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集成電路封裝關(guān)鍵流程:由晶圓到成品芯片

DT半導(dǎo)體 ? 來源:學(xué)習(xí)那些事 ? 2024-01-25 10:29 ? 次閱讀
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封裝測試集成電路后端關(guān)鍵流程,不斷改良呈多個(gè)細(xì)分類

封裝測試為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心環(huán)節(jié)之一,指將經(jīng)過測試的晶圓加工成獨(dú)立芯片的過 程,主要分為封裝測試兩個(gè)環(huán)節(jié)。封裝是將半導(dǎo)體元件在基板上布局、固定及連接,并用絕緣介質(zhì)封裝形成芯片的過程。封裝步驟有效保證芯片的散熱和電信 號(hào)傳輸性能;測試步驟對(duì)芯片的結(jié)構(gòu)完整性及電氣功能進(jìn)行確認(rèn)。

全球集成電路封裝技術(shù)共經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段,不斷朝小型化、I/O 數(shù)量增加、集成化方向發(fā)展。早期三種傳統(tǒng)封裝方式包括通孔插轉(zhuǎn)型封裝(QFN、QFP)、表面貼裝型封裝(SOP、SOT)、現(xiàn)階段廣泛采用的芯片級(jí)封裝(CSP)和球柵陣列封裝 (BGA)。包括倒裝焊封裝 (Flip Chip)、三維立體封裝 (3D IC)、系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP) 在內(nèi)的第四/五代封裝方式,被視為先進(jìn)封裝。

封裝測試市場:與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展壯大,先進(jìn)封裝占比提升

作為從晶圓制造到成品芯片的關(guān)鍵環(huán)節(jié),隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,封裝測試的市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。據(jù) Yole 統(tǒng)計(jì)和預(yù)估:2019 年全球封裝測試市場規(guī)模為 675 億美元,2022 年達(dá)到 815 億美元, 2026 年將上升至 961 億美元;中國大陸的封 裝測試市場由 2019 年的 2350 億元,上升至 2022 年的 2996 億元,在短暫調(diào)整之 后 2026 年有望達(dá)到3248億元的規(guī)模。

封裝測試產(chǎn)業(yè)鏈:與上下游密切配合

集成電路封裝測試行業(yè)整體位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的中下游,是銜接前道晶圓制造與成品芯片的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。封裝測試的上游包括封裝測試設(shè)備,封裝材料,EDA 軟件,與晶圓生產(chǎn)等環(huán)節(jié);下游客戶則主要為芯片設(shè)計(jì)企業(yè)。

前道制造晶圓廠很少直接參與傳統(tǒng)后道封裝環(huán)節(jié);但是隨著先進(jìn)封裝技術(shù)的不斷推廣,刻蝕、沉積、光刻、鍵合、清洗等工藝在先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)得到廣泛運(yùn)用,逐漸形成了中道工藝。中道工藝的精度低于同期的前道晶圓制造工藝,但顯著高于傳統(tǒng)的后道封裝;由于中道制程工藝原理與前道制程工藝存在大量相通之處,臺(tái)積電、三星、海力士等晶圓制造企業(yè)開始與下游封測廠商密切合作,深度介入先進(jìn)封裝流程。部分前道設(shè)備企業(yè)開始積極布局中道先進(jìn)封裝設(shè)備。

封裝測試設(shè)備:存在較大國產(chǎn)替代空間

集成電路封裝測試流程主要使用測試設(shè)備封裝設(shè)備。測試設(shè)備主要包括 ATE 測試機(jī)、探針臺(tái)、分選機(jī)等,負(fù)責(zé)對(duì)成品芯片的電性等指標(biāo)進(jìn)行檢查,并篩查出不合格的芯片。國內(nèi)測試設(shè)備下游客戶主要包括封測企業(yè),芯片IDM企業(yè);2022年國內(nèi)測試機(jī)市場規(guī)模為25.8億美元。在測試設(shè)備領(lǐng)域, 國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出長川科技、華峰測控、武漢精鴻、精智達(dá)、聯(lián)動(dòng)科技、廣立微等優(yōu)秀企業(yè),模擬測試機(jī)已實(shí)現(xiàn)較高的國產(chǎn)化率;但高端測試設(shè)備市場仍然主要被愛德萬、泰瑞達(dá)等美日企業(yè)掌控。

封裝設(shè)備負(fù)責(zé)從裸晶圓到成品芯片的生產(chǎn)過程。2022 年全球(傳統(tǒng))封裝設(shè)備市場規(guī)模為 57.8 億美元,SEMI 預(yù)計(jì) 2023 年將回落至約 40 億美元,2025 年有望回 升至 59.5 億美元。相較于前道制造設(shè)備和測試設(shè)備,封裝設(shè)備品類繁多,國外出 口限制措施較少,國內(nèi)重視程度較弱,國產(chǎn)化水平較低。2021/2022 年中國大陸封 裝用設(shè)備進(jìn)口規(guī)模分別 216/153 億元,存在較大國產(chǎn)替代空間。傳統(tǒng)芯片封裝產(chǎn)線 中國大陸封裝設(shè)備進(jìn)口金額(億元)





審核編輯:劉清

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原文標(biāo)題:集成電路封裝:由晶圓到成品芯片

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