模塊化已經(jīng)成為很多廠商吸引客戶的重要手段,，不論是在智能手機市場，還是在測試測量儀器市場,，模塊化這種商品模式之所以能夠受到歡迎,，不僅在于其能夠提供更具多樣性，個性化的產(chǎn)品,，也在于定制化的服務(wù)能夠為客戶帶來成本和產(chǎn)品方面的優(yōu)勢,。

現(xiàn)在，模塊化功能引進深入到更多產(chǎn)品領(lǐng)域,。2017年3月15日,，應(yīng)用材料公司最新推出的Applied Nokota^TM電化學(xué)沉積（Electrochemical Deposition， ECD）系統(tǒng)就是將模塊化引入半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域的一大創(chuàng)舉,。

應(yīng)用材料公司Applied Nokota^TM電化學(xué)沉積（ECD）系統(tǒng)

“Applied Nokota^TM電化學(xué)沉積系統(tǒng)依托應(yīng)用材料公司先進的技術(shù)和工藝,，旨在為客戶提供極致的晶圓保護與市場領(lǐng)先的生產(chǎn)力?！? 應(yīng)用材料公司中國區(qū)半導(dǎo)體事業(yè)部資深銷售總監(jiān)戚珩先生在采訪中表示,。那么模塊化的產(chǎn)品能否為中國半導(dǎo)體封裝市場帶來新的變化呢？應(yīng)用材料公司又是如何定位這一全新產(chǎn)品的呢,？

應(yīng)用材料公司中國區(qū)半導(dǎo)體事業(yè)部資深銷售總監(jiān)戚珩

半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域的龍頭

應(yīng)用材料公司是全球最大的半導(dǎo)體與顯示行業(yè)制造設(shè)備供應(yīng)商,，始建于1967年,，公司總部位于美國加利福尼亞州圣克拉拉。應(yīng)用材料公司是材料工程解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者,，全球幾乎每一個新生產(chǎn)的芯片和先進顯示器的背后都有應(yīng)用材料公司的身影,。

據(jù)了解，應(yīng)用材料公司1972－2016年收入規(guī)模擴大1718倍,，盈利能力自1990年以來擴大50．6倍,。1993年，應(yīng)用材料公司全年營業(yè)收入達到10億美元,，成為全球第一個營業(yè)收入破10億美元的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商,。不僅如此，應(yīng)用材料公司的營業(yè)收入連續(xù)多年高于競爭對手,，市場占有率居同行業(yè)第一,。

根據(jù)SEMI公布的數(shù)據(jù)顯示，2015年全球半導(dǎo)體設(shè)備出貨金額為365．3億美元,，低于2014年的375．0億美元銷售額,。此項統(tǒng)計包含晶圓前段制程設(shè)備、后段封裝測試設(shè)備以及其他前段設(shè)備,。其他前段設(shè)備包括光罩╱倍縮光罩制造,、晶圓制造以及晶圓廠設(shè)施。需要說明的是，半導(dǎo)體設(shè)備是一個高度壟斷的行業(yè),，其中前五大供應(yīng)商占市場份額的76．8％,，前十大供應(yīng)商占據(jù)了93．6％的市場份額，市場集中度高,，且十大廠商中多數(shù)為美國和日本企業(yè)。

近年來,，隨著多種新興應(yīng)用的出現(xiàn)和興起,，芯片對于封裝的需求也不盡相同，應(yīng)用材料公司正是看到了市場的需求,，看到了不同應(yīng)用對于關(guān)鍵要求的不同,，所以開始探索更好的解決方案，在應(yīng)用材料公司看來,，模塊化和可擴展的產(chǎn)品未來擁有非常好的發(fā)展前景,。

終端需求驅(qū)動封裝產(chǎn)業(yè)

封測是一個非常巨大的市場，任何電子器件的生產(chǎn)都離不開封測產(chǎn)業(yè)的支持,。根據(jù)Gartner預(yù)測,，2020年全球封測市場將達314．8億美元，2015年至2017年GAGR4．3％,。智能移動終端將貢獻最大市場增長動力,，Statista預(yù)測2018年智能手機出貨量將升至18．73億部，CAGR9．4％,。SiP,、FoWLP、TSV等技術(shù)將深度受益消費電子及其他分支市場,，保持GAGR 50％以上增長,。

