集微網報道，2020年下半年以來，隨著中國率先從全球疫情中恢復過來，對半導體市場回暖帶來了強大動力，并開啟了這一輪的全行業(yè)產能緊缺帷幕。全球的晶圓制造及封測產能持續(xù)緊張，并出現(xiàn)不同程度的漲價，直至近幾個月引發(fā)汽車因缺芯減產停產大潮。華潤微電子作為中國最大的功率半導體廠商、國內半導體IDM龍頭，一直低調發(fā)展封測業(yè)務集群，獲得業(yè)內極大關注。

低調壯大的華潤微封測業(yè)務集群

2020年2月27日，華潤微電子在科創(chuàng)板掛牌上市，拿下了多個“第一”：第一家紅籌上市，第一家港元面值，第一家啟用“綠鞋機制”……在開創(chuàng)歷史先河的同時，作為科創(chuàng)板“紅籌”第一股、國內最大的功率半導體企業(yè)，MSCI于公司上市第二日，當?shù)貢r間2月28日宣布將“華潤微電子”納入MSCI中國全股票指數(shù)。

華潤微電子是國內少數(shù)具有芯片設計、晶圓制造、封裝測試等全產業(yè)鏈一體化運營能力的半導體IDM企業(yè)，產品聚焦于功率半導體、智能傳感器與智能控制領域，在分立器件及集成電路領域均已具備較強的產品技術與制造工藝能力，形成了先進的特色工藝和系列化的產品線。

經過二十多年發(fā)展，華潤微電子成為中國規(guī)模最大的功率半導體廠商，包括代工事業(yè)群、集成電路事業(yè)群、封測事業(yè)群和功率器件事業(yè)群。

在功率器件領域，華潤微電子在中國MOSFET市場中排名第三，僅次于英飛凌與安森美兩家國際廠商，智能傳感器產品在抗疫過程中作為戰(zhàn)略物資發(fā)揮了非常大的作用；在晶圓代工領域，擁有3條6英寸產線，2條8英寸晶圓生產線和一條正在建設的12英寸產線。6英寸年產能逾247萬片，8英寸年產能逾133萬片；在封測領域，在無錫、東莞、深圳、重慶設有封測基地，年封裝能力達62億顆。

華潤微電子封測事業(yè)群市場兼銷售助理總經理馬慶林對集微網記者表示，華潤微封測事業(yè)群包括晶圓測試、封裝集成和成品測試三個部分。前道晶圓測試由深圳賽美科負責，其是國內前三大的晶圓測試工廠，具備6英寸、8英寸、12英寸晶圓的測試能力；中道封裝包括無錫安盛、重慶矽磐、東莞杰群、深圳賽美科等生產基地；成品測試則包括深圳賽美科和無錫安盛。

封測作為半導體產業(yè)鏈的重要一環(huán)，華潤微對該業(yè)務集群布局的重視度從前兩年就已現(xiàn)端倪。

據(jù)他介紹，無錫基地聚焦于家電、工業(yè)控制、汽車等高附加值的產品封裝，通過SiP等技術提供更好的性能、更多功能，以及高電壓、大電流的產品封裝和定制化的服務給客戶帶來更多價值，而非陷于低價競爭中。東莞基地覆蓋汽車和工業(yè)控制產品，以海外客戶為主，包括全球領先的頭部功率器件廠商。深圳基地以傳感器封裝為主，也有客戶定制工藝，包括光耦封裝、硅麥克風封裝等。重慶基地則聚焦在面板級先進封裝，是未來事業(yè)群發(fā)展的重點之一。

隨著汽車、新能源市場的蓬勃發(fā)展，廣泛應用于其中的功率半導體爆發(fā)了無限市場活力。根據(jù)Omida統(tǒng)計，2021年全球功率半導體市場規(guī)模預計將達到441億美元，保持穩(wěn)定增長。中國是全球最大的功率半導體消費國，2021年中國功率半導體市場需求規(guī)模達到159億美元，占全球市場比例高達36%，具有廣闊的國產替代空間。

“功率半導體市場的持續(xù)發(fā)展與國產替代進程的不斷加速下，我們將立足于功率半導體領域的核心優(yōu)勢，滿足功率半導體封測領域不斷增長的需求，深耕中國市場機會?！瘪R慶林指出，“隨著集團對封測業(yè)務重視度提升，我們還逐步切入汽車電子、通信、先進封裝等領域，帶動封測事業(yè)群更良性的發(fā)展?！?/p>

