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1、長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)積極發(fā)展國(guó)內(nèi)微電子封裝業(yè)
微電子器泮是由芯片和封裝通過(guò)封裝工藝組合而成,因此,封裝是微電子器件的兩1-基本組成部分之一,封裝為芯片提供信號(hào)和電源的互連,提供散熱通路和機(jī)械、環(huán)境猓護(hù)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,微電子器件的高頻性能、熱性能、可靠性和成本等越來(lái)越受封裝性能的制約。因此,封裝對(duì)于器件相當(dāng)于人的皮膚、手腳對(duì)于本,是人體的基本組成部分,而不是過(guò)去人們所說(shuō)的衣服對(duì)于人的作用,因?yàn)橐路?duì)于人來(lái)說(shuō)主要是環(huán)境保護(hù)(冷熱風(fēng)雨)和裝飾。
這點(diǎn)更可從MPU(微處理器)和ASIC(專用集成電路)的發(fā)展中看出,對(duì)于MPU幾乎是一代新產(chǎn)品需要一種新封裝。早期的MPU如8086,引出端數(shù)為40,
2、可以用DIP(雙列直插式封裝到386時(shí),引線數(shù)為80,就需要用PGA(針柵陣列)。當(dāng)發(fā)展到586時(shí),引線數(shù)為377,又要闬于便攜式計(jì)算機(jī),則只能用BGA(焊球陣列)了。由此可知,封裝業(yè)必須和管芯制造業(yè)(圓片制造業(yè))同步發(fā)展。
我國(guó)應(yīng)積極地發(fā)展微電子封裝業(yè)圓片加工是成批進(jìn)行,而封裝則需對(duì)管芯逐個(gè)地加工。如一個(gè)6英寸、月投10000片,成品率為94%的圓片加工廠,若其管芯面積平均為3mm-’,則將年產(chǎn)管芯6億個(gè)左右。這樣,一^圓片加工廠就需年產(chǎn)2億彳、管芯的封裝廠3侖,或年封1C3億個(gè)的封裝廠2個(gè)予以支撐。因此,若國(guó)內(nèi)要建10條左右另外,一個(gè)圓片制造廠(cp8英寸,特怔尺寸矣0.25(0^1
3、)的投資需10多億美元,它所需要的支撐技術(shù)和設(shè)備要求高。而一個(gè)封裝廠的投資一般為5000萬(wàn)到1億美元,投資額比圓片制造廠小得多,建設(shè)快,投資回收快。而封裝中的多數(shù)工序如粘片、引線鍵合等都是逐個(gè)進(jìn)行的,所需勞動(dòng)力和場(chǎng)地多。無(wú)論NEC、三菱或摩托羅拉在中國(guó)投資的集成電路廠都是從封裝廠開(kāi)始的。臺(tái)灣和東南亞地區(qū)發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)也都是以封裝廠開(kāi)始積累資金的。因此,從投資策略上應(yīng)從1C封裝廠開(kāi)始。國(guó)內(nèi)如蘇州開(kāi)發(fā)區(qū)、寧波開(kāi)發(fā)區(qū)、上海浦東開(kāi)發(fā)區(qū)都特別重視集成電路封裝業(yè)的發(fā)展,寧波市還專門(mén)成立了微電子封裝開(kāi)發(fā)區(qū)。
集成電路封裝業(yè)的發(fā)展,還可促進(jìn)1C設(shè)計(jì)業(yè)的發(fā)展和帶動(dòng)一批1C封裝業(yè)的支撐行業(yè)。如果我們?cè)O(shè)計(jì)的集
4、成電路,國(guó)內(nèi)不能生產(chǎn)出圓片或國(guó)內(nèi)不能封裝,都要拿到國(guó)外去加工,這會(huì)使研制周期加長(zhǎng),利潤(rùn)減少。封裝業(yè)的發(fā)展還可帶動(dòng)模塑料、引線框架、金絲、粘接劑、模具及封裝設(shè)備等制造業(yè),而這些行業(yè)在國(guó)內(nèi)都是有一定基礎(chǔ)的。
京津地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū)發(fā)展對(duì)外加工型的封裝業(yè)也十分有利。因?yàn)槲㈦娮臃庋b所用的芯片和封裝后的成品一般體積都很小,而目前國(guó)際上有些芯片的封裝加工周期,從圓片入境到封裝、測(cè)試分類后包裝出口一般只有48~72小時(shí)。
因此,要求國(guó)際交通方便,進(jìn)出關(guān)時(shí)間短。前述地區(qū)的交通有較好的保證。另外,相對(duì)于芯片制造業(yè),封裝業(yè)環(huán)猓處理投資較少,這對(duì)于上述人口密集地區(qū)也是有利的。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的封裝
