以市場需求為牽引 以重大專項為抓手著力推進集成電路封測產業鏈的創新能力

集成電路封測產業鏈技術創新戰略聯盟秘書長

中半協集成電路分會副理事長兼秘書長 于燮康

近兩年來，國際金融危機深層次影響持續顯現、國際國內經濟環境復雜形勢嚴峻。國際上，受歐債危機的影響，全球主要經濟體表現疲軟，全球半導體市場持續走低；國內經濟面臨著同樣的壓力，市場疲軟導致需求不足、競爭加劇；業內人工成本大幅度上揚，傳統優勢不繼，企業經營面臨嚴峻挑戰。盡管當前世界半導體市場不容樂觀，然而我國半導體市場前景依然美好，集成電路市場大有可為。集成電路作為所有電子產品的核心，不僅是新一代信息技術著力發展的核心基礎產業，同時在節能環保、高端裝備制造、新能源汽車等領域有支撐作用。集成電路產業作為戰略性產業和國家支柱產業，長期以來得到中央和地方政府的高度重視與一貫支持。國發[2011]4號文明確了支持集成電路產業的8大政策，財稅[2011]100號、財稅[2011]107號文進一步明確集成電路行業的優惠政策。國家科技重大專項的實施，加快了集成電路產業資源整合并向價值鏈高端發展，促進了市場開發與技術創新的結合，提高了材料設備的產業化經營水平。

盡管國內集成電路產業得到迅速發展，但仍難以滿足巨大且快速增長的國內市場需求，國內所需的集成電路產品大量依靠進口，已連續2年超過原油成為國內最大宗的進口商品。“十二五”期間，國家將進一步加大集成電路產業和戰略性新興產業的政策扶持力度，進一步落實國發（2011)4號文的具體措施。按照穩中求進轉型升級的中央經濟工作會議精神，集成電路產業將置身于全球一體化、產業分工的機遇與挑戰之中，積極發揮比較優勢，以市場需求為牽引，以重大專項為抓手，著力推進集成電路產業材料設備的創新能力，把低碳綠色環保作為己任，走科學發展之道路。

1 我國半導體封測產業的現狀和發展趨勢

1.1 國內集成電路封測產業現狀與特點

封測業據國內半壁江山。近幾年來隨著國內本土封裝測試企業的快速成長和國外半導體公司向國內大舉轉移封裝測試能力，以及IC設計和芯片制造行業的迅猛發展，國內集成電路價值鏈格局正在發生改變，三業比例逐步趨向合理，設計業和芯片制造業所占比重迅速上升，封測業比重逐步有所下降，但封測業仍占據國內集成電路產業的半壁江山。2010年封測業規模629.2億元，同比增26.3%，占整個產業的43.7%。封測業規模比2000年128億元增長了近5倍，10年間其復合增長率達到17.3%。

封測業地區集中度較高。國內封裝測試企業主要集中于長三角地區、珠三角地區和京津環渤海灣地區，其中長三角地區封測業占到全國的75%左右。封測產業集中度較高省份為江蘇，其中江蘇占全國封測業的59.6%，其次為上海、廣東及西部地區。但從國內封測業的發展情況來看，這種格局逐漸被打破，正在重新組合之中。

先進封裝市場需求強勁。國內市場仍以DIP、SOP（SSOP、TSOP）、QFP（LQFP、TQFP）等中低端產品為主，但隨著平板電視、信息家電和3G手機等消費及通信領域技術的迅猛發展，國內集成電路市場對高端電路產品的需求不斷增加，IC設計公司和整機廠對 MCM（MCP）、BGA、CSP、3D、SiP、WLP、FC等中高端封裝技術產品的需求明顯增強。隨著TD-SCDMA與CMMB（中國移動多媒體廣播）兩大自主標準與技術的融合與發展，適合此類芯片封裝要求的先進封裝產品市場需求呈現強勁增長。

