晶上访谈丨国产高端芯片封测的产业机遇与挑战 ——对话锐杰微董事长方家恩
半导体封测是半导体制造工艺的后道工序,数据显示,2017 年以来全球封测市场规模稳健增长,2022 年达到815亿美元。而先进封装在摩尔定律逼近物理极限的当下发挥着越来越重要的作用。Yole预计,2025年全球先进封装占比将达到49.4%,先进封装将成为全球封装市场的主要增量。在算力芯片等大规模集成电路演进中,多芯片集成、2.5D/3D堆叠的 Chiplet 技术得到加速发展。
那么在“芯片国产化”的大背景下,中国的高端芯片封测产业目前处于怎样的发展阶段,市场前景如何,存在哪些机遇和挑战呢?大热的Chiplet技术和软件定义晶上系统技术(SDSoW)又有哪些联系呢?
在2023中国Chiplet开发者大会期间,晶上联盟有幸采访了锐杰微科技集团有限公司董事长方家恩先生,一起来聊聊国产高端芯片封测的机遇与挑战。
问:中国高端芯片封测目前处于怎样的发展阶段?您认为该产业的市场前景如何,存在哪些机遇和潜在的增长空间呢?
答:虽然国产替代政策导向明确,但是国内OSAT市场占比低,国内高端封测大部分市场份额被台湾地区、美国公司所占据。未来五年,国内高端市场规模接近600~700亿元人民币,年复合增长率超过13%。高端封装衍生出的第三代封装-2.5D结构的chiplet封装是赶超的机会,会形成一个新的万亿市场。
问:您认为目前国产高端芯片封测在技术创新、产业发展和国际竞争力等方面面临着哪些困难和挑战?
答:目前,国内高端先进封测领域的关键工艺技术还处于空白期,关键工艺制程技术和上游的高端生产设备、检测设备和封装材料密切相关。虽然有许多技术理念,但要实现弯道超车,还缺乏核心的工艺方向。另外,高端封测人才缺乏、实践经验普遍不足、生态不健全也是制约产业发展和国际竞争力的重要因素。
问:Chiplet最近在国内掀起了非常热烈的讨论,2022年12月底,国内诞生了首个原生Chiplet技术标准,锐杰微是标准的发起方之一,您认为这一标准的制定对于我国的封测产业有何重要意义?
答:先进制程所带来的效能提升和成本开销,已远远不能满足未来的应用需求。后摩尔时代,通过标准化的Chiplet可重构性,可以同时实现性能按需提升、高效开发、产品良率提升、生产成本的降低。Chiplet将是未来10~20年集成电路领域最重要的发展方向之一。
在我国先进制程遇到发展瓶颈的情况下,Chiplet技术标准对实现国产高端芯片性能的赶超具有重要意义。
问:锐杰微在2019年加入了软件定义互连技术(SDI)与产业创新联盟,该联盟2022年升级为软件定义晶上系统技术(SDSoW)与产业联盟,从封测产业的角度,您如何看待SDSoW与Chiplet之间的关系?
答:我很认可邬院士所讲的SDSoW,我认为两者的目标是一致的,都是为了提升芯片的整体算力和带宽等性能,两者在初期或许是两条并行的道路。但从系统架构和应用领域来说,软件定义是涵盖Chiplet的。Chiplet可以完成芯粒和芯粒的直接互连,但还是有很多技术门槛,比如不同的Die to Die要适配不同的工艺节点,同时要完成二次设计,以及后续的验证、仿真等。如果有个SDI交换芯片,再通过软件来适配接口和协议,灵活性或兼容性会更好,但相应的会牺牲面积,同时有可能增加成本。这可能是两者之间的异同,但这两条道路并不冲突。
在采访最后,方家恩先生提到,希望未来能和SDSoW技术进行先进封装方案、工艺开发等方面的合作,推进先进封测产业的发展以及晶上系统生态建设。晶上联盟也坚信,通过应用、设计、工具、制造、工艺等产业链的协同配合,以及“政产学研用金测”的共同力量,SDSoW技术优势将转化为市场优势,开启万亿规模的“芯”赛道。
锐杰微是国内领先的专注提供全流程Chiplet及高端芯片封测方案的企业,同时也是晶上联盟的常务理事单位。
锐杰微的企业使命是帮助国内高端核心芯片完成国产化封测。
锐杰微成立之初,一直瞄准的是高端国产芯片。方家恩表示:“锐杰微选择封测赛道,一是整体的技术门槛没有那么高,二是团队在行业里有二十几年的开发设计和生产的经验。作为后来者,我们要选择更适合以及具备未来成长性的赛道,而国产高端芯片对应的封测符合锐杰微的发展目标,因为目前国内传统的封测厂在这方面的技术能力和储备相对来说比较薄弱。”
在高端芯片的封测方案上,锐杰微独特的核心优势主要有以下三个方面:
第一是对产品的理解。锐杰微团队里很多人员是做过IP、后端、芯片开发以及系统应用的,所以会更了解客户的需求以及产品的指标,这是传统的OSAT不具备的。
第二是服务理念。锐杰微对于客户的响应和技术方案、技术支持是更高效的。
第三是经验。经历的项目越多,开发的产品越多,经验就会越丰富,定位解决问题的能力就会更高效。
总的来说,锐杰微帮助客户开发产品,在产品的集成度、整体性能、功耗上都会比客户自主或者第三方封测厂要更具备竞争力。