2019年，華潤微通過投資杰群電子切入汽車級高端分立器件封裝市場，未來有望通過封裝帶動自有產品進入高端市場；2020年2月科創(chuàng)板上市，10月計劃募資50億，計劃在重慶建設功率半導體封測基地，進一步提升在封裝測試環(huán)節(jié)的工藝技術與制造能力。此外，2018年華潤微通過與新加坡PEP創(chuàng)新公司合作，成立矽磐微電子，從面板級封裝切入先進封裝。

據(jù)公告，封測基地建設項目總占地面積約100畝，規(guī)劃總建筑面積約12萬㎡。本項目預計建設期為3年，項目總投資420,000萬元，擬投入募集資金380,000萬元，其余所需資金通過自籌解決。本項目建成并達產后，主要用于封裝測試標準功率半導體產品、先進面板級功率產品、特色功率半導體產品；生產產品主要應用于消費電子、工業(yè)控制、汽車電子、5G、AIoT等新基建領域。

馬慶林透露，重慶封測基地一部分圍繞矽磐面板級先進封裝展開。目前矽磐一期項目月產能在1000多個panel，等效約6000片8英寸晶圓，滿產后可達3000 panel左右。除了面板級封裝，重慶封測基地還將以功率半導體為核心展開建設，短期內可直接提升公司在功率半導體領域及封裝測試環(huán)節(jié)的制造能力，使公司生產能力與業(yè)務發(fā)展相匹配，進而把握住在該領域巨大的市場機遇，帶動公司產品與方案、制造與服務兩大板塊的收入提升；中長期則有助于公司全產業(yè)鏈一體化運營能力的提升，使公司能加快向綜合一體化公司的戰(zhàn)略方向轉型，提升公司在功率半導體領域的綜合競爭力，為公司實現(xiàn)成為世界領先的功率半導體和智能傳感器產品與方案供應商的愿景打下堅實基礎。

此前，從公司近期披露的2020年度業(yè)績快報公告可以看出，公司2020年在做好疫情防控的同時，實現(xiàn)了較好的盈利表現(xiàn)，營業(yè)總收入69.77億元，同比增長21.49%；歸母凈利潤9.60億元，同比增長139.66%；扣非歸母凈利潤8.50億元，同比增長311.98%。馬慶林表示，盡管有疫情的沖擊，2020年封測業(yè)務事業(yè)群營收仍然實現(xiàn)了同比15%的增長，今年將繼續(xù)保持旺盛的增長勢頭。

“我們希望未來五年，封測業(yè)務營收沖擊國內封測前列?！瘪R慶林表示。

大力投資重慶矽磐，以面板級封裝切入先進封裝

5G、云端、人工智能等技術的深入發(fā)展，成為全球科技巨擘下一階段的重點發(fā)展方向。在此過程中，體積小、運算及效能更強大的芯片成為新的發(fā)展趨勢和市場需求，芯片封裝技術也正在朝將更多芯片整合于單一封裝結構，實現(xiàn)異質多芯片整合的方向發(fā)展。

作為異質整合封裝的新興技術，扇出型封裝技術發(fā)展至板級主要是能以更大面積進行生產，既可以進一步降低生產成本又能達到市場端對芯片效能的需求，已成為先進封裝技術中最有潛力能夠提供異質整合同時降低生產成本的技術平臺。根據(jù)Yole的報告，板級扇出型封裝（FOPLP）未來5年的全球年復合成長率可高達30%，2024年全球產值預期可達457百萬美元。例如OSAT（外包半導體組裝測試廠商）、IDM（集成器件制造商）、代工廠、基板制造商以及FPD（平板顯示器）廠商等，它們都“嗅到了”通過扇出型技術涉足先進封裝業(yè)務的機遇。

華潤微也敏銳地發(fā)現(xiàn)了FOPLP市場的潛力，于2018年9月與新加坡PEP Innovation合作成立重慶矽磐項目，2019年12月即交付首批客戶樣品，2020年12月開始大批量生產。

馬慶林表示，2020年初矽磐的技術即通過客戶樣品測試，啟動小批量生產。但是意外爆發(fā)的疫情，讓包括NXP、Maxim、ST在內的許多海外客戶產品導入進程受到了阻礙。矽磐不得不將市場拓展主力轉向國內，目前已導入約30家客戶，其中3家進入小批量生產階段，1家進入大規(guī)模生產階段。

