封装技能成为美日对华半导体竞赛的最前沿

liukang20244个月前 (05-12)正能量吃瓜481

本年7月，为进一步加快美国先进封装产能建造，美国商务部宣告推出高达16亿美元的研制鼓励行动。此前的4月，日本经济工业省为旨在完成顶级半导体国产化的半导体企业Rapidus公司追加供给最多5900亿日元补助，其间逾越500亿日元用于先进封装技能研制。近来，因为先进封装能够大幅进步芯片良率、下降规划杂乱度及削减芯片制作本钱，已成为美日对华半导体竞赛的最前沿。

摩尔定律放缓，封装技能重要性凸显

制作半导体产品首先是依据所需功能规划芯片，这以后进入制程工序，前端首要是晶圆制作和光刻，后端首要是芯片的封装。依据摩尔定律（由英特尔创始人之一戈登·摩尔提出的调查性规则，提醒了信息技能进步的速度，特别是集成电路中晶体管密度的指数级添加），芯片可包容的晶体管数量大约每18至24个月翻一番，处理器功能也会提高一倍，一起价格下降为之前的一半。摩尔定律对半导体工业开展起到了重要指引与推动效果。曩昔，为连续摩尔定律，企业往往以提高单个芯片功能为方针，在晶体管缩放技能上不断探究，聚集半导体制作前端工艺。可是，跟着工业数字化、智能化快速开展，特别是新一代科技革新中人工智能爆发式开展，世界对核算的需求出现指数级添加，对功能更强、功耗更低、更具性价比的芯片需求大幅添加。而跟着晶体管缩小迫临物理极限，一起存在短道沟效应导致的漏电、发热和功耗严峻等问题，摩尔定律放缓，先进封装技能成为逾越摩尔定律的重要赛道。先进封装以提高体系功能为方针，经过优化芯片间互连，将多个不同功能的芯片集成在一个体系内，从而在体系层面完成算力、功耗和集成度等方面的提高，然后打破摩尔定律约束。先进封装技能是半导体技能开展的必定方向，跟着人工智能、高功能核算等使用关于先进封装的需求快速提高，其工业开展前景宽广。因而，技能抢先的国家不只在全球半导体价值链重塑中具有更大优势，而且其优势可扩展至对先进封装高需求的其他范畴。

美日“强强联合”，布局先进封装范畴

美日均为全球半导体供给链中的要害参与者，两国联手后将在先进封装所需设备与资料范畴构成明显优势。美国是全球半导体工业的领导者，占有全球半导体供给链总价值的40%左右，在研制投入、芯片规划、制作技能与工艺方面坚持抢先地位，美日企业大约供给了全球70%左右的晶圆厂设备。先进封装出产线设备由芯片封装原有后道设备与新增中前道设备构成，美国企业在薄膜堆积设备、刻蚀设备、键合机、电镀设备等范畴的商场占比较高，而日本在光刻机、涂胶显影设备、划片机、减薄机、清洗设备等范畴具有抢先优势，而且在首要零部件范畴占有全球50%左右的商场份额。因而，美日企业简直联合主导了先进封装所需的首要设备范畴。日本在先进封装资料范畴具有明显优势，补偿了美国开展先进封装技能的缺乏。日本占有全球半导体资料60%以上的商场份额，而且在封装资料范畴如引线结构、键合线、晶圆膜、芯片粘结资料、底部填充资料及热界面资料等占有较大的商场份额，在先进封装所需的部分中心资料范畴具有绝对优势，如高端环氧塑封料产品商场、高端封装载板等，在光敏聚酰亚胺范畴，美日算计商场占比高达90%以上。因而，美日联合能够依托制作设备、零部件与资料范畴的优势，加快推动先进封装技能研制、使用及规范拟定，进一步夯真实半导体技能范畴的世界抢先地位。

近年来，美日活跃布局先进封装范畴。2023年11月，美国政府发动约30亿美元的国家先进封装制作方案（NAPMP），旨在提高美国半导体的先进封装才能，补偿工业链短板，这是2022年美国“芯片法案”发布后的首个严重研制出资方案。本年7月，美国商务部宣告了高达16亿美元的研制鼓励行动，以加快先进封装产能建造。

日本也将重振半导体工业视为联络国运的重要战略方针。2021年6月，日本经济工业省发布《半导体和数字工业开展战略》，2023年6月发布了该战略的修订版别，为半导体等重要职业开展拟定了更为清楚的推动途径，其间明确指出要开展先进封装，而且分为树立先进封装研制基地、树立Chiplet（也称为小芯片或微芯片，是一种将杂乱芯片拆分红多个小型、独立且可复用的模块的规划办法）技能及完成和使用光Chiplet、模数混合SoC（也称“体系性芯片）等“三步走”。本年4月，日本经济工业省为Rapidus公司追加供给最高5900亿日元补助，其间逾越500亿日元就用于先进封装技能研制。

