股票杠杆申请 材料革命:先进封装技术的下一个引爆点
发布日期:2025-04-10 20:53 点击次数:115(原标题:材料革命:先进封装技术的下一个引爆点)股票杠杆申请
随着晶体管微缩逼近物理极限,曾经推动芯片性能倍增的摩尔定律渐露疲态,这场持续半个世纪的“制程工艺军备竞赛”悄然迎来拐点。
当行业目光从纳米尺度的微观雕刻转向系统级整合的创新,先进封装技术以破局者姿态迅速站上产业C位——通过系统级封装、晶圆级封装、3D堆叠、Chiplet异构集成等颠覆性方案,重新定义芯片性能跃迁的路径。
根据市场调研机构Yole数据预测,全球先进封装市场规模将由2022年的443亿美元,增长到2028年的786亿美元,年复合成长率为10.6%,成为封测市场贡献的主要增量。
这一增长预测反映了市场对先进封装解决方案的持续需求。特别是随着AI芯片浪潮的迅猛增势,以及台积电CoWoS的产能限制,让市场意识到先进封装技术带来的“超越摩尔”趋势正在以超出预期的速度渗透到商业市场,成为半导体行业新一轮发展的关键布局点。
在此趋势下,产业链企业齐头涌入先进封装赛道,给上游材料市场带来了增量空间。
先进封装材料作为产业链的核心上游组成部分,扮演着至关重要的角色,其性能直接决定着封装密度、可靠性及功能性,是推动先进封装技术持续进步与发展的坚实基石,给封装材料厂商带来巨大机遇。
其中,贺利氏电子聚焦的先进封装锡膏、一次性印刷和凸点印刷工艺等就是实现众多先进封装工艺的关键技术,在时代浪潮下迎接挑战和机遇。
产品革新:
先进封装锡膏与凸点制造技术的突破
在近日召开的2025年SEMICON China展会上,贺利氏电子先进封装焊接材料的全球产品经理张瀚文先生在接受半导体行业观察采访时,重点介绍了贺利氏Welco T6 & T7焊锡膏的独特优势,以及创新的印刷工艺和高精度凸点制造技术,致力于助力先进封装行业开启高效量产新时代。
贺利氏电子先进封装焊接材料的全球产品经理张瀚文先生
Welco T6&T7水溶性锡膏,
应对高密度集成挑战利器
众所周知,在电子制造领域,焊锡膏作为连接元器件与电路板的关键材料,其卓越的导电性、导热性、稳定性和抗氧化性能,对焊接质量和产品可靠性至关重要。
当前,随着5G、人工智能、汽车和高性能计算等应用的蓬勃发展,电子设备的规格日趋小巧,越来越多的芯片功能被集成到日益缩小的封装系统之中。在这个过程中,先进封装领域面临日益增长的需求和高密度集成、热管理、可靠性及可持续性等多重挑战,亟需材料解决方案的创新。
张瀚文表示,为应对上述挑战,贺利氏电子推出了全新的水溶性T6&T7号粉焊锡膏Welco AP520和水溶性助焊剂AP500系列解决方案,旨在通过材料创新与工艺协同满足先进封装的各类需求。
据介绍,贺利氏电子的Welco AP520是一款采用独特的造粉技术的水溶性印刷锡膏。它专门针对系统级封装应用中的细间距无源器件和倒装芯片贴装而设计,在钢网最小开孔为55um时展现出优异的脱模性能,同时最长连续12H的印刷未观察到遗漏点或者桥连缺陷,表现出了优异的印刷稳定性,并且可操作时间长,无飞溅,空洞率低。
基于上述优势,Welco AP520成为5G通信、智能穿戴设备和电动汽车等领域的下一代系统级封装应用中细间距无源器件和倒装芯片贴装的理想之选,在高端电子产品制造中占据不可替代的地位。