此外，隨著國內(nèi)電子產(chǎn)品市場的細化和半導(dǎo)體市場的發(fā)展,，封測產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)空間廣闊,，多層次市場良性發(fā)育。國內(nèi)封裝市場持續(xù)增長,，2015年國內(nèi)市場30億美元,，Gartner預(yù)測至2020年達54．8億美元，2015年至2020年GAGR12．7％,。

“終端市場的需求將會驅(qū)動先進封裝行業(yè)技術(shù)迎來全新的發(fā)展拐點,。為什么我們會迎來拐點呢？” 戚珩先生認為這主要源自市場對于產(chǎn)品的需求,。

不同的終端產(chǎn)品對于先進封裝方案的需求都不盡相同,。在戚珩先生看來，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感設(shè)備對于先進封裝方案的要求最低，多芯片的復(fù)雜程度也最低,，一般只需要依次考慮成本,、功率和形狀因子就可以。對于這一類產(chǎn)品而言,，多采用晶圓級封裝和覆晶技術(shù),。

其次是移動應(yīng)用，類似手機,、平板電腦,，這類產(chǎn)品需要依次考慮形狀因子、成本和功率的要求,，來選擇先進封裝方案,。移動應(yīng)用對產(chǎn)品的體積要求很高，所以需要優(yōu)先考慮形狀因子,。在這一類應(yīng)用多采用覆晶技術(shù),、2D扇出（多晶粒）和3D扇出方案。

對先進封裝方案要求最高的是人工智能,、智能汽車,、云計算以及大數(shù)據(jù)市場等新興應(yīng)用，這類市場的多芯片復(fù)雜程度最高,，在推出產(chǎn)品時需要依次考慮應(yīng)用對于速度,、可靠性和功率的要求。

模塊化能夠為客戶帶來什么,？

從Foundry廠得到圓片進行減薄,、中測打點后，即可進入后道封裝,。封裝對集成電路起著機械支撐和機械保護,、傳輸信號和分配電源、散熱,、環(huán)境保護等作用,。

芯片的封裝技術(shù)已經(jīng)歷了好幾代的變遷，從DIP,、QFP,、PGA、BGA到CSP再到MCM,，技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進,，包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1，適用頻率越來越高,，耐溫性能越來越好,，引腳數(shù)增多,，引腳間距減小，重量減小,，可靠性提高,，使用更加方便等等。

近年來電子產(chǎn)品朝輕,、薄,、短、小及高功能發(fā)展,，封裝市場也隨信息及通訊產(chǎn)品朝高頻化,、高I／O 數(shù)及小型化的趨勢演進。

但是目前所有封裝方案還是會采用通用晶圓級工藝：光刻,、濕法刻蝕、干法刻蝕,、PVD,、ECD、CVD氧化層,、CMP,，這些工藝幾乎都會涉及到。此外,，“可以預(yù)見的趨勢是高性能封裝中金屬層不斷增加,。” 戚珩先生表示,?！盀榱烁玫慕鉀Q隨著金屬層的增加而出現(xiàn)的種種問題，我們改進了產(chǎn)品,，推出了最新的Applied Nokota^TM電化學(xué)沉積（Electrochemical Deposition,， ECD）系統(tǒng)?！?/p>

戚珩先生（左二）為媒體解說Nokota系統(tǒng)特性

在該系統(tǒng)的助力下,，芯片制造商以及外包裝配和測試（OSAT）企業(yè)將可通過低成本、高效率的方式使用不同的晶圓級封裝工藝,，包括凸塊／柱狀,、扇出、硅通孔（TSV）等等,，滿足日益增多的移動和高性能計算應(yīng)用需求,。

相較于傳統(tǒng)封裝方案，全新晶圓級封裝系統(tǒng)可顯著提升芯片連接性與功能,，并降低空間使用率及功耗,。如何高效利用眾多晶圓級封裝方案并在日益復(fù)雜的制造工藝間實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換,，是廣大芯片制造商、晶圓代工廠及OSAT企業(yè)所共同面臨的難題,。Nokota系統(tǒng)可有效解決這一難題,，其具有高度可轉(zhuǎn)換配置與可靠的模塊化平臺，同時支持業(yè)界首個全自動晶圓保護技術(shù)SafeSeal^TM,，可在晶圓進入各個工藝流程前確保密封圈的完整性,。具體來說，Nokota系統(tǒng)具有以下幾個主要特點：

