集成电路封装范文

集成电路封装篇1

如今，全球正迎来电子信息时代，这一时代的重要特征是以电脑为核心，以各类集成电路，特别是大规模、超大规模集成电路的飞速发展为物质基础，并由此推动、变革着整个人类社会，极大地改变着人们的生活和工作方式，成为体现一个国家国力强弱的重要标志之一。因为无论是电子计算机、现代信息产业、汽车电子及消费类电子产业，还是要求更高的航空、航天及军工产业等领域，都越来越要求电子产品具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、轻型化、便携化以及将大众化普及所要求的低成本等特点。满足这些要求的正式各类集成电路，特别是大规模、超大规模集成电路芯片。要将这些不同引脚数的集成电路芯片，特别是引脚数高达数百乃至数千个I/O的集成电路芯片封装成各种用途的电子产品，并使其发挥应有的功能，就要采用各种不同的封装形式，如DIP、SOP、QFP、BGA、CSP、MCM等。可以看出，微电子封装技术一直在不断地发展着。

现在，集成电路产业中的微电子封装测试已与集成电路设计和集成电路制造一起成为密不可分又相对独立的三大产业。而往往设计制造出的同一块集成电路芯片却采用各种不同的封装形式和结构。今后的微电子封装又将如何发展呢？根据集成电路的发展及电子整机和系统所要求的高性能、多功能、高频、高速化、小型化、薄型化、轻型化、便携化及低成本等，必然要求微电子封装提出如下要求：

(1)具有的I/O数更多；(2)具有更好的电性能和热性能；(3)更小、更轻、更薄，封装密度更高；(4)更便于安装、使用、返修；(5)可靠性更高；(6)性能价格比更高；

2未来微电子技术发展趋势

具体来说，在已有先进封装如QFP、BGA、CSP和MCM等基础上，微电子封装将会出现如下几种趋势：

DCA（芯片直接安装技术）将成为未来微电子封装的主流形式

DCA是基板上芯片直接安装技术，其互联方法有WB、TAB和FCB技术三种，DCA与互联方法结合，就构成板上芯片技术（COB）。

当前，在DCA技术中，WB仍是主流，但其比重正逐渐下降，而FCB技术正迅速上升。因为它具有以下优越性：

（1）DCA特别是FC（倒装芯片）是“封装”家族中最小的封装，实际上是近于无封装的芯片。

（2）统的WB只能利用芯片周围的焊区，随着I/O数的增加，WB引脚节距必然缩小，从而给工艺实施带来困难，不但影响产量，也影响WB质量及电性能。因此，高I/O数的器件不得不采用面阵凸点排列的FC。

（3）通常的封装（如SOP、QFP）从芯片、WB、引线框架到基板，共有三个界面和一个互联层。而FC只有芯片一个基板一个界面和一个互联层，从而引起失效的焊点大为减少，所以FCB的组件可靠性更高。

（4）FC的“引脚”实际上就是凸点的高度，要比WB短得多，因此FC的电感非常低，尤其适合在射频移动电话，特别是频率高达2GHz以上的无线通信产品中应用。

（5）由于FC可直接在圆片上加工完成“封装”，并直接FCB到基板上，这就省去了粘片材料、焊丝、引线框架及包封材料，从而降低成本，所以FC最终将是成本最低的封装。

（6）FC及FCB后可以在芯片背面直接加装散热片，因此可以提高芯片的散热性能，从而FC很适合功率IC芯片应用。

通过以上对DCA及FCB优越性的分析，可以看出DCA特别是FCB技术将成为未来微电子封装的主流形式应是顺理成章的事。

2.2三维（3D）封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径

三维封装技术是国际上近几年正在发展着的电子封装技术，它又称为立体微电子封装技术。3D已成为实现电子整机系统功能的有效途径。

各类SMD的日益微型化，引线的细线宽和窄间距化，实质上是为实现xy平面（2D）上微电子组装的高密度化；而3D则是在2D的基础上，进一步向z方向，即向空间发展的微电子组装高密度化。实现3D，不但使电子产品的组装密度更高，也使其功能更多，传输速度更高、相对功耗更低、性能更好，而可靠性也更高等。

与常规的微电子封装技术相比，3D可使电子产品的尺寸和重量缩小十倍。实现3D，可以大大提高IC芯片安装在基板上的Si效率（即芯片面积与所占基板面积之比）。对于2D多芯片组件情况，Si效率在20%—90%之间，而3D的多芯片组件的Si效率可达100%以上。由于3D的体密度很高，上、下各层间往往采取垂直互联，故总的引线长度要比2D大为缩短，因而使信号的传输延迟线也大为减小。况且，由于总的引线长度的缩短，与此相关的寄生电容和寄生电感也大为减小，能量损耗也相应减少，这都有利于信号的高速传输，并改善其高频性能。此外，实现3D，还有利于降低噪声，改善电子系统性能。还由于3D紧密坚固的连接，有利于可靠性的提高。

3D也有热密度较大、设计及工艺实施较复杂的不利因素，但随着3D技术日益成熟，这些不利因素是可以克服的。

总之，微电子封装技术的发展方向就是小型化、高密度、多功能和低成本。

参考文献

[1]微电子封装技术[M].中国电子学会生产技术学分会丛书编委会.中国科学技术大学出版社.

[2]金玉丰.微系统封装技术概论[M]科学出版社.2006第1版.

来源：科技创新导报  2011年36期

集成电路封装篇2

[关键词]芯片封装技术技术特点

我们经常听说某某芯片采用什么什么的封装方式，在我们的电脑中，存在着各种各样不同处理芯片，那么，它们又是采用何种封装形式呢?并且这些封装形式又有什么样的技术特点以及优越性呢?在本文中，作者将为你介绍几个芯片封装形式的特点和优点。

一、DIP双列直插式封装

DIP是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。

DIP封装具有以下特点：(1)适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。(2)芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式，缓存和早期的内存芯片也是这种封装形式。

二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装

QFP封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式，其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。PFP方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。

QFP/PFP封装具有以下特点：(1)适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。(2)适合高频使用。(3)操作方便，可靠性高。(4)芯片面积与封装面积之间的比值较小。Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。

三、PGA插针网格阵列封装

PGA芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少，可以围成2~5圈。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸，从486芯片开始，出现一种名为ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。

ZIF是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起，CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，将CPU的引脚与插座牢牢地接触，绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起，则压力解除，CPU芯片即可轻松取出。PGA封装具有以下特点：(1)插拔操作更方便，可靠性高。(2)可适应更高的频率。Intel系列CPU中，80486和Pentium、PentiumPro均采用这种封装形式。

四、BGA球栅阵列封装

随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHz时，传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大于208Pin时，传统的封装方式有其困难度。因此，除使用QFP封装方式外，现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。

BGA封装技术又可详分为五大类：(1)PBGA基板：一般为2~4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中，PentiumII、III、IV处理器均采用这种封装形式。(2)CBGA基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片的安装方式。Intel系列CPU中，PentiumI、II、PentiumPro处理器均采用过这种封装形式。(3)FCBGA基板：硬质多层基板。(4)TBGA基板：基板为带状软质的1~2层PCB电路板。(5)CDPBGA基板：指封装中央有方型低陷的芯片区。

BGA封装具有以下特点：(1)I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率。(2)虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。(3)信号传输延迟小，适应频率大大提高。(4)组装可用共面焊接，可靠性大大提高。

BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年，日本西铁城公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前，Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等)，以及芯片组中开始使用BGA，这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前，BGA已成为极其热门的IC封装技术，其全球市场规模在2000年为12亿块，预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。

五、CSP芯片尺寸封装

随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到CSP。它减小了芯片封装外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍，IC面积只比晶粒大不超过1.4倍。

CSP封装又可分为四类：(1)传统导线架形式，代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达等等。(2)硬质内插板型，代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。(3)软质内插板型，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。(4)晶圆尺寸封装：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

CSP封装具有以下特点：(1)满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。(2)芯片面积与封装面积之间的比值很小。(3)极大地缩短延迟时间。CSP封装适用于脚数少的IC，如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电、数字电视、电子书、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽等新兴产品中。

六、MCM多芯片模块

为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题，把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统，从而出现MCM多芯片模块系统。MCM具有以下特点：(1)封装延迟时间缩小，易于实现模块高速化。(2)缩小整机/模块的封装尺寸和重量。(3)系统可靠性大大提高。

集成电路封装篇3

一、DIP双列直插式封装

DIP(DualIn－linePackage)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。

DIP封装具有以下特点：

1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。

2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。

Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式，缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。

二、QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装

QFP（PlasticQuadFlatPackage）封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式，其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。

PFP（PlasticFlatPackage）方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。

QFP/PFP封装具有以下特点：

1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。

2.适合高频使用。

3.操作方便，可靠性高。

4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。

Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。

三、PGA插针网格阵列封装

PGA(PinGridArrayPackage)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少，可以围成2-5圈。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸，从486芯片开始，出现一种名为ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。

ZIF(ZeroInsertionForceSocket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起，CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，将CPU的引脚与插座牢牢地接触，绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起，则压力解除，CPU芯片即可轻松取出。

PGA封装具有以下特点：

1.插拔操作更方便，可靠性高。

2.可适应更高的频率。

Intel系列CPU中，80486和Pentium、PentiumPro均采用这种封装形式。

四、BGA球栅阵列封装

随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHz时，传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大于208Pin时，传统的封装方式有其困难度。因此，除使用QFP封装方式外，现今大多数的高脚数芯片（如图形芯片与芯片组等）皆转而使用BGA(BallGridArrayPackage)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。

BGA封装技术又可详分为五大类：

1.PBGA（PlasricBGA）基板：一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中，PentiumII、III、IV处理器均采用这种封装形式。

2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称FC）的安装方式。Intel系列CPU中，PentiumI、II、PentiumPro处理器均采用过这种封装形式。

3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。

4.TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。

5.CDPBGA（CarityDownPBGA）基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。

BGA封装具有以下特点：

1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率。

2.虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。

3.信号传输延迟小，适应频率大大提高。

4.组装可用共面焊接，可靠性大大提高。

BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年，日本西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前，Intel公司在电脑CPU中（即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等），以及芯片组（如i850）中开始使用BGA，这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前，BGA已成为极其热门的IC封装技术，其全球市场规模在2000年为12亿块，预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。

