高端IC存儲芯片封測,中國最有錢景的行業

集成電路(IC)封測是什麼?

IC封測即集成電路的封裝和測試,是IC芯片生產的三大環節之一。

IC芯片生產大概流程:IC設計、晶圓製造、IC封測。

IC芯片的生產過程堪比點石成金。我們來簡單的說說硅石,變成芯片的全過程。

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從硅石裡提煉高純度的多晶硅,將多晶硅製作成單晶硅棒,再將單晶硅棒按照IC設計的要求進行切段、滾磨、切片、倒角、拋光、光刻、測試、包裝成晶圓。按照IC設計的要求對Wafer進行切片,給晶圓之間添加一些導通,進行鍵合,封裝保護,成為IC芯片,進行測試,包裝出貨。

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晶圓是基礎的集成電路,經過IC封測,集成電路成為了電子器件。然後IC芯片經過SMT貼片組裝,被應用到各種產品當中。因此,IC封測是IC芯片生產過程中不可缺失的一環。

IC的封測作為IC芯片生產的三大環節之一,介乎於勞動密集型和技術密集型產業之間,准入門檻較低,利潤非常可觀。因此,近年來中國IC封測行業的發展非常迅速。

IC封測的發展階段

IC封裝技術的發展分為4個階段:

第一階段:20世紀80年代以前,插孔原件/插針時代。

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第二階段:20世紀80年代中期,表面貼裝時代。。

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第三階段:20世紀90年代出現了第二次飛躍,進入了面積陣列封裝時代。

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第四階段:進入21世紀,迎來了微電子封裝技術堆疊式封裝時代。

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IC芯片測試經過了2個階段:

第一階段:手動測試IC芯片時代

顧名思義,手動測試就是人手動將待測芯片一顆一顆插入治具進行測試。

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手動測試,需要測試治具。測試治具連接電腦系統,模擬芯片在電子產品中的工作狀態對芯片功能進行測試。

手動測試的缺點是,測試項目單一,效率非常低下,經常插拔容易也造成芯片損壞,而且人工測試容易出現誤判。

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手動測試雖然落後,但是能夠節省大筆的設備投入,所以時至今日,國內一些封測廠家和許多電子產品製造廠商仍在使用該測試方法。手動測試IC芯片的時代還沒有過去。

第二階段:全自動IC芯片測試

顧名思義,全自動測試是採用全自動測試設備進行IC芯片測試。IC芯片只需要放入料盤中,機器自動抓取IC芯片,進行模擬電路測試。

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全自動IC芯片測試的優勢是,測試項目更多,測試更加精準,測試效率更高,更節省人工成本。

但是,全自動IC芯片測試設備的價格十分昂貴,並且有價無市。國內目前採用全自動IC芯片測試的廠家比較少。

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這是嘉合勁威自主研發的銀芯1號,全自動NAND測試設備。

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這是嘉合勁威的銀芯2號,全自動DRAM測試設備。

嘉合勁威是國內記憶體、存儲器供應廠商,在2016年嘉合勁威意圖引進國外先進的全自動測試設備,但是由於有價無市。2016年嘉合勁威狠下決心,自主研發了銀芯1號,銀芯2號全自動IC芯片測試設備,成為了國內少數的擁有IC芯片超精準測試和大批量測試能力的廠商。

微電子封裝技術堆疊式封裝讓IC芯片具有更佳的性能,也拓寬了IC芯片的應用範圍。而先進的全自動IC芯片測試,則是IC芯片性能和電子產品的最終性能的最有力的保證。

中國IC封測行業現狀

集成電路封測是芯片製造流程當中最後一個環節,是集成電路產業鏈不可缺乏的重要環節。隨著集成電路芯片的不斷髮展,集成電路封測在整個集成電路產業鏈的地位也在日益凸顯。而集成電路封測在技術要求上不如IC設計和晶圓製造,進入門檻相對較低,因此它成為了我國振興半導體行業需要攻下的首個橋頭堡。

集成電路封測介乎於技術密集型產業和勞動密集型產業之間。中國發展集成電路封測具有巨大的優勢:首先,中國擁有世界最大的集成電路芯片市場;其次中國具有豐富的人力資源;最後集成電路封測是國家發展戰略的重點之一,擁有國家的大力扶持。

2012年我國集成電路封測銷售額為805億;2016年,1523億;2017年,超過1700億。

我國在集成電路封測領域已經處於世界先進行列。

目前國內有集成電路封測企業上百家。其中長電科技、通富微電、華天科技等更是在世界排名前10的集成電路封測企業裡佔據一席之地。

儘管我國集成電路封測產業發展迅速,已經處於世界先進水平。然而我國在高端存儲IC芯片封測行業領域的發展還是有所不足。比如DRAM、NAND等的封測,我國目前上幾乎是一片空白。這是自2016年以來國內電子存儲產品市場價格飛漲的原因之一。

目前長江存儲、紫光國學、合肥睿力、兆易創新、上海展訊等正致力於研究能夠滿足現代電子市場需求的DRAM、NAND芯片。據傳滿足DDR4的DRAM、32層3D NAND閃存芯片將在今年量產。另外,中國記憶體供應商,中國電腦存儲產品製造廠商嘉合勁威也在今年啟動了“高端存儲IC芯片封測項目”。

