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新年展望:半导体及本土IC前景喜人

时间:01-08 来源:互联网 点击:

度器已获得台积电和中芯国际的代工,未来亦会向陀螺仪发展,另苏州敏芯微电子则同时横跨矽麦克风、压力计两大产品。除此之外,CMOS影像感测器与UncooledIRSensor等光学感测元件也有上海格科微、北京思比科、东莞新迪电子…等6家厂商投入,融合演算法软体能量则相对较弱,目前只有江苏英特神斯一家厂商投入,环境与生物相关感测器也已逐步走出学校实验室阶段,总计有无锡康森斯克电子、深圳仁民科技…等7家厂商投入。

4.先进封装制程的议题依旧甚嚣尘上

半导体行业对晶片封装技术水平的划分存在不同的标准,目前国内比较通行的标准是采取封装晶片与基板的连接方式来划分,总体来讲,积体电路封装技术的发展可分为四个阶段:

第一阶段:20世纪80年代,主要封装技术为PTH(通孔直插式封装),其特点是插孔安装到PCB上,主要形式有DIP(双列直插式封装)、PGA,它们的不足之处是密度、频率难以提高,难以满足高效自动化生产的要求。

第二阶段:20世纪80年代中期以表面贴装为主,表面贴装技术改变了传统的PTH插装形式,通过细微的引线将积体电路贴装到PCB板上。主要形式为SOP(小外形封装)、PLCC(特殊引脚晶片封装)、PQFP(塑胶方块平面封装)、J型引线QFJ(四侧J形引脚扁平封装)和SOJ(小尺寸J形引脚封装)、LCCC(无引线陶瓷封装)等。其优点在于引线细、短,间距小,封装密度提高;电气性能提高;体积小,重量轻;易于自动化生产。不足之处是在封装密度、I/O数以及电路频率方面还是难以满足ASIC、微处理器发展的需要。

第三阶段:20世纪90年代进入面积阵列封装时代。主要的封装形式有BGA(球栅格阵列封装)、CSP(晶片级封装)、PQFN(QFN增强版)、MCM(多晶片组件)。BGA技术使得在封装中占有较大体积和重量的"管脚"被"焊球"所替代,晶片与系统之间的连接距离大大缩短。CSP技术解决了长期存在的晶片小而封装大的根本矛盾,引发了一场积体电路封装技术的革命。

第四阶段:进入21世纪,迎来了微电子封装技术堆叠式封装时代,它在封装观念上发生了革命性的变化,从原来的封装元件概念演变成封装系统。

目前,全球半导体封装的主流正处在第三阶段的成熟期,以PQFN、BGA和CSP等主要封装技术进行大规模生产,部分产品已开始在向第四阶段发展。

进入纳米时代后,半导体工艺的前进步伐便日显困难,向先进制程挺进不仅需要耗费大量资本支出,产线建设和量产进程亦面临重重挑战。为了延续摩尔定律,先进封装的议题便如火如荼的展开,涉及到SiP(系统级封装)、3D堆叠、TSV(矽通孔)等各类前沿技术。先进封装是目前国内少有的能保持较高毛利水准的行业,实际上对于投资先进封装而言,技术人员的经验水平和对产品的高客制化要求构成了两大进入门槛:1)整条封装产线需要将近30天的工作过程,对每段设备的调整必须要有核心技术,仅进行设备购置和钜资投入是很难保证产品质量和竞争力;2)先进封装的一条产线往往只能满足于一种产品的应用,不同的产品和不同的客户需要对产线进行大幅调整,客制化的高要求也拉高了先进封装的投资门槛。

现阶段先进封装的产能大约占整体封装产能的5~10%,未来10年的占比(包括IDM厂和专业封装厂)可能会达到70%以上,这边提及的先进封装制程包括铜线、FlipChip(覆晶/倒装)、WLP(晶圆级封装)、TSV(矽通孔)等等。

SiP封装或3DIC封装要实现商业化,极可能会由IDM厂、晶圆代工厂、IC封装厂来共同争夺主导权,甚至由于具体采用哪种封装技术往往要满足客户和产品的实际要求,晶圆厂在资金实力和对客户产品参数的熟悉度上远优于IC封装厂。这边还必须要提一点,SiP的最终整合必须要涉及瞭解晶片内部有几个模组,模组的输入输出规格是什麽等等,而SiP的所有信号都在内部进行处理,输出的仅仅是最后结果,晶片设计厂并不会开放具体的参数,那就使得封装厂在做这件事上困难重重,因此这种主导权最终花落谁家尚难以断言,而对国内的封装厂而言则更是如此,更不用说对内部结构极为保密的MEMS。台积电和联电正纷纷在积极投入布局SiP,使得日月光和矽品倍感压力,此举对封装厂商的市场会有一定蚕食,但由于整个封装行业的蛋糕在不断壮大,传统的封装厂仍可分得一杯羹,未来空间亦相当可观。

就封装技术水平而言,台湾、美国及新加坡等厂商仍处于国际领先,并已具备FlipChip、SiP、3DIC等部分高端封装制程的量产能力,而国内目前的主流封装技术仍集中在BGA和CSP阶段,高端制程方面仍处于研发攻坚阶段,部分厂商具备一定高端制程能力。

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