國內封測創新能力增強。隨著科技研發持續投入，國內集成電路封裝測試企業技術創新能力顯著提高，創新封測技術及產品不斷涌現。無鉛化電鍍、綠色樹脂等技術已在廣泛使用，產品所占比例逐年上升。銅線、細金絲及矩陣式框架等技術的研究蓬勃開展，部分技術已用于封裝產品的批量生產。長電科技和通富微電等骨干企業承擔的“先進封裝工藝研發”項目已經進入批量生產階段，成功獲得了國內外高端客戶連續增長的訂單，新增銷售超過8億元，極大提高了我國封裝業的競爭力。由這兩家龍頭企業牽頭的“成套封裝設備與材料應用工程”取得重大進展，專項研發的23種封測設備和8種材料產品完成了考核驗證，開始實現銷售。

技術含量低進口依賴度高。國內集成電路封測產業鏈整體技術水平不高，尤其是設備、材料難以滿足市場需求已是不爭的事實。許多量廣面大、市場基礎好、國外壟斷的產品，盡管技術含量不算太高，但依然依賴于進口，嚴重制約著我國集成電路封測產業的發展。

1.2 國內集成電路封測產業技術（市場）發展趨勢

未來5～10年是我國集成電路產業發展極為關鍵的時期。據預測，未來5年集成電路產業結構將進一步得到優化，芯片設計業在行業中的比重將提高到28%，芯片制造業比重為35%，封測業比重為37%，形成較為均衡的產業結構。封測業將進入國際主流領域，實現系統封裝 SiP、倒裝芯片Flip-Chip、球柵陣列封裝BGA、芯片級封裝CSP、多芯片封裝 MCP等新型封裝形式的規模生產能力。在硅穿孔TSV封裝、三維立體堆疊封裝、RF系統封裝等關鍵技術領域和傳感器等新型產品、IGBT等關鍵產品取得技術突破并掌握核心技術，進一步推進封裝工藝技術升級和產能擴充。同時，著力突破關鍵專用設備和材料的研發，形成成套工藝，推動國產樣機在生產線上規模應用，推進集成電路封測產業鏈各環節的緊密協作，加快產業化。

3C電子市場作為我國封裝測試市場的主要支撐力量，將在未來十年內推動高密度、高性能芯片、超小型化、多引腳的各類BGA、CSP、WLP、MCM和SiP先進封裝產品和封測技術的快速發展；汽車電子、功率電子、智能電網、工業過程控制和新能源電子等市場及國家大飛機、航空航天項目，也需要更為可靠、更高性能、更為多樣化的 BGA、PGA、CSP、QFN封測產品和封測技術；同時，新興的物聯網和醫療電子也需要集成度更高、靈活性更強、封裝形式更豐富的封測技術和新型RF射頻封裝、MEMS與生物電子產品封裝、系統集成封裝（SiP）產品形式。其中重點是適用于數字音視頻相關信源與信道芯片、圖像處理芯片、移動通信終端芯片、高端通信處理芯片、智能卡、電子標簽芯片、信息安全芯片、微控制器芯片、IGBT芯片、等量大面廣和關鍵集成電路/微電子器件的封裝技術和產品。

在芯片封裝領域，隨著用戶對電子系統或電子整機的要求日益高漲，電子系統或電子整機正在朝多功能、高性能、小型化、輕型化、便攜化、高速度、低功耗和高可靠方向發展。集成電路高密度系統級封裝(SiP/SoP)目前已成為突破摩爾Moore定律的一項重要技術，能夠以較經濟成本和方式大幅提高系統集成度和性能，與SoC技術互補，實現產品和技術跨越式發展，是集成電路產業的技術發展熱點之一。另外隨著能源、資源不斷消耗，世界的生態環境、能源資源儲備問題日趨嚴峻，已經逐漸影響到人類社會的可持續發展。為消除有害物質的排放和產生，降低世界能源消耗速度，發展綠色環保電子封裝測試技術勢在必行。其中環保電子封裝測試技術、節能降耗的封裝技術和低功耗設計將是未來集成電路封裝測試發展的重要關注內容。