五、CSP芯片尺寸封装

随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到CSP(ChipSizePackage)。它减小了芯片封装外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍，IC面积只比晶粒（Die）大不超过1.4倍。

CSP封装又可分为四类：

1.LeadFrameType(传统导线架形式)，代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达（Goldstar）等等。

2.RigidInterposerType(硬质内插板型)，代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。

3.FlexibleInterposerType(软质内插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气（GE）和NEC。

4.WaferLevelPackage(晶圆尺寸封装)：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

CSP封装具有以下特点：

1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。

2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。

3.极大地缩短延迟时间。

CSP封装适用于脚数少的IC，如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电（IA）、数字电视（DTV）、电子书（E-Book）、无线网络WLAN／GigabitEthemet、ADSL／手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。

六、MCM多芯片模块

为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题，把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统，从而出现MCM(MultiChipModel)多芯片模块系统。

MCM具有以下特点：

1.封装延迟时间缩小，易于实现模块高速化。

2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。

3.系统可靠性大大提高。

结束语

集成电路封装篇4

 

1微电子封装技术的发展历程

 

微电子封装技术的发展经历了3个阶段：

 

第一阶段是20世纪70年代中期，由双直列封装技术(DIP)为代表的针脚插入型转变为四边引线扁平封装型(QPF),与DIP相比,QFP的封装尺寸大大减小，具有操作方便、可靠性高、适用于SMT表面安装技术在PCB上安装布线，由于封装外形尺寸小，寄生参数减小，特别适合高频应用2]。

 

第二阶段是20世纪90年代中期，以球栅阵列端子BGA型封装为标志，随后又出现了各种封装体积更小的芯片尺寸封装(CSP)。与QPF相比,BGA引线短，散热好、电噪小且其封装面积更小、引脚数量更多、适合大规模生产。

 

第三阶段是本世纪初，由于多芯片系统封装SIP出现，将封装引入了一个全新的时代。

 

2微电子封装的主流技术

 

目前的主流技术集中在BGA、CSP以及小节距的QPF等封装技术上，并向埋置型三维封装、有源基板型三维封装、叠层型三维封装即三维封装和系统封装的方向发展。

 

2.1BGA\CSP封装

 

球栅阵列封装BGA在GPU、主板芯片组等大规模集成电路封装有广泛应用。它的I/O引线以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，引线间距大,引线长度短，这样BGA消除了精细间距器件中由于引线而引起的共面度和翘曲的问题4]。BGA技术包括很多种类如陶瓷封装BGA(CBGA)、塑料封装BGA仰6八)以及从丨〇^6八(^86八)。86八具有下述优点：

 

①I/O引线间距大(如1.0mm,1.27mm),可容纳的I/O数目大，如1.27mm间距的BGA在25mm边长的面积上可容纳350个I/O,而0.5mm间距的QFP在40mm边长的面积上只容纳304个I/O。

 

②封装可靠性高,不会损坏引脚，焊点缺陷率低,焊点牢固气

 

③管脚水平面同一性较QFP容易保证，因为焊锡球在溶化以后可以自动补偿芯片与PCB之间的平面误差,而且其引脚牢固运转方便。

 

为了追求对电路组件更小型化、更多功能、更高可靠性的要求，CSP作为BGA同时代的产品应运而生。CSP与BGA结构基本一样,只是锡球直径和球中心距缩小了，更薄了，这样在相同封装尺寸时可有更多的丨/O数，使组装密度进_步提高，可以说CSP是缩小了的BGA。美国JEDEC给出的CSP定义为：LSI芯片封装面积小于或等于LSI芯片面积120%。但是近几年来封装界的权威人士均把CSP定义为焊球节距小于1mm的封装,而大于1mm的就看做是BGA。

 

CSP除了具有BGA的优点以外，其更精细的封装还有很多独特的优点，其特殊的代表是WLCSP。通常,CSP都是将圆片切割成单个芯片后再实施后道封装的，而WLCSP则不同,它的全部或大部分工艺步骤是在已完成前工序的硅圆片上完成的，最后将圆片直接切割成分离的独立器件。所以这种封装也称作圆片级封装(WLP)。这样，它还具有独特的优点：

 

①封装加工效率高，可以多个圆片同时加工。

 

②具有倒装芯片封装的优点，即轻、薄、短、小。

 

③与前工序相比，只是增加了引脚重新布线和凸点制作2个工序，其余全部是传统工艺。

 

④减少了传统封装中的多次测试。因此世界上各大型封装公司纷纷投人这类WLCSP的研究、开发和生产。WLCSP的不足是目前引脚数较低，还没有标准化和成本较高6]。

 

2.23D封装

 

SIP有多种定义和解释，其中一说是多芯片堆叠的3D封装内系统集成，在芯片的正方向堆叠2片以上互连的裸芯片的封装。SIP是强调封装内包含了某种系统的功能封装,3D封装仅强调在芯片方向上的多芯片堆叠，如今3D封装已从芯片堆叠发展到封装堆叠,扩大了3D封装的内涵7]。

 

3D封装的形式有很多种，主要可分为填埋型、有源基板型和叠层型等3类。填埋型三维立体封装出现上世纪80年代，它是将元器件填埋在基板多层布线内或填埋、制作在基板内部，它不但能灵活方便地制作成填埋型，而且还可以作为1C芯片后布线互连技术，使填埋的压焊点与多层布线互连起来。这就可以大大减少焊接点,提高电子部件封装的可靠性。有源基板型是用硅圆片集技术，做基板时先采用一般半导体1C,制作方法作一次元器件集成化,形成有源基板,然后再实施多层布线，顶层再安装各种其他1C芯片或元器件，实现3D封装。叠层型三维立体封装是将LSI、VLSU2D-MCM,甚至WSI或者已封装的器件,无间隙的层层叠装互连而成。这类叠层型是应用最为广泛的—种，其工艺技术不但应用了许多成熟的组装互连技术，还发展了垂直互连技术，使叠层型封装成为发展势头最迅猛发展速度最快的3D封装。但有源基板型3D封装却是人们一直力求实现的封装。

 

伴随着手机的大量使用，手机的功能越来越强大，既要实现轻、薄、小又要功能强大，这其中离不开的就是叠层型的3D封装。目前有许多种基于堆叠方法的3D封装，主要包括:硅片与硅片的堆叠W2W)、芯片与硅片的堆叠D2W)以及芯片与芯片的堆叠D2D)。归纳起来其主要堆叠方式可以通过2种方法实现:封装内的裸片堆叠和封装堆叠，封装堆叠又可分为封装内的封装堆叠和封装间的封装堆叠。

 

裸片堆叠的封装主要有2种,一是MCP,二是SC-SP。MCP涵盖SCSP,SCSP是MCP的延伸。SCSP的芯片尺寸比MCP有更严格的规定，通常MCP是多个存储器芯片的堆叠，而SCSP是多个存储器和逻辑器件芯片的堆叠。裸片堆叠的关键技术是：

 

①圆片的减薄技术，目前一般综合采用研磨、深反应离子刻蚀法和化学机械拋光法等工艺，通常减薄到小于50^m,为确保电路的性能和芯片的可靠性，业内人士认为晶圆减薄的极限为20^m左右。

 

②低弧度键合技术。因为芯片厚度小于150^m,所以键合弧度必须小于这个值。目前采用的25^m金丝的正常键合弧高为125^m,而用反向引线键合优化工艺可以达到75^m以下的弧高。与此同时，反向引线键合工艺增加_个打弯工艺以保证不同键合层的间隙。

 

封装堆叠又称封装内的封装堆叠，它有2种形式：—是PIP。PIP是一种在BAP(基础装配封装)上部堆叠经过完全测试的内部堆叠模块，以形成单CSP解决方案的3D封装。二是POP。它是一种板安装过程中的3D封装，在其内部，经过完整测试的封装如单芯片FBGA(窄节距网格焊球阵列)或堆叠芯片FBGA被堆叠到另外一片单芯片FBGA典型的存储器芯片)或堆叠芯片FBGA典型的基带或模拟芯片)的上部。封装堆叠的优点是：

 

①能堆叠来自不同供应商的混合集成电路技术的芯片,允许在堆叠之前进行预烧和检测。

 

②封装堆叠包括翻转一个已经检测过的封装，并堆叠到—个基底封装上面，后续的互连可以采用线焊工艺。

 

2.3SIP系统封装

 

系统级封装(systeminpackage,SIP)是指将不同种类的元件，通过不同种技术，混载于同_封装体内，由此构成系统集成封装形式。我们经常混淆2个概念系统封装SIP和系统级芯片SOC。迄今为止，在1C芯片领域,SOC系统级芯片是最高级的芯片;在1C封装领域,SIP系统级封装是最高级的封装。SIP涵盖SOC,SOC简化SIPSOC,与SIP是极为相似的，两者均希望将_个包含逻辑组件、内存组件，甚至包含被动组件的系统，整合在_个单位中。然而就发展的方向来说,两者却是大大的不同：SOC是站在设计的角度出发，目的在于将一个系统所需的组件整合到一块芯片上，而SIP则是由封装的立场出发,将不同功能的芯片整合于一个电子构造体中。

 

SIP系统级封装不仅是1种封装，它代表的是1种先进的系统化设计的思想，它是研究人员创意的平台，它所涉及到芯片、系统、材料、封装等诸多层面问题,涵盖十分广泛，是_个较宽泛的指称，所以从不同角度研究和理解SIP的内涵是十分必要的，这里列举了当前的一部分SIP技术的内涵概念：

 

①SIP通过各功能芯片的裸管芯及分立元器件在同一衬底的集成，实现整个系统功能，是一种可实现系统级芯片集成的半导体技术。

 

②当SOC的特征尺寸更小以后，将模拟、射频和数字功能整合到一起的难度随之增大,有一种可选择的解决方案是将多个不同的裸芯片封装成一体，从而产生了系统级封装(SIP)。

 

③SIP为一个封装内集成了各种完成系统功能的电路芯片，是缩小芯片线宽之外的另一种提高集成度的方法,而与之相比可大大降低成本和节省时间。

 

