以市场需求为牵引 以重大专项为抓手着力推进集成电路封测产业链的创新能力

集成电路封测产业链技术创新战略联盟秘书长

中半协集成电路分会副理事长兼秘书长 于燮康

近两年来，国际金融危机深层次影响持续显现、国际国内经济环境复杂形势严峻。国际上，受欧债危机的影响，全球主要经济体表现疲软，全球半导体市场持续走低；国内经济面临着同样的压力，市场疲软导致需求不足、竞争加剧；业内人工成本大幅度上扬，传统优势不继，企业经营面临严峻挑战。尽管当前世界半导体市场不容乐观，然而我国半导体市场前景依然美好，集成电路市场大有可为。集成电路作为所有电子产品的核心，不仅是新一代信息技术着力发展的核心基础产业，同时在节能环保、高端装备制造、新能源汽车等领域有支撑作用。集成电路产业作为战略性产业和国家支柱产业，长期以来得到中央和地方政府的高度重视与一贯支持。国发[2011]4号文明确了支持集成电路产业的8大政策，财税[2011]100号、财税[2011]107号文进一步明确集成电路行业的优惠政策。国家科技重大专项的实施，加快了集成电路产业资源整合并向价值链高端发展，促进了市场开发与技术创新的结合，提高了材料设备的产业化经营水平。

尽管国内集成电路产业得到迅速发展，但仍难以满足巨大且快速增长的国内市场需求，国内所需的集成电路产品大量依靠进口，已连续2年超过原油成为国内最大宗的进口商品。“十二五”期间，国家将进一步加大集成电路产业和战略性新兴产业的政策扶持力度，进一步落实国发（2011)4号文的具体措施。按照稳中求进转型升级的中央经济工作会议精神，集成电路产业将置身于全球一体化、产业分工的机遇与挑战之中，积极发挥比较优势，以市场需求为牵引，以重大专项为抓手，着力推进集成电路产业材料设备的创新能力，把低碳绿色环保作为己任，走科学发展之道路。

1 我国半导体封测产业的现状和发展趋势

1.1 国内集成电路封测产业现状与特点

封测业据国内半壁江山。近几年来随着国内本土封装测试企业的快速成长和国外半导体公司向国内大举转移封装测试能力，以及IC设计和芯片制造行业的迅猛发展，国内集成电路价值链格局正在发生改变，三业比例逐步趋向合理，设计业和芯片制造业所占比重迅速上升，封测业比重逐步有所下降，但封测业仍占据国内集成电路产业的半壁江山。2010年封测业规模629.2亿元，同比增26.3%，占整个产业的43.7%。封测业规模比2000年128亿元增长了近5倍，10年间其复合增长率达到17.3%。

封测业地区集中度较高。国内封装测试企业主要集中于长三角地区、珠三角地区和京津环渤海湾地区，其中长三角地区封测业占到全国的75%左右。封测产业集中度较高省份为江苏，其中江苏占全国封测业的59.6%，其次为上海、广东及西部地区。但从国内封测业的发展情况来看，这种格局逐渐被打破，正在重新组合之中。

先进封装市场需求强劲。国内市场仍以DIP、SOP（SSOP、TSOP）、QFP（LQFP、TQFP）等中低端产品为主，但随着平板电视、信息家电和3G手机等消费及通信领域技术的迅猛发展，国内集成电路市场对高端电路产品的需求不断增加，IC设计公司和整机厂对 MCM（MCP）、BGA、CSP、3D、SiP、WLP、FC等中高端封装技术产品的需求明显增强。随着TD-SCDMA与CMMB（中国移动多媒体广播）两大自主标准与技术的融合与发展，适合此类芯片封装要求的先进封装产品市场需求呈现强劲增长。

国内封测创新能力增强。随着科技研发持续投入，国内集成电路封装测试企业技术创新能力显著提高，创新封测技术及产品不断涌现。无铅化电镀、绿色树脂等技术已在广泛使用，产品所占比例逐年上升。铜线、细金丝及矩阵式框架等技术的研究蓬勃开展，部分技术已用于封装产品的批量生产。长电科技和通富微电等骨干企业承担的“先进封装工艺研发”项目已经进入批量生产阶段，成功获得了国内外高端客户连续增长的订单，新增销售超过8亿元，极大提高了我国封装业的竞争力。由这两家龙头企业牵头的“成套封装设备与材料应用工程”取得重大进展，专项研发的23种封测设备和8种材料产品完成了考核验证，开始实现销售。

技术含量低进口依赖度高。国内集成电路封测产业链整体技术水平不高，尤其是设备、材料难以满足市场需求已是不争的事实。许多量广面大、市场基础好、国外垄断的产品，尽管技术含量不算太高，但依然依赖于进口，严重制约着我国集成电路封测产业的发展。