獨特的VMax^TM電鍍腔體,，帶來出色的電化學(xué)沉積性能和生產(chǎn)力,。較高的電化學(xué)沉積性能，能夠帶來高電鍍速率,，以及具有極佳的均勻性和平整度,。

模塊化系統(tǒng)配置，具備極高的可靠性和可擴展性（系統(tǒng)平均故障間隔時間＞350小時）,?？稍诰A廠內(nèi)快速完成重新配置，適用于多種應(yīng)用和金屬,。

獨特的SafeSeal組件,，實現(xiàn)極致晶圓保護，配備HotSwap^TM,，實現(xiàn)最大生產(chǎn)力（相較其他系統(tǒng)高40％）：基于獨特的SafeSeal組件,，一般情況下，系統(tǒng)備用站中存儲有兩個合格組件,，這樣可以保證在密封圈維修期間,，腔體無需停止工作，這樣就可以在密封圈維修時,，不會導(dǎo)致系統(tǒng)意外停機,，保證系統(tǒng)在電鍍流程開始前及時置換故障密封圈。

此外,，Nokota的模塊化特點主要表現(xiàn)在,，可在不同的晶圓級封裝方法中無縫切換，滿足不斷變化的流程要求,，提供與產(chǎn)品需求相匹配的封裝選擇,。基于模塊化的特點,，系統(tǒng)可以實現(xiàn)可擴展性以及最大的產(chǎn)出,、可配置性?？蛻艨稍诰A廠內(nèi)快速完成配置（＜1天）,，適用于不斷變化的產(chǎn)品組合與產(chǎn)能需求,。

據(jù)戚珩先生介紹：“Nokota系統(tǒng)不僅是首個可以在多鍍膜流程提供完善晶圓保護能力的ECD系統(tǒng)，而且支持自動清潔與檢測功能,，可確保所有晶圓在鍍膜流程啟動前均處于完全密封狀態(tài),。這樣一來，在整個處理流程中晶圓僅需密封一次,，節(jié)約了傳統(tǒng)工藝中各流程腔體重復(fù)密封和解封晶圓所耗費的時間,，同時也降低了對晶圓的損害。Nokota系統(tǒng)還支持獨一無二的密封圈置換功能,，充分確保生產(chǎn)流程的連續(xù)性,，避免因密封圈維修導(dǎo)致的意外停機?；谏鲜鲲@著優(yōu)勢,，相較于其他可選工具，Nokota每年還可增加300小時以上的可用時間,?！?/p>

“我們的目標(biāo)旨在始終如一地提供無失誤的高品質(zhì)性能，解決先進晶圓級封裝的高價值問題,。”

總評

以手機的模塊化為例,，手機對于元器件的體積要求非常嚴(yán)苛,，雖然模塊化能夠從一定程度上提高產(chǎn)品的可定制性，但是卻極大的削弱了手機的便攜性,，同時由于技術(shù)的不成熟,，模塊化手機的失敗自然不言而喻。但是,，與失敗的模塊化手機相比,，具有模塊化功能和可擴展性的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備能夠允許客戶根據(jù)自身的需求以及產(chǎn)品的變動，定制化的調(diào)整和擴展生產(chǎn)設(shè)備,。從模塊化和可擴展性的角度來說,，這一趨勢能夠極大的降低客戶的成本、減少客戶切換產(chǎn)線的時間以及提高客戶的生產(chǎn)效益,。

但是這并不意味著模塊化和可擴展性并無弊端,。相對傳統(tǒng)設(shè)備，較高的學(xué)習(xí)曲線會增加客戶使用新設(shè)備的學(xué)習(xí)成本,，因此如何更好的推動模塊化產(chǎn)品的推廣,，降低客戶的學(xué)習(xí)成本大概是這類設(shè)備未來所必須面對的一大問題！要不然,，模塊化也將僅僅是噱頭而已,。