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)品領域。2017年3月15日，應用材料公司最新推出的Applied Nokota^TM電化學沉積（Electrochemical Deposition， ECD）系統(tǒng)就是將模塊化引入半導體封裝領域的一大創(chuàng)舉。

應用材料公司Applied Nokota^TM電化學沉積（ECD）系統(tǒng)

“Applied Nokota^TM電化學沉積系統(tǒng)依托應用材料公司先進的技術和工藝，旨在為客戶提供極致的晶圓保護與市場領先的生產(chǎn)力?！? 應用材料公司中國區(qū)半導體事業(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)品能否為中國半導體封裝市場帶來新的變化呢？應用材料公司又是如何定位這一全新產(chǎn)品的呢？

應用材料公司中國區(qū)半導體事業(yè)部資深銷售總監(jiān)戚珩

半導體設備領域的龍頭

應用材料公司是全球最大的半導體與顯示行業(yè)制造設備供應商，始建于1967年，公司總部位于美國加利福尼亞州圣克拉拉。應用材料公司是材料工程解決方案的領導者，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用材料公司的身影。

據(jù)了解，應用材料公司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10億美元的半導體設備供應商。不僅如此，應用材料公司的營業(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年全球半導體設備出貨金額為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備、后段封裝測試設備以及其他前段設備。其他前段設備包括光罩╱倍縮光罩制造、晶圓制造以及晶圓廠設施。需要說明的是，半導體設備是一個高度壟斷的行業(yè)，其中前五大供應商占市場份額的76．8％，前十大供應商占據(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，隨著多種新興應用的出現(xiàn)和興起，芯片對于封裝的需求也不盡相同，應用材料公司正是看到了市場的需求，看到了不同應用對于關鍵要求的不同，所以開始探索更好的解決方案，在應用材料公司看來，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)設備和傳感設備對于先進封裝方案的要求最低，多芯片的復雜程度也最低，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。

其次是移動應用，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。在這一類應用多采用覆晶技術、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)市場等新興應用，這類市場的多芯片復雜程度最高，在推出產(chǎn)品時需要依次考慮應用對于速度、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。

芯片的封裝技術已經(jīng)歷了好幾代的變遷，從DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM，技術指標一代比一代先進，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，帶來出色的電化學沉積性能和生產(chǎn)力。較高的電化學沉積性能，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?；谀K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?！?/p>

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體生產(chǎn)設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)設備，較高的學習曲線會增加客戶使用新設備的學習成本，因此如何更好的推動模塊化產(chǎn)品的推廣，降低客戶的學習成本大概是這類設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。