SIP的技术要素是封装载体和组装工艺，它与传统封装结构不同之处是与系统集成有关的2个步骤:系统模块的划分与设计,实现系统组合的载体。传统封装中的载体卸基板)只能起互连作用，而SIP的载体包括电路单元，属于系统的组成部分。

 

模块的划分指从电子设备中分离出_块功能模块,既利于后续整机集成又便于SIP封装。以蓝牙模块为例，其核心是一块基带处理器，它的一端与系统CPU接口,另一端与物理层硬件接口綢制解调、发送与接收、天线等)[10]。

 

组合的载体包括高密度多层封装基板和多层薄膜技术等先进技术。而在芯片组装方面，板上芯片COB)和片上芯片(COC)是目前的主流技术。COB是针对器件与有机基板或陶瓷基板间的互连技术。现有的技术包括引线键合和倒装芯片。COC是_种在单封装体中堆叠多芯片的结构，即叠层芯片封装技术。

 

SIP技术现在广泛应用于3个方面：_是在RF/无线电方面。例如全部功能的单芯片或多芯片SIP将RF基带功能线路及快闪式存储器芯片都封装在一个模块内。二是在传感器方面。以硅为基础的传感器技术发展迅速，应用范围广泛。

 

三是在网络和计算机技术方面。

 

3微电子封装技术未来发展面临的问题与挑战

 

毫无疑问,3D封装和SIP系统封装是当前以至于以后很长_段时间内微电子封装技术的发展方向。

 

微晶片的减薄化是SIP增长面对的重要技术挑战。现在用于生产200mm和300mm微晶片的焊接设备可处理厚度为50^m的晶片，因此允许更密集地堆叠芯片。如果更薄,对于自动设备来说将产生问题：晶片变得过于脆弱，因此更加易碎。此外,从微晶片到微晶片的电子“穿孔”效应将损毁芯片的性能9]。但是我们应该看到SIP巨大的市场前景,AlliedBusinessIntelligence统计，仅RF蜂窝市场的销售额就从2003年的18亿美元飆升至2007年的27.5亿美元。由堆叠BGA封装以及有源和无源组件构成的近十亿SIP于2003年上市，包括功率放大器、天线转换开关、发送器和前端模块。而近几年来SIP大发展更是迅速，德国银行、瑞士信贷第一波士顿和美国著名的研究组织“商业情报联盟”的联合调研表明,RF、数字、蓝牙、电源和汽车应用等市场已经被SIP技术占领110]。在我国SIP技术也有很好的发展，如江苏长电科技股份有限公司开发的整体U盘的SIP封装技术,SIP系统级封装的U盘是一个USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，与传统U盘相比，有着轻薄短小、容量大且可靠性高的特点13]。未来,我们也将看到更多SIP技术的产品出现在我们周围。

 

4结语

 

无论是3D封装技术，还是系统级的封装技术SIP,都是基于更小体积、更多功能、更好稳定性的前提下发展而来的。特别是SIP不仅提出了系统级封装的概念，更是一种创意的封装思想，开拓了一种低成本系统集成的可行思路与方法，引出了许多的创意火花，丰富着微电子封装技术，也较好地解决了S0C中诸如工艺兼容、信号混合、电磁干扰EMI、芯片体积、开发成本等问题,SIP封装集成能最大程度上优化系统性能,避免重复封装，缩短开发周期，降低成本并提高集成度,掌握这项新技术是进入主流封装领域的关键。毋庸置疑，未来的微电子封装产业将会迎来一个异彩纷呈的、多种技术并行的新时代。

 

参考文献：

 

1]李桂云.微电子封装的发展趋势[J].电子与封装,2003,3(2):12-14.

 

2]张满.微电子封装技术发展现状JJ].焊接技术，

 

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7]翁寿松.3D封装的发展动态及前景[J].电子与封装,2006,61)：8-11.

 

8]杨建生.BGA多芯片组件及三维立体封装技术JJ].电子与封装，2003,31)34-38.

 

集成电路封装篇5

【关键词】：微电子封装； 关键技术 ； 应用前景

【引言】：近年来，各种各样的电子产品已经在工业、农业、国防和日常生活中得到了广泛的用。伴随着电子科学技术的蓬勃发展，使得微电子工业发展迅猛，这很大程度上是得益于微电子封装技术的高速发展。这样必然要求微电子封装要更好、更轻、更薄、封装密度更高，更好的电性能和热性能，更高的可靠性，更高的性能价格比，因此采用什么样的封装关键技术就显得尤为重要。

1. 微电子封装的概述

1.1微电子封装的概念

微电子封装是指利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引出连线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺。在更广的意义上讲，是指将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确定整个系统综合性能的工程【1】。

1.2微电子封装的目的

微电子封装的目的在于保护芯片不受或少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使电路具有稳定、正常的功能。

1.3微电子封装的技术领域

微电子封装技术涵盖的技术面积广，属于复杂的系统工程。它涉及物理、化学、化工、材料、机械、电气与自动化等各门学科，也使用金属、陶瓷、玻璃、高分子等各种各样的材料，因此微电子封装是一门跨学科知识整合的科学，整合了产品的电气特性、热传导特性、可靠性、材料与工艺技术的应用以及成本价格等因素。

2 微电子封装领域中的关键技术

目前，在微电子封装领域中，所能够采用的工艺技术有多种。主要包括了栅阵列封装（BGA）、倒装芯片技术（FC）、芯片规模封装（CSP）、系统级封装（SIP）、三维（3D）封装等（以下用简称代替）【2】。下面对这些微电子封装关键技术进行一一介绍，具体如下：

2.1 栅阵列封装

BGA是目前 微电子封装的主流技术，应用范围大多以主板芯片组和CPU等大规模集成电路封装为主。BGA的特点在于引线长度比较短，但是引线与引线之间的间距比较大，可有效避免精细间距器件中经常会遇到的翘曲和共面度问题。相比其他封装方式，BGA的优势在于引线见巨大，可容纳更多I/0；可靠性高，焊点牢固，不会损伤引脚；有较好的点特性，频率特性好；能与贴装工艺和设备良好兼容等。

2.2 倒装芯片关键技术

倒装芯片技术，即：FCW。其工艺实现流程就是将电路基板芯片上的有源区采用相对的方式，将衬底和芯片通过芯片上的焊料凸点进行连接，需要说明的是，这些凸点是呈阵列的方式排列。采用这种封装的方式，其最大的特点就在于具有比较高的I/O密度。而其相对于其他微电子封装技术的优势在于：第一，具备良好散热性能；第二，外形尺寸减小；第三，寿命提升，可靠性良好；第四，具备较高密度的I/O；第五，裸芯片的具备可测试性。

2.3 芯片规模封装

CSP是与BGA处于同一个时代的封装技术。CSP在实际运用中，采用了许多BGA的形式。一般行业中在对二者进行区分时，主要是以焊球节距作为参考标准。一般焊球节距作小于1mm便是CSP，而高于1mm便是BGA。相对于BGA，CSP具有很多突出的优势，如：具备优良的电、热性；具备高封装密度；超小型封装；易于焊接、更换和修正；容易测定和老化；操作简便等。主要有适用于储存器的少引脚CSP和适用于ASCI的多引脚CSP。

2.4三维（3D）封装

三维封装，即是向空间发展的微电子组装的高密度化。它不但使用组装密度更高，也使其功能更多、传输速度更高、功耗更低、性能及可靠性更好等。

2.5多芯片模式

多芯片模式（MCM），是指多个半导体裸芯片表面安装在同一块布线基板上。按基板材料不同，分为MCM-L、MCM-C、MCM-D三大类。

①MCM-L是指用通常玻璃、环氧树脂制作多层印刷电路基板的模式。布线密度高而价格较低。

②MCM-C通过厚膜技术形成多层布线陶瓷，滨海高以此作为基板。布线密度比MCM-L高。

③MCM-D通过薄膜技术形成多层布线陶瓷或者直接采用Si、Al作为基板，布线密度最高，价格也高。

2.6系统级封装

SIP是将多种功能芯片，包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内，从而实现一个基本完整的功能。与SOC（System On a Chip系统级芯片）相对应。不同的是系统级封装是采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式，而SOC则是高度集成的芯片产品。

3.微电子封装领域的应用前景

21世纪的微电子封装概念已从传统的面向器件转为面向系统，即在封装的信号传递、支持载体、热传导、芯片保护等传统功能的基础上进一步扩展，利用薄膜、厚膜工艺以及嵌入工艺将系统的信号传输电路及大部分有源、无源元件进行集成，并与芯片的高密度封装和元器件外贴工艺相结合，从而实现对系统的封装集成，达到最高密度的封装。

在近期内，BGA技术将以其性能和价格的优势以最快增长速度作为封装的主流技术继续向前发展；CSP技术有着很好的前景，随着其成本的逐步降低将广泛用于快速存储器、逻辑电路和ASIC等器件在各类产品中的封装；在今后不断的封装中，FCT技术将作为一种基本的主流封装技术渗透于各种不同的封装形式中；随着便携式电子设备市场的迅速扩大，适用于高速、高性能的MCM发展速度相当惊人；三维封装是发展前景最佳的封装技术，随着其工艺的进一步成熟，它将成为应用最广泛的封装技术【3】。

结束语

关键性封装技术在推动更高性能、更低功耗、更低成本和更小形状因子的产品上发挥着至关重要的作用。在芯片-封装协同设计以及为满足各种可靠性要求而使用具成本效益的材料和工艺方面，还存在很多挑战。为满足当前需求并使设备具备高产量大产能的能力，业界还需要在技术和制造方面进行众多的创新研究。

【参考文献】：

[1]罗艳碧.第四代微电子封装技术-TVS技术及其发展[J].科技创新与应用，2014（7）：3-4.

[2]关晓丹，梁万雷.微电子封装技术及发展趋势综述[J].北华航天工业学院学报，2013（1）：34-37.