5、技術(shù)基礎(chǔ)較好,封裝技術(shù)和封裝設(shè)備的生命周期也相對(duì)比前工序的長(zhǎng),投資風(fēng)險(xiǎn)也相對(duì)較少。因而我國(guó)應(yīng)積極發(fā)展微電子封裝業(yè)。早期的封裝發(fā)展主要受軍工和宇航需要的驅(qū)動(dòng),經(jīng)費(fèi)以政府和軍方的資助為主;目前封裝的發(fā)展主要是由商品市場(chǎng)的需求推動(dòng)與各公司出資為主。在中國(guó)的經(jīng)營(yíng)主體過(guò)去是國(guó)營(yíng)工廠,目前已轉(zhuǎn)變?yōu)橥赓Y獨(dú)資、合資、私營(yíng)、國(guó)營(yíng)同時(shí)存在,但已以外資、合資和私營(yíng)為主。
在經(jīng)營(yíng)模式上,過(guò)去的微電子企業(yè)是綜合式的,小而全或大而全,從設(shè)計(jì)、圓片制造、封裝測(cè)試樣樣俱全;目前多數(shù)已分離成設(shè)計(jì)、圓片制造和封裝測(cè)試三業(yè)鼎立,封裝已成為獨(dú)立的微電子產(chǎn)業(yè)。各類封裝在封裝總量中所占的份額(%)隨時(shí)間的變化如表6所示。由該表可知,通
6、孔插入式封裝DIP的份額在不斷減少。SOP的份額近五年內(nèi)將穩(wěn)定在55%以上,再加上QFP、BGA、CSP和“其他”中的PLCC等,表面安裝封裝CSMP)占80%以上;BGA和CSP雖增長(zhǎng)率很大,但因基數(shù)低,所占份額并不大。由于中國(guó)是世界上最大的消費(fèi)類電子信息產(chǎn)品的生產(chǎn)國(guó)之一,因此也是最大的消費(fèi)類微電子產(chǎn)品的消耗國(guó)之一,有人估計(jì)我國(guó)的集成電路消粍量約占世界總產(chǎn)量的20%以上,而這些電路的自給率很低。雖然2000年中國(guó)封裝了58.8]乙塊1C,比1999年的41.5億塊增面陣列式器件如BGA、CSP的出現(xiàn)在一定程度上緩解了間距不斷變小在時(shí)間上的應(yīng)力,但在未來(lái),器件的引腳間距仍肯定繼續(xù)朝著不斷減小的
7、方向發(fā)展,因而在未來(lái),導(dǎo)電肢仍將是錫鉛焊接材料的一個(gè)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者。
高密度基板技術(shù)
隨著電子系統(tǒng)不斷向高密度、高速度方向發(fā)展,現(xiàn)有基板制備技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足技術(shù)要求,高密度基板技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。高密度基板的典型要求如下:
線寬/線距:75/75微米
焊盤(pán)尺寸:150-200微米
微通孔尺寸:200微米
傳統(tǒng)基板制備技術(shù)顯然無(wú)法達(dá)到這樣的要求。在通孔方面,現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展出激光鉆孔、光掩模腐蝕等通孔技術(shù),且這三種技術(shù)都獲得了一定程度的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
目前高密度基板技術(shù)在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、通訊和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域已獲得了相當(dāng)程度的應(yīng)用,且應(yīng)用范圍正不斷擴(kuò)大。與此同時(shí)為進(jìn)一步提高系統(tǒng)
8、的密度,將被動(dòng)元器件集成于基板制造過(guò)程中的技術(shù)也已經(jīng)步入研究開(kāi)發(fā)階段,在不久的將來(lái)有望在一定的范圍內(nèi)獲得市場(chǎng)應(yīng)用。
總結(jié)
電子封裝、組裝的發(fā)展主要可以概括為高密度、高速度、和環(huán)保。在器件封裝方面,BGA、CSP和倒裝焊接技術(shù)將是未來(lái)10年內(nèi)的發(fā)展主流?;宸矫?,高密度基板的市場(chǎng)占有率將穩(wěn)步提高,集成了被動(dòng)元器件的高密度基板有望在某些領(lǐng)域進(jìn)入市場(chǎng)。在基板互連方面,無(wú)銘焊接估計(jì)會(huì)很快進(jìn)入市場(chǎng),但無(wú)鉛焊接和傳統(tǒng)共晶錫鉛焊料預(yù)計(jì)會(huì)在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)處于共存狀態(tài)。
中國(guó)的封裝、組裝業(yè)正處于高速發(fā)展階段,且已經(jīng)初具規(guī)模。在此情況下,通過(guò)加強(qiáng)電子封裝、組裝領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā),增強(qiáng)研究、服務(wù)機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)之間的交流和協(xié)作,必定可以極大地推動(dòng)中國(guó)的封裝、組裝業(yè)的迅速發(fā)展,完成產(chǎn)業(yè)從量向質(zhì)的轉(zhuǎn)變。