芯片先进封装制造
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1 芯片制造与封装

1.1 概述

集成电路是电子信息产业发展的基础,对航空航天技术、国防现代化、电子科技产品乃至国民经济发展都会产生深刻的影响。

根据我国海关统计数据,2017年中国集成电路进口价值为2601.4亿美元,同比增长14.6%,超过同期原油进口额1623亿美元成为我国第一大进口商品,集成电路进口额占中国总进口额12.46万亿元的14.1%,由此产生的贸易逆差创下历史新高,达到1932.6亿美元,同比增长16.6%。(见图1-1)

图1-1 中国集成电路贸易逆差及同比增长情况

根据中国半导体行业协会的统计资料,2017年中国集成电路产业销售额达到5411.3亿元,同比增长24.8%。同期,2017年中国集成电路封装测试销售额达到1889.2亿元,同比增长达到20%。(见图1-2、图1-3)

图1-2 中国集成电路销售额及同比增长情况

图1-3 中国集成电路封装测试销售额及同比增长情况

另外,根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的统计数据,2016年中国半导体消费额超过1075亿美元,占全球总量的32%。(见图1-4)

图1-4 中国半导体消费额全球占比

综合以上数据信息,由于近十年高集成度电子产品在各商业领域日益广泛的需求和应用,如移动通信、大数据、人工智能(AI)、5G、高性能计算(HPC)、物联网(IoT)、智能汽车、工业4.0等,我国半导体产业正进入一个爆发性的高速发展时期,可以预见这个发展趋势将为国内半导体产业链带来巨大的发展机遇。

在半导体产业链中(见图1-5),封装测试作为其中重要的一个环节,已经从原来的芯片生产配套产业迅速发展成了一个完整且独立的产业,也是市场需求高、投资体量大、发展速度快的高科技产业。尤其是芯片封装,因其资金需求量大以及技术门槛较高,一直以来都是世界各国迈入高科技领域及产业升级发展的必经途径,我国也不例外。我国的半导体芯片封装产业起步晚,与国际先进水平仍有很大差距,是中国半导体产业链中较为薄弱且急需发展的产业。封装产业的重要支撑包括各种类的封装材料及技术,各制程的关键工艺、设备和技术。从现阶段国内半导体产业的发展现状来看,各制造领域的芯片封装材料主要表现为部分非核心材料可实现进口替代,但关键材料特别是镀层材料及光刻胶等多为国外垄断,且存在发展配套不齐,材料的纯度、精细度和质量稳定性不足等问题;各制程环节的关键工艺主要表现为工艺技术滞后和设备技术落后两大问题。因此,我国的封装产业未来要从芯片生产后段难度较低的配套产业加速转变为一个独立的封装测试产业生态链,亟须在材料技术、设备技术及工艺技术多领域全面发力,以此来适应和满足当前半导体产业和封装产业飞速发展的需要。

图1-5 半导体产业链示意图