“目前采用矽磐面板級封裝技術的產品主要是無線充電和快充產品，其中一款氮化鎵快充芯片實現(xiàn)了業(yè)內最小封裝尺寸?！彼嘎?，“接下來我們也會開發(fā)RF市場，包括射頻前端模組、功放模組等等?，F(xiàn)在正在開發(fā)一些集成三四顆芯片的小模組，如果效果好的話，會是未來重點攻克的一個市場方向。”

談到面板級封裝（FOPLP）技術，華潤微電子封測事業(yè)群工程副總經理吳建忠表示，封裝技術經歷了從金屬導線架到打線封裝(Wire Bond BGA)到覆晶封裝(FCBGA)，隨著摩爾定律極限的逼近，半導體封裝產業(yè)面臨著無法通過縮微芯片尺寸來提升電子設備能效的窘境，因此又開發(fā)出創(chuàng)新的先進封裝技術FanIn WLP(扇入型晶圓級封裝，在晶圓上進行封裝)；技術升級的趨勢在于可以容納更多的I/O數(shù)、減少芯片尺寸、厚度達到封裝小型化的需求，同時可有效降低生產成本。

而從扇出型封裝技術的發(fā)展來看，晶圓級扇出封裝(Fan-Out Wafer Leve Packaging；FOWLP)和面板級扇出封裝(Fan-Out Panel Level Packaging；FOPLP)無疑是兩大發(fā)展方向。兩者雖技術路線及應用不同，但皆可讓最終產品的外型更輕薄。FOPLP相較于FOWLP，晶圓面積使用率更高（前者為>95%，后者<85%），在加速生產周期及降低成本考慮下，封裝技術開發(fā)方向已由FOWLP轉向可在比300 mm晶圓更大面積的面板 (方形面積的載具)上進行的FOPLP。

吳建忠介紹，矽磐的PLP技術（SiPLP）來自于新加坡PEP的技術授權和合作開發(fā)，目前有CSP/BGA、LGA、QFN/DFN三種封裝形式，優(yōu)勢在于小尺寸、大功率、高頻率和高可靠性等方面。具體來看，不需要Bumping/Copper Pillar中道工序，可以應付更大電流，可以做到6個面有保護，可靠性達MSL1，特別適合汽車電子。因為無基板或框架，尺寸上比FC更?。粵]有Bumping，無需Reflow，無縫連接，產品性能更好，可靠性更高；也可以做Copper Clip PQFN，并且可以實現(xiàn)Double Cooling雙面散熱，特別適合功率封裝，多芯片封裝和嵌入無源器件的模塊封裝等等。根據(jù)不同封裝形式，適用于筆記本電腦、可穿戴設備電源管理、快充、無線充電等消費電子，服務器、PC板卡、圖形卡等工控設備，以及存儲、網絡系統(tǒng)、通訊基站、高端電視等等。

他舉例說，F(xiàn)OWLP與FOPLP事實上有各自適合的應用領域，并非絕對的競爭關系，前者適合于高密度的Fan-Out，更多采用代工廠的制程和設備，線寬更細、I/O數(shù)更高，通常在500個I/O以上的應用。FOPLP的產品則更多聚焦在功率半導體，這類器件一般都是高功率、大電流的應用，不需要太細的線寬和最先進的制程，因此非常適合于FOPLP這個路線，對相關設備的要求也相對沒那么高。封裝制樣周期可以從打線封裝技術所需的4~5個月縮短到1個多月，對客戶后續(xù)的市場推廣是極大的助益。

馬慶林補充說，例如氮化鎵產品的散熱量非常大，傳統(tǒng)封裝會對其鍵合線等連接部分造成比較大的影響。PLP技術就可以很好的解決這個問題，溫升比其他封裝技術要低得多，因此非常適用于這類產品。“以客戶某款產品實測數(shù)據(jù)對比，相比傳統(tǒng)封裝，SiPLP可以比競品實現(xiàn)44%的尺寸縮小，降低約10℃的溫升，效率也大幅提高，因此深受最近大熱的氮化鎵快充、無線充電等領域的客戶喜愛。尤其國內客戶比海外客戶在采用這種新技術上更為激進。”

在技術路線規(guī)劃上，吳建忠表示，面板級封裝技術重點之一為同質、異質多芯片整合，這些芯片通過微細銅重布線路層(RDL)連結的方式整合在單一封裝體中?，F(xiàn)階段矽磐SiPLP技術（580×600mm）已實現(xiàn)單層、1.5層板封裝量產，2~3層板PLQFN封裝在工程驗證階段，多芯片封裝也已出樣。未來將會繼續(xù)朝著多芯片模組、多層板封裝、雙面互連等方向推進，最終以面板級封裝來生產集成了無源器件的SiP產品?！癝iPLP將為客戶提供Mask Less解決方案，產品迭代無需增加投資費用，設計靈活，迭代速度快，可同時加工多種結構產品，大大壓縮了客戶新品認證周期。同時提供完整設計仿真方案，減少產品迭代周期，提供產品設計+封裝+測試一站式解決方案，減少客戶管理成本，進一步壓縮產品加工周期?！?/p>