1.2 国内集成电路封测产业技术（市场）发展趋势

未来5～10年是我国集成电路产业发展极为关键的时期。据预测，未来5年集成电路产业结构将进一步得到优化，芯片设计业在行业中的比重将提高到28%，芯片制造业比重为35%，封测业比重为37%，形成较为均衡的产业结构。封测业将进入国际主流领域，实现系统封装 SiP、倒装芯片Flip-Chip、球栅阵列封装BGA、芯片级封装CSP、多芯片封装 MCP等新型封装形式的规模生产能力。在硅穿孔TSV封装、三维立体堆叠封装、RF系统封装等关键技术领域和传感器等新型产品、IGBT等关键产品取得技术突破并掌握核心技术，进一步推进封装工艺技术升级和产能扩充。同时，着力突破关键专用设备和材料的研发，形成成套工艺，推动国产样机在生产线上规模应用，推进集成电路封测产业链各环节的紧密协作，加快产业化。

3C电子市场作为我国封装测试市场的主要支撑力量，将在未来十年内推动高密度、高性能芯片、超小型化、多引脚的各类BGA、CSP、WLP、MCM和SiP先进封装产品和封测技术的快速发展；汽车电子、功率电子、智能电网、工业过程控制和新能源电子等市场及国家大飞机、航空航天项目，也需要更为可靠、更高性能、更为多样化的 BGA、PGA、CSP、QFN封测产品和封测技术；同时，新兴的物联网和医疗电子也需要集成度更高、灵活性更强、封装形式更丰富的封测技术和新型RF射频封装、MEMS与生物电子产品封装、系统集成封装（SiP）产品形式。其中重点是适用于数字音视频相关信源与信道芯片、图像处理芯片、移动通信终端芯片、高端通信处理芯片、智能卡、电子标签芯片、信息安全芯片、微控制器芯片、IGBT芯片、等量大面广和关键集成电路/微电子器件的封装技术和产品。

在芯片封装领域，随着用户对电子系统或电子整机的要求日益高涨，电子系统或电子整机正在朝多功能、高性能、小型化、轻型化、便携化、高速度、低功耗和高可靠方向发展。集成电路高密度系统级封装(SiP/SoP)目前已成为突破摩尔Moore定律的一项重要技术，能够以较经济成本和方式大幅提高系统集成度和性能，与SoC技术互补，实现产品和技术跨越式发展，是集成电路产业的技术发展热点之一。另外随着能源、资源不断消耗，世界的生态环境、能源资源储备问题日趋严峻，已经逐渐影响到人类社会的可持续发展。为消除有害物质的排放和产生，降低世界能源消耗速度，发展绿色环保电子封装测试技术势在必行。其中环保电子封装测试技术、节能降耗的封装技术和低功耗设计将是未来集成电路封装测试发展的重要关注内容。

TSV已成为半导体产业发展最快速的技术之一，有望支持摩尔定律的进一步延续，并促进多芯片集成和封装技术的发展。3D-TSV集成技术是微电子核心技术之一，是目前最先进，最复杂的封装技术；可以获得更好的电性能，低功耗，噪声，更小的封装尺寸，低成本，和多功能化。国内研究机构在TSV单项技术上取得了一定研究结果。但是系统集成技术落后，尚未形成产业规模。3D-TSV技术的发展，除了推动封装技术的发展，还将强烈推动相关设备、材料产业发展，在冲击现有封装、半导体设备与材料产业的同时，孕育了新的TSV技术产业链。目前，构建中国特色的3D-TSV产业链，是中国封装技术水平赶超世界先进的最好切入点，是占据高技术封装产业领域的必由之路，关系到我国集成电路产业的国际竞争力，关系到半导体技术的进一步提升。

2 积极把握大力培育发展战略性新兴产业，稳中求进、转型升级的政策取向

2.1 从国家安全的战略高度出发，大力培育发展战略性新兴产业

信息产业相关“十二五”规划陆续出台，国家大力支持新一代信息技术产业发展。围绕工业转型升级、信息产业和信息化3个“十二五”国家重点规划，电子信息制造业、软件和信息技术服务业、通信业、无线电管理等行业规划，物联网、太阳能光伏产业、集成电路产业、宽带网络基础设施、三网融合等专题规划以及电子基础材料和关键元器件、数字电视和数字家庭产业等子规划相继编制完成并陆续发布，信息产业进入新的发展时期。《“十二五”规划纲要》明确提出，大力发展新一代信息技术等战略性新兴产业，积极扶持取得重大技术突破的行业和企业。国务院专门召开常务会议，研究部署加快发展软件和集成电路产业、下一代互联网产业，抢占国际竞争制高点。