集成电路封装篇6

OKI(冲电气工业)公司正致力于整合其传统的半导体业务。公司以“e功能模块”为口号，在2007年10月创立了新的高密度模块封装业务，希望能够实现具有高集成度的小型模块。OKI公司经营推进本部e功能模块业务推进部门策划责任部长上田佑次表示：“目前，有越来越多的设备厂商希望自己能够将更多精力投入在核心元器件的开发工作上，而把电路的设计委托给其他厂商制成模块。这样，设备商便能够缩短开发周期，并有利于横向拓展自己的产品系列。”

模块封装技术决定性能

随着模块化的发展，传统PCB主板的作用将改由模块基板来承担。于是，模块封装技术今后将会在很大程度上影响产品的性能。

NEC电子公司推出的PFESiP，可将以往分别提供的门阵列和通用微控制器集成到一个封装里。用户可以将PFESiP当作特别定制的微控制器加以利用，也能够方便地对噪声采取应对措施。门阵列和微控制器之间采用了直接键合连接，在设计时预先降低了输入/输出缓冲器的驱动能力。公司表示，与将门阵列和微控制器分别装入不同封装再组装到PCB板的情况相比，PFESiP内的布线长度较短，因此很容易就能实现几十MHz的数据传输速率。而且，由于减小了噪声源到缓冲器的输出电流，因此，即使总线频率高达几十MHz，也不容易受到噪声的影响。

飞思卡尔半导体公司正在推进其独特的封装技术RCP的实际应用。RCP没有使用模块基板，而是利用半导体工艺将许多芯片及片状无源元器件集成在一起。该公司认为这种技术有利于降低成本，希望它能够成为模块封装的行业标准。

采用LTCC基板的模块厂商村田制作所也在致力于扩大这种业务。村田制作所通信模块产品事业部部长中岛规巨表示：“今后，我们打算扩展模块产品的应用。为此，我们将准备好现在能考虑到的所有模块基板技术。”到目前为止，村田制作所的模块业务的核心主要是RF电路，但今后，其应用范围可能会向DSP、电源控制及音频等领域扩展。该公司正在加快各种模块基板的实际应用进程，以便根据不同的应用选择适合的封装技术。

要求越来越严格

模块基板具有两个作用：一是集成各种各样的元器件以实现特定的功能，二是在引脚间距不同的芯片和PCB主板之间作为转接板(interposer)使用。

随着芯片制造工艺的进步，芯片的面积会变小，成本也会相应下降。但是，对于转接板来说，芯片工艺的发展却是其成本上升的主要原因。比如，当存储器容量由于工艺发展而增大，而且逻辑电路的处理能力也相应提高时，存储器和逻辑电路之间的总线宽度就需要增加，从而导致转接板的布线密度上升。实际上，布线宽度/布线间隔在20μm/20μm以下、布线层数为6-8层的高性能转接板，不仅在服务器等高端设备中，甚至在消费类设备中也已经得到了广泛应用。

但是，对于树脂基板的制造技术来说，这种20μm/20μm微细加工产品的成品率难以提高，而且成本很高。此外，布线层数的增加也导致成本上升。于是，用户提出要求，如果转接板的成本太高，就希望能够将其作为高集成度的小型功能模块使用，而不仅仅是布线的转接器。

为了满足这样的要求，各公司都积极提出了可实现高密度模块基板的封装技术方案。具体来说，新方案包括：①使用硅转接板，在硅芯片上制作各电路之间的连接线；②使用晶圆级封装，在半导体制造工艺的最后工序中对硅芯片以及元器件之间的连接进行再布线；③使用可埋置元器件的基板，将集成电路及无源元器件埋置到树脂基板里；④使用LTCC基板，利用布线层及绝缘层将薄膜状的无源元器件集成入基板内部。

重新评估硅转接板

如果树脂基板的加工技术很难实现20Bm/20Bm的微细加工，那么，可以考虑在易于进行微细加工的硅芯片上制作布线电路。基于这种构思而制成的电路基板就叫做硅转接板，但由于其制造成本太高，所以应用范围有限。不过，因为树脂基板的加工精度已经达到极限，导致成本上升，所以，这种构思渐渐有了现实意义。实际上，如果能够使用0.35μm或0.5μm等成熟的半导体工艺以高成品率生产布线宽度为1μm左右的硅转接板，就有可能降低成本。

本来，硅转接板是作为实现适用于高速存储器总线的SiP的一种手段而提出来的方案。它能够缩短布线长度，减小布线宽度，有利于抑制在高频信号中容易产生的布线寄生电容偏差及布线长度不一致等现象，以简化高频电路的设计。如果能够解决成本过高的问题，硅转接板肯定会具有广阔的应用前景。

于是，日本TAG(TechnologyAlliance Group)提出一种被称为PerfectSoC的模块封装技术，该技术将简单的逻辑电路、模拟电路及无源元器件等集成到硅转接板中，并将其与ASIC和存储器组合，再封装在一起。

PerfectSoC模块采用0.5μm的半导体工艺制造，模拟电路也很容易制作在内，耐压高达7V。其中，还集成有开关稳压器或LDO稳压器这样的电源电路。这些电源电路的面积很大，而且是噪声源，通常无法集成人一般的逻辑电路中。TAG此次开发的芯片(硅转接板)面积比较大，而且是与ASIC分离的另一块芯片，因此能集成电源电路。

封装内将存储器及CPU等ASIC层叠在集成了电路及元器件的硅连接板上，并利用引线键合连接的方式构成模块。TAG表示，以前安装在主板上的100-200个元器件都可以集成到一个封装里，封装面积可以削减约80％以上。ASIC及存储器可以由客户自己准备或采用通用产品，硅转接板内集成的电路是由TAG提供的IP核，因此，预计从确定技术规格到实现量产大致需要半年左右的时间。

在硅基板上集成无源元器件

村田制作所在其面向高性能手机的WLAN模块中，采用了在硅转接板内集成无源元器件的IPD(集成无源器件)技术。其目的是为了满足用户的要求：在把RF电路和基带电路装入一个封装中时，希望能将无源元器件也集成人封装内， 并设法减薄模块。IPD芯片的厚度能达到0.3mm。如果使用WLCSP(晶圆级芯片封装)将组合后的硅芯片进行封装，就可以不需要进行整体封装。村田制作所表示，如果面对面地贴合两块芯片的布线层，并制成使用焊球连接的CoC(叠层芯片，chip on chip)模块，就可将模块的高度控制为0.7mm左右。

此外，东芝公司也在CEATECJAPAN 2007展会上展出了硅转接板产品。在这款布线宽度/布线间隔为1μm/1μm的硅转接板上，使用间距为40μm的引脚连接了逻辑芯片和4个存储器芯片。据介绍，这款硅转接板将从2008年上半年开始投入量产。目前，该公司正在讨论的问题包括：今后如何在硅转接板中制作无源元器件，如何将片状元器件装到硅转接板上等。

硅贯通电极和模块技术

但是，硅转接板还存在几个问题有待于解决。首先，硅转接板中可集成的元器件有一定的限制。具体来说，在村田制作所的IPD中，无源元器件是利用薄膜工艺制作的，可埋置的电感和静态电容很小，分别只有几十nH和几十pF。而在TAG的PerfectSoC中，目前还不能集成电感器。

另一个问题是，如果不能进行大批量生产，就很难显示出成本低廉的优点。根据村田制作所的估算，当IPD的出货量达到100万个以上时，其成本才能勉强达到和其它模块封装技术相当的水平。目前，IPD只适合于那些优先考虑薄度而不太计较成本的应用。

TAG则试图提高电路的通用性以降低成本。如果同样是面向数码相机应用的模块，其用途相同，只是使用的ASIC不同，那通过实现硅转接板的通用化就可以增大产量，从而控制成本。

第三个问题是，大多数情况下，硅转接板是和用树脂制成的转接板一起使用的。硅转接板是将布线层面向层叠着硅芯片的一侧，在和主板连接的一侧(背面)没有引脚。因此，一旦要将硅转接板装在树脂制成的转接板上，就得使用引线键合进行连接。在这种情况下，就必须尽可能地在硅转接板内部进行布线，以削减树脂制成的转接板的层数，实现控制成本的目的。

上述第三个问题，可以利用在芯片中垂直通过布线的硅贯通电极予以解决。采用硅贯通电极后，就可以在硅芯片的两面设置布线层，并通过硅贯通电极连接那些布线。硅贯通电极已经开始接连不断地应用到面向便携设备的相机模块中。东芝公司在CMOS相机模块CSCM中采用了硅贯通电极。OKI公司也从2007年9月起开始生产采用硅贯通电极的摄像元器件模块。

在相机模块中，为了实现小型化，在采用硅贯通电极的摄像元器件上配置了透镜保持器，从而省去了模块基板。跟以前采用引线键合连接摄像元器件和基板的方法相比，两家公司都认为实现了小型化的目的。东芝公司表示，体积缩小到64％左右；OKI公司表示，封装面积减小到50％以下。

TAG执行董事电子器件事业部PerfectSoC项目室室长小山田成圣表示，今后如果能够以10万日元(约合6800元人民币)的低成本在晶圆上实现硅贯通电极，那么在硅转接板中就有可能使用硅贯通电极。

只有布线利用半导体工艺实现

如果转接板的布线变成了瓶颈，那么，可以在半导体工艺的最后工序中重新制作芯片之间的布线，以替代转接板。采用这种构思的是飞思卡尔半导体公司的RCP(重分布芯片封装，redi stributed chippackage)。在RCP中，芯片被排列成直径200mm的硅晶圆大小，并使用树脂固定，再利用半导体工艺在芯片之间重新布线，以制作成独立的芯片。连接半导体器件和PCB主板的任务，就由这个重新形成的布线层承担。该公司准备有两种布线宽度/间隔的尺寸，分别是30μm/30μm和25μm/25μm。公司表示，这种工艺不属于微细化工艺，所以加工难度不高，成品率很高。

在制作RCP时，是将排列好的多个芯片及无源元器件用树脂固定，再制成SiP或模块。因为使用树脂固定之后还要在背面重新布线，因此能够弥补元器件高度的差异。另外，如果可以在树脂的密封部分中设置贯通电极并在封装的两个表面形成布线层，那么就有可能实现PoP(层叠封装)，即在封装上面层叠其它的半导体器件封装，并且利用下面的引脚和PCB主板连接。此外，RCP本身也可以安装其它的半导体器件封装及无源元器件，以用作模块基板。

