应建立前后工序相结合的SiP开发及量产体制——向日本半导体厂商进言
可制作高功能小型器件的SiP(系统级封装,System in Package)日益受到关注,半导体厂商、电子部件及底板厂商以及受托制造厂商等纷纷提出新模块及安装技术的方案。但是,也有人指出,要通过最大限度地发挥SiP的优势,来推动整个业界发展,还需要解决一些问题。
记者就SiP的现状、所存在问题以及今后的前景,采访了曾在NEC负责封装开发及后工序生产线的运营,目前作为特定诉讼代理人(除了普通的知识产权相关业务之外,还代理侵权诉讼)和顾问向技术人员及企业提供支持的eEichi Create董事社长萩本英二。
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萩本英二
问:SiP具体是什么?有什么优点?
萩本:SiP(嵌入式封装)是指将LSI、MEMS芯片以及薄膜线圈等元件集成于一个封装中。
小型化是其优点之一,还可通过统合各种功能器件,制造多种装置。比如,目前已出现形成了线圈的RFID用芯片及带信号处理功能的指纹认证装置等。还有很多SiP尚且处于开发阶段或试制阶段。如果将半导体、MEMS、介电体、电阻,磁性体等组合在一起,应该可以制造出具有新用途且具有高附加值的产品。
问:如何制造SiP?
萩本:通常在制造LSI时,前工序完成后,还需要进行背面研磨(Back Grinding,对晶圆研磨并削薄)、切割(Dicing,把晶圆切为单片/芯片)、安装(Mount,将芯片安装在衬垫上)、粘合、模制、加工处理以及测试等后工序。
制造SiP时,在前工序和后工序之间要有新的中间工序。在前工序完成之后,背面研磨之前,需要插入在芯片的布线上部施以加工处理的再布线等工序。这种方法已经在CSP(chip size package)上达到实用水平,利用聚酰亚胺等形成层间绝缘膜并形成铜布线,然后在其顶端配备焊锡球。这样,就可轻松得到倒装芯片。
问:需要投入多少资金?
萩本:中间工序需要用到再布线装置,不过,多数情况利用晶圆口径为200mm的生产线的剩余设备即可。即使购买新的设备,也只需要数亿日元。与前工序等相比,投资额并不大。如果购买二手设备的话,只需要几千万日元左右。所以海外的风险企业也可参与。客户方也容易采用实机测试这样的接收体制,因此并不需要大量投资。
问:整个业界的体制是否已经形成?
萩本:和原来能向半导体厂商明确传达要求规格的设备厂商相比,需要高功能器件SiP的用户应该有很多不同之处。比如,SiP厂商必须对不太了解电子技术的医疗设备厂商及产业设备厂商等建立客户支持体制。此前有些厂商也曾声称能提供解决方案,但今后还需要更下工夫为客户提供支持。
前工序必须处理比现在更多的小批量多品种LSI。如果能通过LSI和SiP的设计协调好前工序、中间工序及后工序,就能生产出性能方面和测试方面均具有较高竞争力的产品。另外,因为要进行晶圆的研磨等,所以必须注意晶圆的厚度及翘曲等。这一点前工序和包括中间工序的后工序须协调。因此,前工序和后工序的协调将成为成功与否的一个关键点。
问:前工序和后工序的协调是否顺利?公司内两个工序都具备的半导体厂商最容易协调,不过半导体厂商的前工序和后工序部门之间很难协调,而且多数会重视前工序部门。实际上,某大型半导体厂商就没有投资购买自己的SiP制造设备,而是委托外部的受托制造厂商生产。其实该大型半导体厂商也拥有能够开发/制造SiP的技术人员。
萩本:SiP日益受到关注,所以半导体厂商也在不断改变。但有些半导体厂商还没有完善相关体制。
首先,前工序、中间工序及后工序方面,要建立什么样的体制,需要进行宏观设计(Grand Design)。必须认真考虑有哪些用户,如何在大多为量身定做且小批量多品种的SiP业务方面提高利润。采用与此前的MCM(multi-chip module)和混合IC等相同的业务体制已经行不通了,但体制略作调整,应可促进业务发展。
要实现低成本及小批量多品种,重要的是建立易于为客户提供支持的业务基础和技术基础(平台)。如果能够把握应用及技术动向,就能建立起这种低成本平台。企业若能推出低成本、多品种的产品就会取胜,在半导体制造装置等行业已是常识,SiP也是如此。(记者:安保 秀雄)