正是因為中國在高端IC存儲芯片封測領域存在著巨大的空白,市場對存儲IC芯片的需求十分強烈,預計在2018年,我國在高端存儲IC芯片封測領域將取得巨大的突破,高端存儲IC封測產業規模也將獲得前所未有的巨大發展。

後摩爾定律時代的IC封測產業

當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,就是同樣的錢每隔18-24個月能夠買到的電子元件性能會翻一倍以上。這一定律被稱為“摩爾定律”,它揭示了電子信息技術進步的速度。

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“摩爾定律”已經存在了半個世紀之久,被業界奉為金科玉律。實際上“摩爾定律”只是一種對半導體行業的觀測或者推測,而並非法則。但是它的出現卻對半導體行業具有指導意義,極大的推動了半導體整體行業的發展。

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但是隨著科技的迅速發展,隨著晶圓微縮,IC封裝等技術的飛速進步,在2010以後半導體行業逐漸進入“後摩爾時代”。

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在晶圓微縮上,隨著光刻技術的進步,現在14nm、10nm已經成為了主流,而7nm在今年已經由IBM試產成功。

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在芯片的堆棧上,2014年開始經歷了2D封裝到3D封裝的轉變,從32層到最新的72層3D封裝。

晶圓微縮、芯片堆棧到目前都近乎達到了物理極限。在未來,半導體行業、IC行業將尋求新的材料,新的技術才能推動行業的快速發展。而尋求新的材料和新的技術也許是一個漫長的時間,或者也許會迅速取得成功。這將使得“摩爾定律”失效或者超出。因此在未來“後摩爾定律”將具有指導性的意義,它將是“摩爾定律”的延伸。

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在2005年,國際半導體技術路線圖組織(ITRS)就已經提出了“後摩爾定律”的概念。

ITRS組織針對半導體產業2016~2022年的發展提出了“後摩爾定律”。以多重技術創新應用向前發展,將硅基和非硅基等技術相結合,以提供完整的解決方案來應對和滿足層出不窮的新市場發展。

“後摩爾時代”到來,對於晶圓製造和IC設計產業是巨大的考驗,但是對於處於芯片製造流程末段,技術含量低於晶圓製造、IC設計的IC封測產業來說,卻是極大的發展機會。

“後摩爾時代”,更多新的存儲技術,存儲材料的應用,將加速中國高端IC存儲芯片封測的快速發展。

中國IC行業任重道遠

集成電路(IC)產業被稱為“工業糧食”,是國民經濟和社會發展的戰略性、基礎性和先導性產業,是發展戰略性新興產業、推動信息化和工業化深度融合的核心與基礎,是調整經濟發展方式、調整產業結構、保障國家信息安全的重要支撐。發展集成電路產業既是信息技術產業發展的內部動力,也是工業轉型升級的內部動力,同時還是市場激烈競爭的外部壓力,已上升為國家戰略。

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2014年6月國家發佈《集成電路產業發展推進綱要》,把集成電路產業作為國家發展戰略的重中之重。

2015年5月國家發佈《中國製造2025》將集成電路作為“新一代信息技術產業”,大力發展IC設計,IC封測產業。

2016-2017年國家發佈《十三五規劃》關於集成電路的若干規劃。

我國堅持振興集成電路產業的戰略規劃,以免在未來的經濟發展中受制於人。

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近年,中國集成電路產業獲得了巨大的發展。IC芯片銷售額實現了每年20%的增長率。

但是儘管如此,相對於國內巨大的市場需求來說,相對於世界半導體強國來說,我國的集成電路產業發展依然十分薄弱。

2015年中國芯片市場佔全球市場36%,但自給率僅12.7%,2015年進口芯片達2300億美元。

2016年中國集成電路進口3425.5億塊,同比增長9.1%,進口額高達2271億美元,出口金額僅為613.8億美元,貿易逆差達1657億美元。

2017年中國集成電路進口金額達2601.4億美元,同比增長約14.6%,而出口金額為668億美元。

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我國國內集成電路芯片的需求十分旺盛。但是我國集成電路芯片的產值卻不足全球7%。截止2018年,我國集成電路芯片已連續四年進口額超2000億美元,貿易逆差上千億。

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王健林有一個小目標,先賺他個1億。中國集成電路行業的小目標是,先去賺他1千個億美元,抹平上中國集成電路進出口那上千億美元的貿易逆差。或者換句話說,中國集成電路行業還有至少1千億可以賺,應該賺,必須賺。這顯示了,中國集成電路行業巨大的發展空間。

高端IC存儲芯片封測,中國最有錢景的行業

中國IC行業的發展未來是任重道遠,也正恰當其時。國家的支持,大基金的大力支持,上千億的進出口貿易逆差,“後摩爾時代”的到來,是“天時”。另外中國巨大的集成電路芯片市場,是中國IC行業的“地利”。現在天時地利都有了,中國IC行業的發展已經進入了高速發展的黃金時期。


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