但是，目前RCP还不是一项普及的封装技术。因此，需要购买几家公司的技术以后才能使用，很不方便。

可埋置元器件的基板向薄型化发展

随着工艺的发展，可埋置元器件的基板及LTCC基板的厚度也开始接近极限，于是，相关厂商提出了可以弥补现有缺陷的技术方案。

可埋置元器件的基板存在的主要问题是基板的厚度。由于要把无源元器件及芯片等埋置到树脂的绝缘层里，因此基板容易变厚。于是，TDK公司开发出将厚度减薄到300gm的基板，布线层为4层，埋置于其内部的芯片从背面进行研磨后可将厚度减薄到50μm。该公司表示，将以前厚度为200gm的芯片内置到基板中时，基板厚度会达到400μm-600μm，很难将模块的总厚度控制在1mm以下。采用新开发的基板时，和以前相比，厚度可减小20％-30％。据TDK公司估计，可埋置薄型元器件的基板有希望用于wLAN、UWB技术以及OneSegment地面数字电视广播接收等通信模块，在2008年进入实际应用。

村田制作所正在开发基板中埋置的薄型元器件，如厚度仅为35μm，封装面积为1.0mm×0.5mm(即0402)的薄型元器件。

LTCC基板也在进化

村田制作所的LTCC基板以RF模块为中心，具有低成本的优点。为了适应更多的应用，该公司正在开发增大基板尺寸的技术。由于很难在增加基板面积、保持强度的同时还要实现薄型化，因此村田制作所开发出利用树脂来增强基板的方法。利用这种方法制成的树脂基板被称为“LR衬底”，树脂基板的核心部分采用的是LTCC基板。该公司表示，以前，当LTCC基板的厚度为0.4mm时，面积最大只能做到约15mm2；但在采用“LR衬底”后，即使厚度更薄，也可以确保大约15mm2的面积。

集成电路封装篇7

“十五”期间，我国集成电路产业进入发展最快的历史阶段。从2000年到2005年，我国集成电路产业销售收入从186亿元提高到702亿元，年均增长30.4%，在世界集成电路产业中的份额从1.2%提高到4.5%，市场规模翻了两番达到3800亿元，占到全球比重四分之一。芯片设计能力达到0.18微米，芯片制造工艺水平达到12英寸0.13微米，光刻机、离子注入机等关键设备取得重要突破。芯片设计业和制造业比重之和与封装测试业的比重之比从2000年的31:69提高到2005年50.9:49.1，产业结构更趋合理。涌现出一批具备较强竞争力的集成电路骨干企业，并形成了以长江三角洲和京津地区为中心的产业集聚区。

“十一五”期间，我国集成电路产业需要进一步提高自主创新能力，增强竞争力。为促进集成电路产业进一步健康、快速、有序发展，依据《信息产业“十一五”规划》，信息产业部制定了《集成电路产业“十一五”专项规划》（以下简称《专项规划》）。《专项规划》通过回顾“十五”期间我国集成电路产业发展情况，分析“十一五”期间面临的形势，对发展思路与目标、重点任务和政策措施分别提出了要求，以指导和规范我国集成电路产业按照科学发展观要求，实现可持续发展。

一、“十一五”面临形势

《专项规划》从技术发展趋势、市场分析、产业环境三个方面分析了我国集成电路产业面临的机遇和挑战。

（一）技术发展趋势

未来一段时间，随着设备和材料水平不断提升，集成电路产业链的各个环节的技术水平仍将保持较快发展。在设计方面，随着市场对芯片小尺寸、高性能、高可靠性、节能环保的要求不断提高，高集成度、低功耗的SoC芯片将成为未来主要的发展方向，软硬件协同设计、IP复用等设计技术也将得到广泛应用。在芯片制造方面，随着存储器、逻辑电路、处理器等产品对更高的处理速度、更低的工作电压等方面的技术要求不断升级，12英寸数字集成电路芯片生产线将成为主流加工技术，90纳米、65纳米工艺技术得到大规模应用，45纳米技术也将步入商业化；8英寸及以下芯片生产线将更多地集中在模拟或模数混合集成电路等制造领域。在封装测试方面，球栅阵列封装(BGA)、芯片倒装焊(Flipchip)、堆叠多芯片技术、系统级封装(SiP)、芯片级封装(CSP)、多芯片组件(MCM)等高密度封装形式将快速发展，高速器件接口、可靠性筛选方法、高效率和低成本的测试技术将逐步普及。在设备和专用材料方面，由于该环节处于集成电路产业链的顶端，其技术进步是直接推动产业链各环节进步的核心动力，12英寸芯片生产线、满足新型封装测试技术重大设备成为开发的主要方向，高K、低K介质、新型栅层材料、SOI、SiGe等新型集成电路材料将快速发展。

（二）市场分析

上世纪70年代以来，世界集成电路市场规模呈现了波浪式增长的发展趋势，年均增长率约15%。随着集成电路产业日趋成熟，竞争更加理性，“十一五”期间世界集成电路市场将进入平稳发展阶段，波动趋缓，预计年均增长率约为14%，2010年达到约3000亿美元。

从国内市场看，“十一五”前期国内电子信息整机产业尤其是笔记本电脑、移动通信终端等产品仍将保持较快发展。“十一五”中后期，随着国内电子信息整机市场发展趋稳，我国电子信息产品制造业规模的增长速度将回落至20%以内，集成电路市场增长也将趋缓，增长速度将略高于世界平均水平，年均约15%。按照这种估计，到2010年我国集成电路市场规模将突破8300亿元。在进出口贸易方面，“十一五”期间我国集成电路产业技术和产业化水平难以满足需求的局面无法得到根本扭转，贸易逆差的状况仍将持续呈现。

（三）产业环境

当前，集成电路产业的全球化趋势明显，资源在全球进行配置，跨国企业的改组或并购、分工合作的形式日趋多元化。为了把握集成电路产业转移的机遇，营造良好的发展环境，我国政府适时颁布实施了18号文件和51号文件，设立了集成电路专项研发资金，并不断加强知识产权保护力度，这些政策措施为我国集成电路产业发展营造了较好的氛围和环境。同时，在国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要、科学技术发展中长期规划纲要、2006-2020年国家信息化发展战略等重要文件中均将集成电路作为优先发展的重点领域。国家《进一步鼓励软件产业与集成电路产业发展的若干政策》正在研究制定，这些规划、产业政策的出台将进一步优化国内集成电路产业的发展环境。

同时，我国巨大的市场潜力和日趋完善的产业体系，对世界集成电路制造业、封装测试业以及整机装配业向我转移具有较强的吸引力，但是资金技术密集的设备材料等支撑产业、高端设计和新工艺技术转移步伐则相对滞后。一方面发达国家出于国家竞争战略考虑对集成电路产业的技术扩散设置壁垒，另一方面集成电路产业资金和技术密集型特点决定其发展不仅要求大规模资金的持续投入，还需要技术的不断积累和创新，跨国公司出于维护全球竞争优势考虑对产业转移严格控制。

“十五”时期以来，我国集成电路产业虽然实现了快速发展，产业规模和实力有所提升，但与国外先进水平相比，产业规模相对较小、自主创新能力较弱、产业链不完善、技术水平也较落后，在竞争中仍处于劣势。

总的来说，当前我国发展集成电路产业面临的机遇和挑战并存，而且机遇大于挑战。集成电路产业是电子信息产业的核心、基础和战略性产业，建立较为完善和具有竞争力的产业体系是实施信息产业强国战略的必然选择。未来一个时期我国集成电路产业发展的过程中，要善于利用世界集成电路产业转移的机遇，既要重视引进外资企业的先进技术和装备，鼓励企业发展高水平的芯片制造业、封装测试业，更要针对产业链薄弱环节，优先发展芯片设计业，重视材料设备等支撑业的发展，着重提高自主创新能力，开发具有自主知识产权的核心技术和关键装备和材料。

二、发展思路与目标

新形势下，“十一五”我国集成电路产业必须紧紧围绕国家的战略目标，进一步落实科学发展观，以规划引导行业发展，着力自主创新，提升竞争能力，落实产业政策，完善发展环境，协调产业结构，完善产业体系。

（一）发展思路

与以往相关规划相比，《专项规划》中最突出的特点就是从打造完善产业链中的角度，结合产业链各环节的特点，提出了我国集成电路产业发展思路。

(1)坚持完善产业链发展。这充分体现了我国在“十一五”期间发展集成电路产业的战略决策，这在以前的集成电路产业规划中是没有的，也进一步体现了科学发展观对《专项规划》中发展思路制定的科学化、措施可操作的要求。通过对国内集成电路产业链中各个环节的现状分析，以及对我们面临的形势认识，结合世界集成电路产业发展的趋势和要求，《专项规划》提出了“形成以设计业为龙头、制造业为核心、设备制造和配套产业为基础，较为完整的集成电路产业链”的总体思路。发展思路对设计业、制造业以及设备制造和配套产业等产业链各环节的明确定位，有利于指导我国集成电路产业朝着更为合理的结构发展。具体说，就是明确设计业的龙头地位，强调设计业在集成电路产业中的引领作用，将集成电路设计作为优先发展的领域给予重视，希望通过优先发展设计业，既满足国内不断增长的市场需求，同时带动产业链的整体发展。以制造业为核心就是考虑到制造业投资规模大，技术门槛高，整体带动性强，处于产业链的中游位置，是完善产业链的关键。设备制造和配套产业是完善产业链的必要环节，也是提高我国集成电路产业链竞争力的基础，没有设备和材料产业支撑，我国集成电路产业仍将受制于人。