美日在半导体范畴要点环绕下一代半导体技能研制与工业使用等进行协作，两国企业环绕先进封装范畴的协作更加频频。2023年11月，日本Resonac公司宣告，将在美国硅谷树立先进半导体封装和资料研制中心。12月，美国使用资料公司与日本USHIO公司宣告针对3D封装使用的数字光刻技能订立战略协作伙伴联络。本年4月，美国英特尔公司与14家日本半导体企业组成半导体后端制程规范化技能研讨协会。6月，日本Rapidus公司与美国IBM公司宣告树立了2纳米代代半导体芯片封装量产技能协作伙伴联络。7月，Resonac公司宣告，十家美日半导体企业一起建立下一代半导体封装研制联盟“US-JOINT”，方针是开发顶级封装的后制程技能，验证五至十年后完成实用化的新封装结构。其将在美国硅谷树立研制基地，估计本年将开端洁净室的建造与设备装置，2025年全面投入运营。

对华竞赛意味凸显，我国国产化顺势加快

美日环绕先进封装范畴的协作密度添加，其不只投合半导体制作技能的开展趋向、整合两国优势夯实世界抢先地位，也欲引领全球半导体工业链供给链重塑，对华竞赛意味凸显。

在美日联合对华半导体竞赛加重的布景下，先进封装被视为我国“弯道超车”的重要途径。当时，受美日等对华半导体遏止影响，我国在先进制程技能范畴的开展面对巨大应战，而先进封装技能或许会在补偿晶圆制作约束方面发挥更大效果，例如依据台积电标准简略测算，两颗14纳米堆叠后的晶体管数量到达57.76百万个，挨近10纳米的数量水平，即功能上大体挨近10纳米芯片功能，我国能够经过先进封装技能向下打破美国的制程封闭。与此一起，先进封装商场前景宽广，我国在封装范畴已构成必定优势。依据商场研讨机构Yole Group数据猜测，全球先进封装商场规模将从2023年的378亿美元添加至2029年的695亿美元，年均复合添加率达11%。别的，与规划和晶圆制作比较，封装职业进入壁垒较低，现在半导体封装测验（封测）已成为我国半导体工业链中竞赛力最强的环节。依据中商工业研讨院、中泰证券发布的研讨报告，2023年，长电科技、通富微电、华天科技与智路封测等国内企业别离位列全球委外封测厂商（OSAT）的第三、四、六、七名，商场占有率算计达25.8%。虽然在我国封测商场中，先进封装浸透率仍低于世界水平，可是全体出现上升趋势，我国先进封装商场规模从2016年的187.7亿元添加至2020年的351.3亿元，年均复合添加率高达17%左右，估计2025年我国先进封装商场规模将逾越1100亿元。

在先进封装范畴，当时美日对华竞赛会集在拉大技能代际差方面，但跟着我国在封测范畴的优势扩展及先进封装技能的逐渐打破，不扫除其经过加强相关设备与资料（两国在这两个范畴仍处于主导地位）的出口控制等来直接遏止我国开展的或许。因而，我国应尽力掌握主动权，加快国产化代替，提高龙头企业开展耐性。近年来，国内封测龙头企业快速布局各类先进封装技能并不断获得打破。例如，高密度多维异构集成系列工艺已进入安稳量产阶段，可为客户供给外形更轻浮、数据传输速度更快、功率损耗更小的芯片制品制作解决方案；也有企业提早布局多芯片组件、集成扇出封装、2.5D/3D等先进封装技能，获得必定的技能优势。

可是，也需求认识到，虽然先进封装相关制作、设备与资料等国产化初显成效，可是电镀设备、贴片机、划片机、薄膜堆积设备等范畴进口依靠依然较高，底部填充胶、高功能热界面资料、暂时键合胶、光敏性聚酰亚胺、光敏树脂等中心资料的国产代替率较低，仍依靠于从美日欧的进口。鉴于此，我国应清楚先进封装技能开展的难点痛点堵点，从方针、人才、资金等多端发力，引导企业夯实已有技能与商场优势，继续加大研制投入，尽力提高出产技能水平，优化产品功能，从而提高世界竞赛力与强化开展耐性。

免责声明：本文转自世界知识，原作者邓美薇。文章内容系原作者个人观念，本大众号编译/转载仅为共享、传达不同观念，如有任何贰言，欢迎联络咱们！

转自丨世界知识

作者丨邓美薇

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