2.2 依靠科技创新驱动，推动转变经济发展方式

在参观“十一五”国家重大科技成就展时胡锦涛总书记指出，完成“十二五”时期经济社会发展的目标任务，在激烈的国际竞争中赢得发展的主动权，最根本的是靠科学技术的国际竞争中赢得发展的主动权，最根本的是靠科学技术，最关键的是大力提高自主创新能力。要着力突破制约我国产业升级的核心技术、关键技术、共性技术，下大气力解决影响我国未来发展的重大科学技术问题。《十大产业调整和振兴规划》的目标任务之一，就是调结构、谋转型，促进国内产业升级。由此，产业同仁要积极致力于提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力，以提升产业整体技术水平为努力方向，围绕金融IC卡、数字电视、移动互联网等重点整机和重大信息化应用，开发量大面广的芯片产品，推动国内新型电力电子器件企业向轨道交通领域延伸，与国内集成电路芯片制造企业互动发展。

2.3 国家的中长期发展规划，十分强调重大专项的产业化

重大专项是为了实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程。特别是国务院《关于发挥科技支撑作用促进经济平稳较快发展的意见》下发后，各专项根据应对国际金融危机的要求，结合十大产业振兴调整和规划实施的需要，调整并加快实施了一批产业需求迫切、研究基础好、有望快速实现产业化的创新项目。“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”在实施与管理中，始终注重创新项目的成果管理和强化对创新成果的市场化推广力度，以确保创新成果产业化目标的实现。

2.4 扩大内需替代进口，增强产业核心竞争力

重大专项承载着促进企业自主创新，增强产业核心竞争力的战略使命，着力突破重点领域核心关键技术，夯实产业发展基础，深化信息技术应用，统筹内外需市场，优化产业布局，着力提升产业核心竞争力，持续引导产业向价值链高端延伸。“十二五”重大专项从成套工艺与产品工艺，封装测试装备、工艺及材料等五大类37个项目进入《2011年项目指南》，说明我国集成电路产业将初步形成综合配套能力和自主创新能力，从而逐步改变以往因缺少自主知识产权和产业链支撑而处处受制于人的被动局面。同时，将极大地带动我国自动化高端装备综合制造水平的提升。为此，统筹用好科技重大专项、电子发展基金等资金和手段，将是我国集成电路产业着力加强产业链建设，提高主辅配套和专业化发展能力；着力优化服务，加强政策、资金、人才向重点领域和重点企业集聚，成为加快企业改造提升步伐的有效途径。

2.5 推进技术标准化、知识产权等工作，促进两化深度融合。

按照“十二五”规划，国家将加快重点领域标准研制的战略性运作，尽快改变国内产品和重要技术方面的各类标准与国际标准的差距。据了解，“重要技术标准研究”作为国家技术标准国际化战略的核心课题，将根据“整体设计、重点突破、分类事实、滚动支持”的原则加快研究和实验。为此，应及时而积极地推进标准化技术组织的建立，并积极参与国际标准化活动。

3 国家重大专项在整个产业链的作用，并对战略性新兴产业及相关产业辐射

2008年，恰是国际金融危机爆发时期，专项的及时实施使得企业在此期间抓紧勤练内功，突破了一些关键的工艺技术，实现了产品及技术的升级，获得了自主知识产权，对企业抵御金融风险、提升市场竞争力起到了关键作用。同时也为企业提供了更高更广的发展平台和空间，提高了企业技术创新能力和科研成果转化能力，提升了自身装备水平和产业化能力。

3.1 市场竞争力增强，经济规模进一步扩大，自主知识产权成果明显

在国家重大专项当中，集成电路封测产业链技术创新战略联盟以企业为主体、市场为导向、产学研相结合，以国家02科技重大专项“关键封测设备及材料应用工程项目”、“封测工艺先导性及产业化项目”、“先进封装装备及材料项目”等共计9个项目约80余个课题为技术驱动平台和纽带，依托封测产业链龙头企业长电科技、通富微电为主体，以规模化量产为技术创新立项的指导，并以此为需求组织研发工作。由于研发立项符合市场需求，以创新成果产业化为最终目标，联盟的创新活动对产业市场竞争力增强，特别是经济规模的快速成长起到了关键性的作用。

首先是“十一五”关键封测设备及材料应用工程一启动，与此相关的国外进口材料立刻有了反应，纷纷降价。其次下设41个课题由26家单位承担的应用工程，通过实施过程的强化，α机、β机分阶段管理、层层把关，研发单位与应用单位之间的技术交流与沟通合作；严格任务时间节点考核，对课题的评估审核与跟踪监督，项目各研发课题总计形成销售金额2.63亿元，其中设备销售金额15017万元，材料销售金额11361万元；形成出口2847万元。