(2)强调自主创新能力。“十五”期间我国集成电路产业实现起步，并初具规模，为下一步发展奠定了基础，培育出一批具备一定竞争能力的企业。但应该看到我国集成电路产业自主创新能力还相对薄弱，无论研发实力、知识产权拥有程度，还是市场控制力都不强。在今后的五到十年，我们要着重提高自主创新能力，尤其要壮大作为产业发展龙头的芯片设计业，要注重与整机的衔接，选择涉及国家安全和量大面广的集成电路产品作为重点突破，培育一批具有较强自主创新能力的骨干企业。芯片制造业在重视现有生产线的升级改造、工艺技术的研究开发的同时，积极发展IDM模式，鼓励骨干企业通过不断提升改造，逐步发展壮大为具有国际竞争实力的大公司，这是我国提升集成电路产业竞争实力的一条重要途径。当然，建立IDM模式公司的难度很大，技术和资金门槛很高，发展我国的IDM公司是一个渐进的过程，不会一蹴而就，对此我们应该有清醒的认识。封装测试业要巩固现有优势，继续加快技术进步和设备更新，实现技术水平和产业规模升级。材料装备等支撑业要加强基础技术研究，逐步掌握核心技术，形成产业支撑。通过产业链上各环节的创新能力提升，努力形成具有自主知识产权和国际竞争力的自主可控的集成电路产业。

(3)进一步引导产业聚集。“十五”以来，长三角、京津冀、珠 三角等区域集成电路产业发展呈现出明显的集聚和辐射带动效应。产业集聚不仅有利于完善地区产业链，降低生产和物流成本，而且有利于促进上下游企业间的技术合作，有效缩短研发周期，提高企业的市场竞争力。

（二）发展目标

结合发展思路的要求，在综合分析各方面因素的基础上，《专项规划》提出了由主要经济指标、结构调整目标、技术创新目标等三个方面构成的集成电路产业发展目标体系。

主要经济指标。主要选择了几个最能体现产业状况的指标，突出了产业总体规模、增长速度、在世界集成电路产业中的比重、我国的集成电路产业自给能力等四个方面。2005年我国生产集成电路266亿块，销售收入为702亿元，“十五”期间我国集成电路销售收入的平均增长速率约为30.4%。根据不完全统计，目前我国在建和拟建的12英寸集成电路芯片生产线5条，8英寸生产线5条，预计总投资超过100亿美元。“十一五”期间，预计我国集成电路产业规模仍将保持较快增长，复合增长率保持在25%～30%，2010年我国集成电路产量将增长到800亿块，销售收入约3000亿元。相对于世界集成电路市场14%的年均增长率，我国国内集成电路产业销售收入占世界集成电路市场份额将由“十五”末的4.5%提升到约10%。关于产品自给的比例，预计随着国内芯片设计技术和能力的不断提高，集成电路自给比例将从“十五”末的16%提高到2010年约30%。

结构调整目标。为促进产业链的协调发展，《专项规划》确定了结构调整目标。主要基于以下考虑：芯片设计是集成电路产业的龙头，也是集成电路产业附加值最高的部分，优先发展集成电路设计业就是要提高设计业在整个产业中的比例。随着政策环境进一步宽松，扶持力度进一步加大和市场的牵引，“十一五”期间芯片设计业的增长速度将快于制造业和封装测试业的增长速度，而且随着“十一五”中后期制造业和封装测试业产能扩张趋于稳定，设计业在整个产业中的比重还将进一步提高，并逐渐趋向于一个比较适当的比例。因此，对将芯片设计业、芯片制造业和封装测试业的比重关系将会由2005年的17.7%、33.2%、49.1%提高到2010年的23%、29%、48%是可能的。

技术创新目标。芯片设计业的快速发展，必将促进国内集成电路技术的进步，并开发出一批适应国内市场需求的核心芯片，然而考虑到设计平台工具开发和设计技术的制约，“十一五”我国主流设计水平还会比世界同期落后一代以上。在芯片制造业领域，考虑到芯片制造工艺技术和市场需求，《专项规划》将芯片制造业的目标设定在12英寸生产线，加工线宽达到90纳米以下，力图进一步缩小和世界先进水平之间的差距。封装测试领域，主要考虑是结构调整和技术升级，要进一步加强先进封装能力的建设，使国内封装测试业的技术水平达到国际主流，多种新型封装形式能实现规模生产。在关键设备和材料领域，以实施国家重大科技专项为契机，关键设备等支撑业也将有突破性进展，目前我国已经在8英寸及其以下的光刻机、刻蚀机、离子注入机等一批关键技术设备上实现突破，到“十一五”末实现12英寸部分关键技术设备、材料的国产化是有可能的。

三、重点任务

根据发展思路与目标，《专项规划》提出共性技术研发和公共服务平台建设、产品开发、芯片制造与封装测试能力、支撑产业发展、产业园区建设等四项“十一五”集成电路产业发展的重点任务。

（一）加快集成电路共性技术研发和公共服务平台建设

集成电路是资金、技术和人才密集型行业，自主创新能力的提升需要集中各方面的资源，超前部署，跟踪前沿技术，集中投入。《专项规划》提出要调动国家、企业、高校和研究机构、社会等多方面的力量，选择有基础、有实力的集成电路产业密集区域建立集成电路研发中心。共性技术研发平台的建设要按照市场需求，面向产业化发展，以企业形式运作，形成产学研用相结合的研究开发模式，重点研究开发集成电路产业的前沿技术和发展热点，如SOC等产品设计、纳米级工艺制造、先进封装与测试等共性关键技术，逐步积累技术开发能力，培养人才，为行业提供技术咨询和服务，增强全行业的自主创新能力。

考虑到国内集成电路产业尤其是设计业，小企业数量多，资金投入能力有限，单一企业建立测试验证环境难度大。为促进国内集成电路产业的发展壮大，培育优势骨干企业，将在产业聚集区域积极建设提品开发和测试环境的公共服务平台，为企业在EDA设计工具、IP核、产品评测等方面提供便捷、高效的服务，一方面有利于帮助企业解决可以克服集成电路产业发展中面临的资金、技术瓶颈，另一方面也有利于减少重复建设，降低企业开发成本，最终形成我国集成电路产业发展的良好环境。

（二）重点支持量大面广产品的开发和产业化

从国内集成电路产业规模、技术水平和研发能力的实际出发，微处理器和微控制器、存储器等高端产品领域技术和资金门槛高，短期国内企业难以突破。这种情况下，如何发展我国集成电路设计业？“十五”发展实践告诉我们：应紧紧依靠我国消费市场和整机配套的规模优势，抓住产业升级换代的新机遇，面向国际国内两个市场，特别是国内市场，选择数字音视频信源/信道芯片、图像处理芯片，移动通信终端基带芯片、信息安全芯片等一些面向整机配套的量大面广的专用集成电路为突破口，开发一批具有自主知识产权的产品，坚持从中低端向高端推进，从走向核心。大唐微电子、杭州士兰微等优秀的国内IC设计公司的成功证明了这一点。坚持这样的道路不仅能逐步促成一批拥有核心技术、具备国际竞争力企业的成长，从长远来看更是提高我国集成电路自主性的重要途径。

（三）增强芯片制造和封装测试能力

“909”工程是我国在90年代为促进集成电路产业发展实施的一项重大工程。经过十年的发展，华虹集团已成长为我国骨干集成电路企业，也是我国自主发展集成电路的主力军，在前工序生产线和集成电路设计能力建设和发展方面取得很大成就，为打破国外集成电路技术封锁、保证涉及国家安全和国计民生的芯片制造安全做出了突出贡献。随着世界集成电路产业工艺技术不断升级，“909”工程升级改造对于保持我国集成电路产业竞争力，维护国家经济安全具有重要意义。

经过“十五”时期的发展，我国集成电路芯片制造领域基本形成了以代工模式为主的发展格局。从全球发展情况看，世界集成电路的龙头企业大多走的是IDM的发展道路，就是企业拥有设计、制造和销售，如Intel公司。我国台湾地区的集成电路企业普遍采用了代工模式，就是专注于芯片制造，为设计企业提供制造服务，如台积电公司。“十一五”期间，为更好地服务于国内外市场，满足国内集成电路市场持续快速增加的需求，我国在增强新一代芯片加工线生产能力的同时，要鼓励IDM模式的骨干企业发展，促进设计业与制造业的协调互动发展。发展IDM模式，对于满足我国多元化的市场需求，特别是发展壮大自主可控的集成电路产业有着深远的战略意义。

在芯片制造能力建设方面，要重点发展12英寸、90纳米及以下技术的生产线，同时兼顾8英寸芯片生产线的建设，确保在供给量上满足不同层次的市场需求。对于6英寸及以下的生产线，要注意把握市场动态，在继续满足低端市场需求的同时，积极开发模拟电路、数模混合电路等产品。

我国封装测试业已形成了较大的产业规模，培育了长电科技、天水华天等一批具有较强竞争力的企业。“十一五”期间封装测试业应重点提升产品档次，满足集成电路产业的技术进步，大力发展先进的BGA、PGA、CSP、MCM、SIP等先进封装技术，提高测试技术和水平，继续保持竞争优势。

（四）突破部分专用设备仪器和材料

目前，我国已经具备了6英寸及其以下生产线装备的生产能力，部分设备达到8英寸工艺技术要求，与国际水平相比，整体技术差距依然很大，目前，国12英寸生产线的所有设备和8英寸的绝大部分设备依赖进口，国内集成电路装备制造业对产业支撑能力十分有限。分析全球集成电路产业强国，美国、日本都拥有很强的装备制造产业。因此，要从根本上提升集成电路产业，必须培育我国自主的装备制造业。“十一五”要充分利用前期工作的经验，以实施重大科技专项为突破口，在8～12英寸集成电路生产设备，包括光刻机、刻蚀机、离子注入机、平坦化设备、掺杂设备、快速热处理设备，划片机、键合机、硅片减薄机、集成电路自动封装系统等关键装备方面加大研发投入，并努力实现产业化。

我国在集成电路关键材料方面基础还相当薄弱。“十一五”期间，要加大对外开放力度，通过引进消化吸收，逐步建立关键材料产业体系。努力实现12英寸硅抛光片和8~12英寸硅外延片、锗硅外延片、SOI材料、宽禁带化合物半导体材料、光刻胶、化学试剂、特种气体、引线框架等关键材料的国内配套，并逐步实现自给。

