟斷格局，如日本Disco壟斷了全球80%以上的封裝關(guān)鍵設(shè)備減薄機(jī)和劃片機(jī)市場(chǎng)。其他封裝設(shè)備廠商還包括ASM Pacific、K&S、Besi、Disco等。

集成電路先進(jìn)封裝設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率正在逐步提高，像集成電路封裝用的光刻機(jī)，還有倒裝、刻蝕、PVD、清洗、顯影、勻膠等設(shè)備均已滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)先進(jìn)封裝的需求。先進(jìn)封裝用前道設(shè)備國(guó)產(chǎn)率較高，光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、植球機(jī)等超過(guò)50%，但傳統(tǒng)封裝設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率整體上卻不超過(guò)10%。一直以來(lái)，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為封裝設(shè)備技術(shù)難度遠(yuǎn)低于晶圓制造設(shè)備，行業(yè)關(guān)注度低，產(chǎn)業(yè)政策向晶圓廠、封測(cè)廠、晶圓制造設(shè)備等有所傾斜。雖然近年來(lái)國(guó)家重大科技02專(zhuān)項(xiàng)加大支持，但整體上封裝設(shè)備缺乏產(chǎn)業(yè)政策培育和來(lái)自封測(cè)客戶(hù)的驗(yàn)證機(jī)會(huì)。

我國(guó)封裝設(shè)備整體上處于低端，在集成電路高端芯片的封裝工藝中應(yīng)用很少，個(gè)別機(jī)型依靠定制化需求打入市場(chǎng)，還未形成批量生產(chǎn)帶動(dòng)高端研發(fā)的良性循環(huán)。筆者認(rèn)為主要原因表現(xiàn)在：一是我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)薄弱，核心零部件“卡脖子”，如氣浮主軸就限制了高端減薄機(jī)和劃片機(jī)的發(fā)展；二是設(shè)備研發(fā)投入高，設(shè)備試錯(cuò)成本高，難以形成市場(chǎng)反哺研發(fā)，導(dǎo)致核心技術(shù)人員流失嚴(yán)重；三是國(guó)產(chǎn)封裝設(shè)備可靠性是亟需解決的難題，封裝企業(yè)的客戶(hù)不能接受?chē)?guó)產(chǎn)設(shè)備，國(guó)產(chǎn)設(shè)備試錯(cuò)機(jī)會(huì)少，行業(yè)發(fā)展生態(tài)有待提升；四是封裝設(shè)備高端技術(shù)人才和團(tuán)隊(duì)匱乏，關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期得不到解決，設(shè)備性能提升緩慢。

市場(chǎng)與技術(shù)雙輪驅(qū)動(dòng)國(guó)產(chǎn)封裝設(shè)備產(chǎn)業(yè)

集成電路封裝設(shè)備的發(fā)展是由市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)和技術(shù)推動(dòng)共同作用的，本土化應(yīng)以芯片設(shè)計(jì)廠商為引領(lǐng)，芯片設(shè)計(jì)帶動(dòng)制造封測(cè)，制造封測(cè)帶動(dòng)裝備材料，營(yíng)造鼓勵(lì)創(chuàng)新的氛圍。目前我國(guó)集成電路裝備產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平不高、核心產(chǎn)品創(chuàng)新能力不強(qiáng)、設(shè)備總體仍處于中低端等問(wèn)題依然存在。設(shè)備產(chǎn)業(yè)進(jìn)步是一個(gè)漫長(zhǎng)而逐步的過(guò)程，我們一方面要繼續(xù)追趕現(xiàn)有水平的差距，另一方面由于新設(shè)計(jì)、新工藝的不斷涌現(xiàn)，要在先進(jìn)封裝工藝方面發(fā)力，設(shè)備定制化需求給國(guó)產(chǎn)裝備提供了大展拳腳的舞臺(tái)，抓住工藝發(fā)展趨勢(shì)機(jī)會(huì)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備才有可能取得突破。

目前我國(guó)還沒(méi)有真正意義上大而強(qiáng)的封裝設(shè)備企業(yè)，我國(guó)集成電路封裝設(shè)備下一步發(fā)展值得深思。筆者從以下幾個(gè)方面提出建議：一是大力支持設(shè)備核心零部件的發(fā)展，與國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域龍頭企業(yè)形成合作，國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)成立專(zhuān)題支持核心零部件研發(fā)；二是平臺(tái)級(jí)企業(yè)大力引進(jìn)高端人才和團(tuán)隊(duì)，特別是具有國(guó)際封裝設(shè)備領(lǐng)先企業(yè)的領(lǐng)軍人物，創(chuàng)造有利于人才發(fā)展的寬松環(huán)境，構(gòu)建以企業(yè)為主體、以高校與科研機(jī)構(gòu)為支撐、產(chǎn)學(xué)研用相互促進(jìn)的協(xié)同創(chuàng)新體系；三是建立持續(xù)政策導(dǎo)向的工藝-設(shè)備生態(tài)圈聯(lián)合體協(xié)同創(chuàng)新，由國(guó)內(nèi)終端用戶(hù)、設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、材料、設(shè)備等完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)組成，利用各產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)的資源和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，共同研發(fā)先進(jìn)技術(shù)；四是加強(qiáng)資本運(yùn)作，深度整合，共享資源，提高技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力，做強(qiáng)做大企業(yè)，設(shè)備企業(yè)可采用并購(gòu)方式增強(qiáng)自身競(jìng)爭(zhēng)力、擴(kuò)大生存空間和削減成本，節(jié)省研究經(jīng)費(fèi)，從而打通行業(yè)上下游環(huán)節(jié)。

以國(guó)產(chǎn)12英寸晶圓劃片機(jī)研發(fā)為例，12英寸劃片機(jī)具有多片切割、效率高、精度高、節(jié)約人力成本等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)迫切需要價(jià)廉物美的12英寸晶圓劃片機(jī)。北京中電科電子裝備有限公司在國(guó)家“02專(zhuān)項(xiàng)”的支持下，從2014年開(kāi)始投入研發(fā)12英寸劃片機(jī)，突破雙軸結(jié)構(gòu)工作臺(tái)橋接技術(shù)、大直徑薄晶圓傳輸技術(shù)、高剛度氣浮主軸技術(shù)以及刀痕識(shí)別分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。2017年底在蘇州晶方完成工藝驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)2018年一年的技術(shù)積累，在2019年取得重要技術(shù)突破和市場(chǎng)突破，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，簽訂合同金額過(guò)千萬(wàn)元。

注：本文作者為北京中電科電子裝備有限公司總經(jīng)理 王海明