現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)

作為我國自主化程度較高、與行業(yè)領先水平差距較小的封測產業(yè)，幾家頭部廠商近幾年均已重金投入先進封裝技術的研發(fā)，華潤微電子若期望能在將來的封測市場占據(jù)一席之地，這場技術競賽毫無疑問不能落于人后，而該公司的切入點正是方興未艾、與自身工藝特色更為匹配的的面板級封裝。

盡管面板級封裝在先進封裝市場開始嶄露頭角，不可否認的是這一技術目前還存在許多挑戰(zhàn)亟需解決。基板翹曲、組裝精度、材料沖擊、芯片位移、標準化問題、生產良率、設備投入開發(fā)都是業(yè)內所面臨的挑戰(zhàn)。同時，F(xiàn)OPLP尚處于早期階段，目前有許多解決方案仍待研究。其中，印刷電路板級玻璃基板的板面形式是主要研究方案，但是其基板尺寸還尚未標準化，也成為FOPLP在應用中的挑戰(zhàn)之一。

吳建忠指出，近幾年行業(yè)內已經有不同商業(yè)模式的廠商進入面板級封裝領域，包括IDM廠、代工廠、封裝廠，甚至面板廠、PCB廠等等，他們已強烈感應到通過扇出型技術涉足先進封裝領域的機會。但是經過多年的認證樣品開發(fā)，F(xiàn)OPLP也僅有少數(shù)玩家進入量產階段。

挑戰(zhàn)是多方面的。他解釋，首先，PLP制程的部分設備與傳統(tǒng)封裝設備不同，特別是一些前段制程的設備需要定制，如此一來這些設備可能就沒經過量產驗證，進入產線后穩(wěn)定性如何對封裝廠來說將是一大考驗。例如電鍍設備，PLP制程的設備載板比一般的電鍍設備載板要大，這會影響到電鍍工藝的穩(wěn)定性、均勻性等等，不是一般的公司能做的。其次，由于面板尺寸仍沒有統(tǒng)一標準，可能每家封裝廠都有自己的面板尺寸和工藝制程，阻礙了設備制造商、材料制造商對這些技術的快速采用和認可。第三，材料方面的問題與設備類似，部分材料例如某些膜僅有海外供應商提供，而且也沒有經過PLP制程的量產驗證，需要自己配合供應商來做進一步的性能改善。最后，由于芯片需要從晶圓轉移至方形基板上，此過程中芯片偏移的影響不可忽視；不同F(xiàn)O結構的基板可能有不同翹曲度；大規(guī)模量產如何提升良率等等，都是擺在封裝廠以及整個產業(yè)鏈面前需要共同解決的瓶頸問題。

在上述問題中，矽磐正與合作方PEP以及客戶一起研究解決辦法，在此過程中，矽磐申請了近90項相關專利，設計工藝制程、設備等等，有效地構建了面板級封裝技術的護城河?！澳壳皣鴥纫灿袔准覐S商進入面板級封裝領域，但是只有矽磐真正實現(xiàn)了集成電路級的PLP技術量產?！眳墙ㄖ覐娬{。

馬慶林表示，半導體國產化是不可避免的大趨勢，這股力量甚至可以在未來幾年內強過行業(yè)周期特有的波動性。盡管疫情在去年上半年使產業(yè)受到一定影響，但是從下半年看對中國市場的作用反而是正向的?！霸诹己玫脑鲩L勢頭下，我們的封裝業(yè)務事業(yè)群會堅定不移地實施有序擴產的計劃，避免低價惡性競爭，通過質量和服務來推動技術的積淀和產品群的形成與升級?！?/p>

結語

在全球最大半導體消費市場加持和國產化大潮下，大陸半導體產業(yè)的成長速度業(yè)界有目共睹，包括芯片設計、晶圓代工、封裝測試都在有序前進，同時觸手逐步向先進領域延伸。在整個產業(yè)齊頭并進的過程中，華潤微的封測業(yè)務集群是否能夠通過特色工藝和差異化先進封裝并舉，沖擊國內封測“四小龍”的位置？不遠的未來，相信就能看到答案。

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