TSV已成為半導體產業發展最快速的技術之一，有望支持摩爾定律的進一步延續，并促進多芯片集成和封裝技術的發展。3D-TSV集成技術是微電子核心技術之一，是目前最先進，最復雜的封裝技術；可以獲得更好的電性能，低功耗，噪聲，更小的封裝尺寸，低成本，和多功能化。國內研究機構在TSV單項技術上取得了一定研究結果。但是系統集成技術落后，尚未形成產業規模。3D-TSV技術的發展，除了推動封裝技術的發展，還將強烈推動相關設備、材料產業發展，在沖擊現有封裝、半導體設備與材料產業的同時，孕育了新的TSV技術產業鏈。目前，構建中國特色的3D-TSV產業鏈，是中國封裝技術水平趕超世界先進的最好切入點，是占據高技術封裝產業領域的必由之路，關系到我國集成電路產業的國際競爭力，關系到半導體技術的進一步提升。

2 積極把握大力培育發展戰略性新興產業，穩中求進、轉型升級的政策取向

2.1 從國家安全的戰略高度出發，大力培育發展戰略性新興產業

信息產業相關“十二五”規劃陸續出臺，國家大力支持新一代信息技術產業發展。圍繞工業轉型升級、信息產業和信息化3個“十二五”國家重點規劃，電子信息制造業、軟件和信息技術服務業、通信業、無線電管理等行業規劃，物聯網、太陽能光伏產業、集成電路產業、寬帶網絡基礎設施、三網融合等專題規劃以及電子基礎材料和關鍵元器件、數字電視和數字家庭產業等子規劃相繼編制完成并陸續發布，信息產業進入新的發展時期。《“十二五”規劃綱要》明確提出，大力發展新一代信息技術等戰略性新興產業，積極扶持取得重大技術突破的行業和企業。國務院專門召開常務會議，研究部署加快發展軟件和集成電路產業、下一代互聯網產業，搶占國際競爭制高點。

2.2 依靠科技創新驅動，推動轉變經濟發展方式

在參觀“十一五”國家重大科技成就展時胡錦濤總書記指出，完成“十二五”時期經濟社會發展的目標任務，在激烈的國際競爭中贏得發展的主動權，最根本的是靠科學技術的國際競爭中贏得發展的主動權，最根本的是靠科學技術，最關鍵的是大力提高自主創新能力。要著力突破制約我國產業升級的核心技術、關鍵技術、共性技術，下大氣力解決影響我國未來發展的重大科學技術問題。《十大產業調整和振興規劃》的目標任務之一，就是調結構、謀轉型，促進國內產業升級。由此，產業同仁要積極致力于提高原始創新能力、集成創新能力和引進消化吸收再創新能力，以提升產業整體技術水平為努力方向，圍繞金融IC卡、數字電視、移動互聯網等重點整機和重大信息化應用，開發量大面廣的芯片產品，推動國內新型電力電子器件企業向軌道交通領域延伸，與國內集成電路芯片制造企業互動發展。

2.3 國家的中長期發展規劃，十分強調重大專項的產業化

重大專項是為了實現國家目標，通過核心技術突破和資源集成，在一定時限內完成的重大戰略產品、關鍵共性技術和重大工程。特別是國務院《關于發揮科技支撐作用促進經濟平穩較快發展的意見》下發后，各專項根據應對國際金融危機的要求，結合十大產業振興調整和規劃實施的需要，調整并加快實施了一批產業需求迫切、研究基礎好、有望快速實現產業化的創新項目。“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”在實施與管理中，始終注重創新項目的成果管理和強化對創新成果的市場化推廣力度，以確保創新成果產業化目標的實現。