（五）推进重点产业园区建设

集成电路是一个高投入、高风险、高回报的行业，对配套环境要求较高，不宜遍地开花。“十五”时期，信息产业部认定的北京、天津、上海、苏州、宁波等国家集成电路产业园在促进我国集成电路产业发展方面显示出了较强的集聚带动效应，为形成产业链体系和规模化的产业集群发挥了重要作用。“十一五”应充分发挥这些园区的辐射带动作用，继续引导有实力的企业进入产业园区，不断补充、丰富、完善和加强产业链建设，由园区的骨干企业作龙头，带动和盘活区域产业，增强园区产业链上下游企业间的互动配合，形成具有竞争实力的产业集群，同时园区还要加强和完善配套服务设施，不断完善公共技术和服务平台，为园区的企业和人才提供良好的生活环境和发展环境，提高园区竞争力，从而推动我国集成电路产业区域规模化壮大和快速发展。

四、政策措施

《专项规划》坚持务实发展的基本理念，从政策制定、资金投入、外资利用和人才培养等四个方面提出了具体的政策措施。

加快政策推出。18号文件和51号文件的，对“十五”期间我国集成电路产业快速发展、产业规模跻身世界前列起到了巨大的推动作用。当前我国集成电路产业已经进入一个新的发展阶段，需要营造长期稳定的法规环境，产业政策法制化已迫在眉睫。“十一五”国家将研究制定《软件与集成电路产业发展促进条例》。同时，在现有工作的基础上，加快出台《关于进一步鼓励软件产业和集成电路产业的若干政策》，保持对集成电路行业的支持力度，增强企业发展信心，构建更加完善的集成电路产业政策环境。

加大投入力度。我国集成电路产业自主创新能力不足和技术水平相对落后，必须持续加大资金投入力度，鼓励企业研究开发自主知识产权的核心技术，推动产业发展。要进一步发挥集成电路专项研发资金对行业技术进步的促进作用，研究设立“国家集成电路产业发展基金”，对集成电路关键技术和产品的研发和产业化给予支持。同时，要组织实施好集成电路重大工程和重大科技专项，这对于行业发展具有重要作用。

提高利用外资水平。我国集成电路的发展经验表明，坚持对外开放战略，积极吸引外资是解决资金瓶颈、加快技术进步、提升行业整体水平的重要途径。我国现有的8英寸和12英寸生产线绝大部分是外商投资建设的，“十五”期间，仅芯片制造领域国内利用外资总额就超过150亿美元，外商不仅带来了资金，还带来了技术、人才和管理。“十一五”我们必须继续坚定不依地走对外开放地发展道路，不断提高利用外资的水平和能力，完善政策环境、投资环境和人才环境，吸引有实力的跨国公司在国内建立研发中心、生产中心、运营中心，带动国内集成电路产业在企业管理、市场开拓、人才培养等方面的成长。

加强人才培养。人才是产业发展的关键，而对国内产业发展旺盛的市场需求，目前国内微电子人才培养机制尚不能适应产业发展的需要，人才培养方面过多侧重于研究型人才的培养，市场需求量大的技术开发型和职业技术型人才供给不足。因此，要构建面向多层次的微电子人才梯队培养的教育培训体系。同时要重点培养国际化高层次复合型集成电路人才，努力引进海外优秀集成电路人才，并为这些人才创造公平、有利、宽松的各种环境，鼓励他们为我国集成电路产业的发展做出更多贡献。

集成电路产业作为信息产业的基础和核心，是关系到国民经济和社会发展全局的战略性产业，在推动经济发展、社会进步、提高人民生活水平以及保障国家安全等方面发挥着重要作用。“十一五”期间，经过全行业长期不懈努力，完全有可能推动我国集成电路产业再上新台阶。

政策回放：集成电路产业“十一五”专项规划

集成电路产业作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，在推动经济发展、社会进步、提高人民生活水平及保障国家安全等方面发挥着重要作用，已成为当前国际竞争焦点和衡量一个国家或地区现代化程度及综合国力的重要标志。

“十一五”期间，大力发展集成电路产业，尽快建立一个自主创新能力不断提高、产业规模不断扩大的产业体系，对保障信息安全、经济安全、增强国防实力，及推动社会进步，提高人民生活水平，具有极其重要战略意义和现实意义。

按照《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中“大力发展集成电路、软件和新型元器件等核心产业”及《信息产业“十一五”规划》中“完善集成电路产业链”的总体要求，在深入研究、广泛调研基础上，突出集成电路行业特点，编制集成电路专项规划，作为集成电路行业发展的指导性文件和加强行业管理的依据。

一、“十五”回顾

产业和市场规模迅速扩大。自从《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》文件颁布以来，我国集成电路产业进入发展最快的历史阶段。2005年集成电路产量达到266亿块，销售收入由2000年的186亿元提高到2005年的702亿元，年均增长30.4%，占世界集成电路产业中的份额由1.2%提高到4.5%。市场规模迅速扩大，2005年我国集成电路市场规模较2000年翻了两番，达到3800亿元，占全球比重达25%，成为全球仅次于美国第二大集成电路市场。

部分关键技术领域取得突破。32位CPU芯片、网络路由交换芯片、GSM/GPRS手机基带芯片、TD-SCDMA基带芯片、数字音视频和多媒体处理芯片、第二代居民身份证芯片等一批中高端产品相继研发成功并投入市场，产品设计能力达到0.18微米，集成度超过千万门；集成电路芯片生产线工艺水平达到12英寸0.13微米，90纳米工艺技术研发取得进展，与国外先进水平之间的差距明显缩小；分辨率193nmArF准分子激光步进扫描投影光刻机、100nm大角度离子注入机、100nm高密度离子刻蚀机等重大技术装备取得重要突破。

产业结构日趋合理。我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封装测试三业并举、较为协调的发展格局。经过“十五”发展，设计业和芯片制造业在产业中的比重显著提高，由2000年的31%提高到2005年的50.9%，封装与测试比重由同期的69%下降到49.1%，较为合理的产业结构初步形成。

骨干企业成长迅速。2005年销售额过亿元的集成电路设计公司已近20家，一批集成电路设计公司成功上市。上海华虹NEC电子有限公司、中芯国际集成电路制造有限公司等企业的工艺技术水平大幅提高，国际竞争力显著增强，成为全球第七位和第三位芯片加工企业。2005年销售额过10亿元的封装测试企业超过10家，江阴长电科技股份有限公司、南通富士通微电子股份有限公司、天水华天科技股份有限公司等封装测试企业产能不断扩大，技术水平不断提升。

产业集群效应凸显。集成电路产业集聚效应明显，2005年长江三角洲、京津地区集成电路销售额之和达到644.17亿元，占同年全国总销售额的91.7％。国家（上海）集成电路产业园、国家（苏州）集成电路产业园等5个部级集成电路产业园区集聚和辐射带动作用日益显现。

产业环境逐步改善。《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》（国发[2000]18号）的颁布实施，集成电路专项研发资金的设立，知识产权保护力度不断加强，为我国集成电路产业提供了良好的政策环境，极大地调动国内外各方面投资集成电路产业的积极性，5年来吸引外资累计约160亿美元。

尽管“十五”期间成绩显著，但是集成电路产业仍存在诸多问题。产业政策尚未完全落实到位，投融资环境还有待进一步改善；自主创新能力薄弱，缺乏核心技术和自主品牌；产业研发投入严重不足，总体技术水平与国外有很大差距；制造技术以代工为主，缺乏自主品牌；产业规模小，与国内市场规模差距较大；产品结构滞后于市场需求，进出口贸易逆差不断扩大；集成电路专用材料及设备自给率低，集成电路产业链并未完善；集成电路高级专业人才缺乏。

二、“十一五”面临形势

（一）集成电路技术发展趋势

市场和技术双重驱动创新。第三代移动通信、数字电视、下一代互联网等领域重大技术和市场的快速发展，“三网融合”的不断推进，驱动集成电路产业的技术创新和产品创新。多技术、多应用的融合将催生新的集成电路产品出现，纳米技术的发展、新体系架构等新技术发明也在孕育着新的突破。

集成电路设计新技术不断涌现。随着90纳米及以下微细加工技术和SoC设计技术的发展，软硬件协同设计、高速、高频、低功耗设计、IP复用、芯片综合／时序分析、可测性／可调试性设计、总线架构、可靠性设计等技术将得到更快的发展和更广泛的应用。

65～45纳米工艺将实现产业化。“十一五”期间，12英寸、65～45纳米微细加工工艺将实现工业化大生产，铜互联工艺、高K、低K介质材料等将大规模采用；新型栅层材料、下一代光刻技术、光学和后光学掩模版、新型可制造互连结构和材料、光刻胶等工艺、材料将成为技术研发的重点；SOI、SiGe等材料显示出了良好的应用前景。

适应更高要求的新型封装及测试技术成为主流。集成电路封装正向高密度、高频、大功率、高可靠性、低成本的方向发展。球栅阵列封装(BGA)、芯片倒装焊(Flipchip)、堆叠多芯片技术、系统级封装(SiP)、芯片级封装(CSP)、多芯片组件(MCM)等封装类型将是“十一五”期间的主流封装形式。随着芯片性能的提高和规模的扩大，测试复杂度不断提高，自动测试技术和测试设备将快速发展，高速器件接口、可靠性筛选方法、高效率和低成本的测试技术等将成为测试的发展重点。

（二）集成电路市场分析

从上世纪70年代以来，世界集成电路市场虽有波动，但仍保持了年均约15％的增长率。经历了2001年的衰退后，世界集成电路市场销售额逐年增长，2005年实现销售额1928亿美元，达到历史最好水平。预计“十一五”期间，集成电路整体市场将保持平稳增长，波动幅度将趋缓，到2010年世界集成电路市场规模约为3000亿美元，平均增长率约14%。微处理器与微控制器、逻辑电路和存储器等三大类通用集成电路仍将占据主要市场，专用集成电路市场将较快增长。

未来5年，我国集成电路市场将进一步扩大，预计年均增长速度约为20%，到2010年，我国集成电路市场规模将突破8300亿元（2006～2010年我国集成电路市场需求预测见表1），采用0.18微米及以下技术的产品将逐步成为市场的主流产品，产品技术水平多代共存将是我国集成电路市场的特点。信息技术的快速发展，新应用领域的出现如移动通信、数字音视频产品、智能家庭网络、下一代互联网、信息安全产品、3C融合产品、智能卡和电子标签、汽车电子等的需求将形成集成电路新的经济增长点。