张瀚文指出,贺利氏电子的锡膏产品有别于行业友商。相较于其他厂商从传统SMT过渡过来的发展模式,贺利氏电子则是直面芯片小型化对锡膏材料规格日益提高的挑战,主打狭小间距下的工艺条件,且保障品质和稳定性。
其中值得关注的是,在焊粉制造方面,相较于业界惯用的“筛粉”工艺层层筛选导致的焊粉损耗、氧化以及良率挑战,贺利氏电子采用了先进的Welco制粉技术,使得焊粉球形度接近真球形,表面光滑且颗粒度分布集中,通过调整制程工艺参数,可精准的生产需要尺寸的焊粉。
可见,先进的Welco制粉技术为AP520带来了极致的印刷一致性和低空洞表现,同时在产能和成本方面具备优势。据透露,除了当前推出的7号粉技术,更细的8号、9号焊粉也已在贺利氏电子的研发规划中,以满足未来超细间距应用要求的产品和应用。
另外值得一提的是,借助先进的Welco焊粉和锡膏产品,贺利氏电子AP520锡膏仅需一道工序即可完成无源器件和倒装芯片的一体化印制。
对此,张瀚文向笔者表示:“利用Welco AP520锡膏针对无源器件和倒装芯片焊盘的一次性印刷可以成功取代助焊剂蘸取和基板预敷的制程步骤,相当于把原来的锡膏+助焊剂两道工序简化为一道工序,从而简化SiP封装加工步骤、减少资本支出和材料成本,同时大幅降低冷焊或焊点不完整缺陷,消除因基板翘曲或倒装芯片放置不均导致的焊接不完整等缺陷。”
综合来看,在电子封装技术不断演进的过程中,材料的创新起到了至关重要的作用,包括锡膏在内的各类新型材料正在推动电子封装向更高效、更可靠、更小型化的方向发展,持续满足客户应用需求,推动行业创新与进步。
未来,随着Chiplet、3D封装技术的普及,锡膏将向纳米级、多功能集成方向发展,成为半导体产业突破摩尔定律的关键使能材料。
凸点制造:印刷工艺有望重塑行业格局
本次展会,除了Welco 系列先进封装焊锡膏外,创新的高精度凸点印刷工艺和技术,也是贺利氏电子的一大亮点和优势。
众所周知,芯片凸点是先进封装中的关键组成部分之一,具有在芯片与基板间形成电连接、形成芯片与基板间的结构连接以及为芯片提供散热途径等主要功能。近几年随着先进封装快速发展,从球栅阵列焊球(BGABall)到倒装凸点(FCBump),再到微凸点(μBump),凸点尺寸也在不断缩小,技术难度也在不断升级。从当前主流的高端先进封装方案中,我们可以看到HBM、XPU以及芯片组合整个封装体对外互连时均需要用到Bumping工艺,可见Bumping在先进封装工艺中起到关键作用。
凸点制造作为先进封装的核心技术,已演变为半导体产业“超越摩尔”的核心引擎,成为5G通讯、AI、HBM等前沿领域的关键使能技术,市场潜力和增长空间广阔。
从行业现状来看,植球和电镀是当前凸点制造的主要技术工艺,但各自面临不同的技术挑战与局限性,例如植球技术的球径较大、效率低、成本高,植球设备成本高昂;电镀同样存在成本高、速度慢等不足,还需解决环保与工艺稳定性等问题。
张瀚文表示,与传统电镀和植球工艺相比,贺利氏电子的WelcoT6&T7焊锡膏印刷工艺不仅成本更低,还能保证高良率和凸块高度的一致性,这归功于Welco 锡膏稳定的印刷体积,以及在多次回流后仍能保持超低的空洞率。这一工艺已通过大规模量产验证,为半导体制造企业提供了高效、可靠的高精度晶圆凸点解决方案。
Welco 焊锡膏印刷工艺可为凸点形成提供更多可能性,比如提供更多高可靠性的合金选择,而不像电镀工艺一样受限制。除了用于晶圆级凸点形成,Welco焊锡膏印刷同样适用于基板预镀锡的应用,这不仅大大降低了基板的成本,还简化了工艺流程,提高了生产良率。