2.4 擴大內需替代進口，增強產業核心競爭力

重大專項承載著促進企業自主創新，增強產業核心競爭力的戰略使命，著力突破重點領域核心關鍵技術，夯實產業發展基礎，深化信息技術應用，統籌內外需市場，優化產業布局，著力提升產業核心競爭力，持續引導產業向價值鏈高端延伸。“十二五”重大專項從成套工藝與產品工藝，封裝測試裝備、工藝及材料等五大類37個項目進入《2011年項目指南》，說明我國集成電路產業將初步形成綜合配套能力和自主創新能力，從而逐步改變以往因缺少自主知識產權和產業鏈支撐而處處受制于人的被動局面。同時，將極大地帶動我國自動化高端裝備綜合制造水平的提升。為此，統籌用好科技重大專項、電子發展基金等資金和手段，將是我國集成電路產業著力加強產業鏈建設，提高主輔配套和專業化發展能力；著力優化服務，加強政策、資金、人才向重點領域和重點企業集聚，成為加快企業改造提升步伐的有效途徑。

2.5 推進技術標準化、知識產權等工作，促進兩化深度融合。

按照“十二五”規劃，國家將加快重點領域標準研制的戰略性運作，盡快改變國內產品和重要技術方面的各類標準與國際標準的差距。據了解，“重要技術標準研究”作為國家技術標準國際化戰略的核心課題，將根據“整體設計、重點突破、分類事實、滾動支持”的原則加快研究和實驗。為此，應及時而積極地推進標準化技術組織的建立，并積極參與國際標準化活動。

3 國家重大專項在整個產業鏈的作用，并對戰略性新興產業及相關產業輻射

2008年，恰是國際金融危機爆發時期，專項的及時實施使得企業在此期間抓緊勤練內功，突破了一些關鍵的工藝技術，實現了產品及技術的升級，獲得了自主知識產權，對企業抵御金融風險、提升市場競爭力起到了關鍵作用。同時也為企業提供了更高更廣的發展平臺和空間，提高了企業技術創新能力和科研成果轉化能力，提升了自身裝備水平和產業化能力。

3.1 市場競爭力增強，經濟規模進一步擴大，自主知識產權成果明顯

在國家重大專項當中，集成電路封測產業鏈技術創新戰略聯盟以企業為主體、市場為導向、產學研相結合，以國家02科技重大專項“關鍵封測設備及材料應用工程項目”、“封測工藝先導性及產業化項目”、“先進封裝裝備及材料項目”等共計9個項目約80余個課題為技術驅動平臺和紐帶，依托封測產業鏈龍頭企業長電科技、通富微電為主體，以規模化量產為技術創新立項的指導，并以此為需求組織研發工作。由于研發立項符合市場需求，以創新成果產業化為最終目標，聯盟的創新活動對產業市場競爭力增強，特別是經濟規模的快速成長起到了關鍵性的作用。

首先是“十一五”關鍵封測設備及材料應用工程一啟動，與此相關的國外進口材料立刻有了反應，紛紛降價。其次下設41個課題由26家單位承擔的應用工程，通過實施過程的強化，α機、β機分階段管理、層層把關，研發單位與應用單位之間的技術交流與溝通合作；嚴格任務時間節點考核，對課題的評估審核與跟蹤監督，項目各研發課題總計形成銷售金額2.63億元，其中設備銷售金額15017萬元，材料銷售金額11361萬元；形成出口2847萬元。

盡管受全球主要經濟體疲軟、美國經濟停滯不前，歐債危機升級的嚴重影響，以及世界經濟進入高通脹、低增長階段和國內經濟面臨著同樣壓力的情況，2011年集成電路產業面臨全面滑坡，預計出現負增長。但國家專項實施的拉動，使得重大專項銷售收入有了23.67%的增長，從而使集成電路產業2011年銷售收入能夠基本持平于去年，并好于相關行業。

自主知識產權成果顯著，就“十一五”關鍵封測設備及材料應用工程一個項目就申請專利257項（計劃114項），其中，發明專利83項（計劃71項），已授權專利46項。攻克了70多項重大關鍵技術，部分技術填補國內在此領域的空白。