“十一五”期间我国集成电路进口额年均增长率将在15%以上，贸易逆差局面难以得到改变。

（三）集成电路产业面临环境

国内产业政策环境将不断改善。中央、地方各级政府和有关部门高度重视集成电路产业的发展，《进一步鼓励软件产业与集成电路产业发展的若干政策》等政策的出台，将为集成电路产业发展提供更加有利的政策环境。

投资强度和技术门槛越来越高。1条12英寸集成电路前工序生产线投资规模超过15亿美元，产品设计开发成本上升到几百万美元乃至上千万美元。企业的资金实力和技术创新能力成为竞争的关键。

国外高端技术转移限制仍将继续。作为战略性产业，全球主要发达国家越来越重视集成电路产业发展，为保持其领先地位，仍将控制关键技术装备、材料、高端设计和工艺技术向发展中国家转移，国内产业面临的技术挑战仍将长期存在。

知识产权和专利等摩擦将加剧。随着全球化竞争的不断深入，跨国公司利用其在技术、市场和资金的主导地位，更多地采用知识产权等技术手段开展竞争，国内企业发展面临各方面的压力。

三、“十一五”发展思路与目标

（一）发展思路

继续落实和完善产业政策，着力提高自主创新能力，推进集成电路产业链各环节协调发展。以应用为先导、优先发展集成电路设计业；积极发展集成器件制造（IDM）模式，鼓励新一代芯片生产线建设，推动现有生产线的技术升级；提升高密度封装测试能力；增强关键设备仪器和基础材料的开发能力。形成以设计业为龙头、制造业为核心、设备制造和配套产业为基础，较为完整的集成电路产业链。

设计业：鼓励设计业与整机之间的合作，加快涉及国家安全和量大面广集成电路产品的设计开发，培育一批具有较强自主创新能力的骨干企业，开发具有自主知识产权的集成电路产品。

制造业：鼓励现有生产线的技术升级和改造，形成90纳米工艺技术的加工能力；积极发展集成器件制造（IDM）模式，鼓励新一代芯片生产线建设；引导产业向有基础、有条件的地区集聚，形成规模效应，

封装测试业：加快封装测试业的技术升级。积极调整产品、产业结构，重点发展SIP、Flipchip、BGA、CSP、MCM等先进封装技术，提高测试水平和能力。

材料、设备等支撑业：以部分关键设备、材料为突破口，重视基础技术研究，加快产业化进程，提高支撑能力。

（二）发展目标

1.主要经济指标。到2010年，我国集成电路产业产量达到800亿块，实现销售收入约3000亿元，年均增长率达到30％，约占世界集成电路市场份额的10%，满足国内30％的市场需求。

2.结构调整目标。到2010年，集成电路产业结构进一步得到优化，芯片设计业在行业中的比重提高到23％，芯片制造业、封装与测试业比重分别为29％和48％，形成基本合理的产业结构。

3.技术创新目标。到2010年，芯片设计能力大幅提升，开发一批具有自主知识产权的核心芯片，主流设计水平达到0.13μm～90nm；国内重点整机应用自主开发集成电路产品的比例达到30％左右。芯片制造业的大生产技术达到12英寸、90-65nm；封装测试业进入国际主流领域，实现系统封装（SiP）、芯片倒装焊（Flipchip）、球栅阵列封装（BGA）、、芯片级封装（CSP）、多芯片组件（MCM）等新型封装形式的规模生产能力。12英寸部分关键技术装备、材料取得突破并进入生产线应用。

四、重点任务

（一）加快集成电路共性技术研发和公共服务平台建设

面向产业需求，建立企业化运作、面向行业的、产学研用相结合的国家集成电路研发中心，重点开发SOC等产品设计、纳米级工艺制造、先进封装与测试等产业链各环节的共性关键技术，为实现产业可持续发展提供技术来源和技术支持。

支持集成电路公共服务平台的建设，为企业提品开发和测试环境，在EDA设计工具、知识产权保护、产品评测等方面提供公共服务，促进中小企业的发展。

（二）重点支持量大面广产品的开发和产业化

面向高清晰度数字电视、移动通信、计算机及网络、信息安全产品、智能卡及电子标签产品、汽车电子等市场需求大的整机市场，引导芯片设计与整机结合，加大重点领域专用集成电路（ASIC）的开发力度，重点开发数字音视频相关信源、信道芯片、图像处理芯片，移动通信终端基带芯片、高端通信处理芯片、信息安全芯片等量大面广的产品，形成一批拥有核心技术的企业和具有自主知识产权的产品。

（三）增强芯片制造和封装测试能力

提高产业控制力，支持“909”工程升级改造；继续坚持对外开放，积极利用外资，鼓励集成器件制造（IDM）模式的集成电路企业发展，促进设计业、制造业的协调互动发展；重点发展12英寸集成电路生产线，建设5条以上12英寸、90纳米的芯片生产线；建设10条8英寸0.13～0.11微米芯片生产线，提高6英寸～8英寸生产线的资源利用水平；加强标准工艺模块开发和IP核的开发，不断满足国内芯片加工需求。积极采用新封装测试技术，重点发展BGA、PGA、CSP、MCM、SIP等先进封装技术，扩大产业规模，提高测试技术和水平。

（四）突破部分专用设备仪器和材料

掌握6～8英寸集成电路设备的制备工艺技术，重点发展8～12英寸集成电路生产设备，包括光刻机、刻蚀机、离子注入机、平坦化设备、掺杂设备、快速热处理设备，划片机、键合机、硅片减薄机、集成电路自动封装系统等设备，具备为6～8英寸生产设备进行维护和翻新能力；力争实现100nm分辨率193nmArF准分子激光步进扫描投影光刻机、高密度等离子体多晶硅刻蚀机、大角度倾斜大剂量离子注入机等重大关键装备产业化；重点开发12英寸硅抛光片和8英寸、12英寸硅外延片，锗硅外延片，SOI材料，宽禁带化合物半导体材料、光刻胶、化学试剂，特种气体、引线框架等材料，为产业发展提供有力支撑。

（五）推进重点产业园区建设

发挥国家、地方政府和各产业园区的积极性，重点建设北京、天津、上海、苏州、宁波等国家集成电路产业园，不断优化发展环境、完善配套服务设施，引导集成电路企业落户园区，以园区内骨干企业为龙头，加强产业链建设，带动相关企业的发展，提高园区竞争实力。

五、政策措施

（一）加快制定法规与政策，进一步营造良好的产业环境

积极推进《软件与集成电路产业发展促进条例》的编制，加快推出《关于进一步鼓励软件产业和集成电路产业的若干政策》，加大知识产权保护力度，促进集成电路产业的健康发展。

（二）进一步加大投入力度

加大政府投入，形成集成电路专项研发资金稳定增长机制。研究设立“国家集成电路产业发展基金”，鼓励集成电路企业技术创新和新产品开发，促进行业技术进步；组织实施集成电路重大工程和国家科技重大专项，研发集成电路关键技术和产品；鼓励国家政策性金融机构重点支持重点集成电路技术改造、技术创新和产业化项目；支持集成电路企业在境内外上市融资；鼓励境内外各类经济组织和个人投资集成电路产业。

（三）继续扩大对外开放，提高利用外资质量

坚持对外开放，继续优化环境，大力吸引国（境）外资金、技术和人才。重点吸引有实力的跨国公司在国内建设高水平的研发中心、生产中心和运营中心，不断提高国内集成电路产业企业管理、市场开拓、人才培养能力。积极提高资源利用效率，完善外商投资项目核准办法，适时调整《外商投资产业指导目录》，优化产业布局，减少低水平盲目重复建设。

（四）加强人才培养，积极引进海外人才

集成电路封装篇8

SiP（系统级封装System In a Package）综合运用现有的芯片资源及多种先进封装技术的优势，有机结合起来由几个芯片组成的系统构筑而成的封装，开拓了一种低成本系统集成的可行思路与方法，较好地解决了SoC中诸如工艺兼容、信号混合、电磁干扰（EMI）、芯片体积、开发成本等问题，在移动通信、蓝牙模块、网络设备、计算机及外设、数码产品、图像传感器特种应用等方面有很大的市场需求量。

满足我国航空、航天、国防领域对高端器件的迫切需求

随着计算机网络通信领域技术的迅猛发展， 我国航空航天、国防电子等领域对高可靠、高性能、小型化、长寿命的SoC、SiP等产品的市场需求迫切，但这些产品目前仍主要依赖进口。而且，部分高性能的芯片产品长期处于被国外实行技术封锁和产品禁运的状态。新时期国防电子装备针对多功能、小型化电子整机的计算机系统芯片提出新的需求，必须达到多功能和微型化的条件。

据欧比特公司副总经理黄小虎介绍，目前可能通过如下两条途径来满足这个要求的。一是SoC，即系统级芯片，在一个芯片上集成数字电路、模拟电路、R F、存储器和接口电路等多种电路，以实现图像处理、语音处理、通讯功能和数据处理等多种功能。另一种是SiP，在一个封装中组合多种IC芯片和多种电子元器件（如分立元器件和埋置元器件），以实现与SoC同等的多种功能。

为此，珠海欧比特公司于2008年启动了专用SiP立体封装工艺的研究与开发。

如今，使用了这项专门针对特种电子装备SiP立体封装技术的电子器件，已经具备了可靠的量产水平并大量供应客户。

助力打造生活化可穿戴设备

SiP封装技术并不是工业应用的专利，其实以手机为代表的小型消费类电子产品，都是SiP封装技术的广阔舞台。

钜景科技Logic SiP事业处协理周儒聪表示， SiP微型化技术能优化可穿戴设备小尺寸特性，让使用设备能更贴近日常生活使用情境。

目前系统厂在设计智能可穿戴设备时，主要面临的挑战是如何将众多的需求功能全部放入极小的空间内。以智能眼镜为例，在硬体设计部分就须要考量无线通讯、应用处理器（AP）、储存记忆体、摄影镜头、微投影显示器、感应器、麦克风等主要元件特性及整合方式，也须评估在元件整合于系统板后的相容性及整体的运作效能。而运用SiP微型化系统整合，能以多元件整合方式，简化系统设计并满足设备微型化特色，对于同时要求尺寸、重量及多功能的穿戴型设备而言，能发挥极大助益。