基于该优势,通过印刷锡膏制造高精度凸点的技术路径正在重新得到业界客户的认可和采纳,目前已有射频类客户在采用贺利氏电子印刷工艺实现量产,后续会陆续开展更多应用。
展望后市,随着Chiplet等先进封装技术的普及,凸点间距向30μm以下演进,贺利氏电子正开发新的锡膏产品与印刷工艺的优化,推动封装效率升级和成本下降,为先进封装规模化生产提供关键支撑。
100%再生材料,助力绿色封装发展
通过Welco AP520系列产品的市场验证,贺利氏电子在细间距印刷、高可靠性焊接等核心指标上已建立行业标杆。
然而,不仅在焊锡膏及解决方案方面对于客户有着积极的响应和支持。在保证焊接质量和可靠性的前提下,减少环境污染,实现绿色封装也是目前面临的创新和挑战。
在碳中和、碳达峰的大背景下,贺利氏电子也率先开展了创新实践,积极响应可持续发展倡议。据悉,贺利氏电子推出了采用100%再生金制成的键合金线和采用100%再生锡制成的Welco焊锡膏系列产品,通过在产品中加入再生锡或再生金,显著降低能耗和碳足迹,为环境的可持续发展做出贡献。
张瀚文强调,由再生锡配制的焊锡膏和由矿产锡配制的焊膏在质量上并无二致。在加工成最终产品之前,无论是再生金还是矿产金都要经历同样严格的精炼过程,要确保产品成分一致、特性相同。
在性能不减的情况下,对比自然采矿和冶炼获取相同重量的产品,贺利氏电子的再生锡产品能够实现碳排放量数百倍的减少,再生金产品同样能带来显著的减排效果。这不仅帮助客户有效达成碳中和及碳排放标准,也进一步彰显了贺利氏电子对低碳环保的坚定承诺和实际行动。展望未来,贺利氏电子将继续以领先的材料解决方案推动半导体先进封装材料的未来发展。
打造核心壁垒,加强本土化布局
不难看到,无论是随着传统封装向先进封装的快速演进,还是AI、自动驾驶、高性能计算等技术的兴起,作为材料解决方案专家,贺利氏电子始终在紧随技术浪潮,保持创新活力。
张瀚文强调,贺利氏电子是一个以研发为主导,以技术创新为基因的企业,始终带着观察的眼睛,持续探索市场和客户痛点需求,从中发现挑战,进而尝试把挑战转化为机会,携手产业链合作伙伴在技术变革的浪潮中勇往直前。
在这个过程中,面对中国半导体行业的兴起和巨大市场空间,贺利氏电子看到了中国半导体产业蓬勃发展带来的新机遇。张瀚文指出,贺利氏电子在积极进行中国本土化布局,在上海设立了创新中心和研发实验室。国内还有多个生产基地,旨在实现产品的本地研发、本地生产、本地销售。
同时,作为一家国际型公司,贺利氏电子的优势不仅仅是提供封装材料产品和解决方案本身,更重要的是凭借公司的国际化视野与本土创新相结合的优势,跟客户分享全球创新成果和经验,更好的帮助客户解决挑战、实现突破,助推中国半导体市场焕发新生。
环顾当下,在半导体产业迈向“后摩尔时代”的关键节点,产业链各环节的协同创新正在重塑半导体行业格局,材料体系同样在经历革命性变革。在这场技术革命中,贺利氏电子凭借材料科学创新、工艺协同优化、生态整合能力的三维突破,在先进封装材料领域构建了核心壁垒。
当3D封装、Chiplet技术成为主流,当纳米材料、智能工艺成为标配,贺利氏电子已手握开启后摩尔时代的密钥,为半导体产业的新一轮竞速写下了开篇之章。
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