3.2 整合了封測產業鏈，帶動了整個行業的健康發展

通過“關鍵封測設備、材料應用工程項目”項目的實施，首次實現了國內封測行業內兩家龍頭企業間的強強聯合，建立了可針對以QFN/LQFP等先進封裝外形為主所需的國產關鍵封測設備、材料實施驗證的驗證平臺；同時聯合上下游封裝材料等20多家企業對關鍵封測設備及材料進行開發，實現用戶單位與研發單位的有效聯合，加強了研發單位設備及材料研發的工藝針對性，優勢互補，聯合攻關，協同發展，來提升國內封測行業的整體競爭力，加快了國產封測設備及材料的國產化進程，促進整個封測產業鏈的健康發展。

如長電先進實現了圓片級封裝相關技術的整體升級，實現了多種產品結構和工藝，使產品種類多元化，企業抵御市場風險的能力增強。同時，企業的部分技術甚至開始延伸至高端產品應用領域。項目實施，企業有機會和國內相關的支撐、配套行業進行全方位的合作，從IC設計到封裝用設備、材料的開發等，一定程度上對整個封測產業鏈進行了整合，帶動了整個行業的發展。

3.3 對分立器件、LED、光伏、裝備、材料等相關產業產生的輻射和帶動作用

項目實施建成的MPP平臺為國內的IC設計公司提供了方便、快捷的服務，并基于國外客戶的設計和封裝經驗，為國內的設計公司提供有價值的設計信息。開發適用于高端集成電路產品的制造特色工藝技術，降低其生產制造成本，無疑帶動了我國集成電路設計業的發展以及高端電子產品終端應用的發展，如汽車電子產品、物聯網傳感器、LED驅動芯片等。

項目實施帶動了國內關鍵封裝設備的發展，并提供了驗證平臺，帶動了半導體器件的發展朝著模塊化、集成化的方向發展，以適應各種電子設備小型化、輕量化、薄型化及多功能化的需要。同時對分立器件，LED，光伏等產業的技術提升，產業化銷售產生顯著幅射和帶動作用。

3.4 企業研發能力增強，加快了國產化進程，降低了進口依賴度。

封測聯盟在實施國家重大專項中優先切入量廣面大完全依賴進口或者是國外壟斷的技術創新項目課題加以立項，扭轉了國內封測業依賴國外設備廠商和材料廠商的不利局面，推動了我國集成電路設備及材料的國產化，降低了封測企業設備、材料的購置費用，封測產業的發展形成了從工藝到設備、材料及測試上下游產業的配套。在封裝材料方面，驗證并通過了國產濺射靶材在晶圓級封裝中的應用，同時，也完成了光刻膠去膠液、晶圓清洗液等關鍵封裝材料的國產化。

3.5 推進了產學研合作機制的完善，促進了企業管理和人才隊伍建設

通過產學研合作方式的不斷探索，逐漸形成了以企業為導向的有效的產學研合作模式，做到了企業與科研院所之間的優勢互補，為促進各種創新要素向企業集聚，提高企業的技術創新能力和市場競爭力發揮了作用。封測聯盟通過聯合成員單位，最大程度地發揮產學研合作的優勢，成員單位共同承擔國家科技專項包括國家02專項、重點科技支撐項目等重大科研課題，以“十一五”立項的封裝形式配套裝備及材料為突破口，在設備、材料、測試儀器、引線框架等多個項目上開展攻關，強化了產業鏈上下游、供需雙方緊密合作。

借力專項的支持，吸引了一大批活躍在國內科研和生產一線的優秀人才，凝聚了我國一流的科研機構、高等院校和創新型企業的核心團隊。很大程度上提升了企業技術人員的技術素養。實施過程中，一方面培養和提升企業的技術人才，另一方面為企業的發展儲備高端技術人才。在諸多學科領域如精密機械、自動控制、精密光學、計算機應用、氣動技術、系統工程學，培養了一大批技術人才，這些人才是企業賴以生存和發展的基石。