尽管受全球主要经济体疲软、美国经济停滞不前，欧债危机升级的严重影响，以及世界经济进入高通胀、低增长阶段和国内经济面临着同样压力的情况，2011年集成电路产业面临全面滑坡，预计出现负增长。但国家专项实施的拉动，使得重大专项销售收入有了23.67%的增长，从而使集成电路产业2011年销售收入能够基本持平于去年，并好于相关行业。

自主知识产权成果显著，就“十一五”关键封测设备及材料应用工程一个项目就申请专利257项（计划114项），其中，发明专利83项（计划71项），已授权专利46项。攻克了70多项重大关键技术，部分技术填补国内在此领域的空白。

3.2 整合了封测产业链，带动了整个行业的健康发展

通过“关键封测设备、材料应用工程项目”项目的实施，首次实现了国内封测行业内两家龙头企业间的强强联合，建立了可针对以QFN/LQFP等先进封装外形为主所需的国产关键封测设备、材料实施验证的验证平台；同时联合上下游封装材料等20多家企业对关键封测设备及材料进行开发，实现用户单位与研发单位的有效联合，加强了研发单位设备及材料研发的工艺针对性，优势互补，联合攻关，协同发展，来提升国内封测行业的整体竞争力，加快了国产封测设备及材料的国产化进程，促进整个封测产业链的健康发展。

如长电先进实现了圆片级封装相关技术的整体升级，实现了多种产品结构和工艺，使产品种类多元化，企业抵御市场风险的能力增强。同时，企业的部分技术甚至开始延伸至高端产品应用领域。项目实施，企业有机会和国内相关的支撑、配套行业进行全方位的合作，从IC设计到封装用设备、材料的开发等，一定程度上对整个封测产业链进行了整合，带动了整个行业的发展。

3.3 对分立器件、LED、光伏、装备、材料等相关产业产生的辐射和带动作用

项目实施建成的MPP平台为国内的IC设计公司提供了方便、快捷的服务，并基于国外客户的设计和封装经验，为国内的设计公司提供有价值的设计信息。开发适用于高端集成电路产品的制造特色工艺技术，降低其生产制造成本，无疑带动了我国集成电路设计业的发展以及高端电子产品终端应用的发展，如汽车电子产品、物联网传感器、LED驱动芯片等。

项目实施带动了国内关键封装设备的发展，并提供了验证平台，带动了半导体器件的发展朝着模块化、集成化的方向发展，以适应各种电子设备小型化、轻量化、薄型化及多功能化的需要。同时对分立器件，LED，光伏等产业的技术提升，产业化销售产生显著幅射和带动作用。

3.4 企业研发能力增强，加快了国产化进程，降低了进口依赖度。

封测联盟在实施国家重大专项中优先切入量广面大完全依赖进口或者是国外垄断的技术创新项目课题加以立项，扭转了国内封测业依赖国外设备厂商和材料厂商的不利局面，推动了我国集成电路设备及材料的国产化，降低了封测企业设备、材料的购置费用，封测产业的发展形成了从工艺到设备、材料及测试上下游产业的配套。在封装材料方面，验证并通过了国产溅射靶材在晶圆级封装中的应用，同时，也完成了光刻胶去胶液、晶圆清洗液等关键封装材料的国产化。

3.5 推进了产学研合作机制的完善，促进了企业管理和人才队伍建设

通过产学研合作方式的不断探索，逐渐形成了以企业为导向的有效的产学研合作模式，做到了企业与科研院所之间的优势互补，为促进各种创新要素向企业集聚，提高企业的技术创新能力和市场竞争力发挥了作用。封测联盟通过联合成员单位，最大程度地发挥产学研合作的优势，成员单位共同承担国家科技专项包括国家02专项、重点科技支撑项目等重大科研课题，以“十一五”立项的封装形式配套装备及材料为突破口，在设备、材料、测试仪器、引线框架等多个项目上开展攻关，强化了产业链上下游、供需双方紧密合作。

借力专项的支持，吸引了一大批活跃在国内科研和生产一线的优秀人才，凝聚了我国一流的科研机构、高等院校和创新型企业的核心团队。很大程度上提升了企业技术人员的技术素养。实施过程中，一方面培养和提升企业的技术人才，另一方面为企业的发展储备高端技术人才。在诸多学科领域如精密机械、自动控制、精密光学、计算机应用、气动技术、系统工程学，培养了一大批技术人才，这些人才是企业赖以生存和发展的基石。