
欧洲并不缺乏半导体科研能力,真正棘手的难题往往出现在原型样品研发成功之后。有些企业的专用产品需要采用先进封装工艺,但需求量只有几十片、几百片或者几千片。这个规模,科研机构很难长期持续承接;而对于传统大规模外包半导体封装测试(OSAT)厂商而言,这个订单量又太小,不足以引起它们的兴趣。
弗劳恩霍夫可靠性与微集成研究所(IZM)副所长Rolf Aschenbrenner经常碰到这类供需缺口。他接受采访时表示:“很多企业找到我们,就是因为它们的订单体量太小,拿不到先进封装产能。我们既可以协助制作原型,部分场景下也可以承接小批量生产。”
但这不代表弗劳恩霍夫研究所打算转型成为OSAT服务商。Aschenbrenner表示,该机构的定位是根据客户需求适配封装工艺,验证工艺可行性,最终将技术移交产业界。他称:“我们的目标就是完成工艺技术的对外转移。”
Aschenbrenner以扇出型晶圆级封装举例。一家射频产品开发企业,每年大约仅需要100片晶圆。对于大型封装服务商,这样的订单量几乎可以忽略不计。“如果你去找大型OSAT厂商,说每年只要100片晶圆,对它们来说这根本算不上业务,不会接这个单子。”
弗劳恩霍夫研究所还接触过体量更小的生产需求。Aschenbrenner介绍,有一家做医疗微型相机的客户,每年仅需要约20片晶圆。单颗晶圆就可以产出数万颗相机模组,20片就足以覆盖这家客户的全部市场需求。“一年就20片晶圆,没有更多需求,但市面上没有其他机构可以承接20片这个量级的加工。”
他还举了一家医疗科技企业的案例,该企业需要为一款新型CT扫描仪加工探测器阵列。该应用要求传感器紧密排布;传统引线键合会产生间隙,影响成像性能,因此该设计采用硅通孔(TSV),把信号通路引至芯片背面。Aschenbrenner称,这家客户希望在欧洲完成加工。但同样,订单规模太小,吸引不到传统封装工厂。“欧洲没有哪家企业,能够在这个产量下提供对应的工艺技术,所以就由我们来做。”
这一矛盾对欧洲格外突出,欧洲产业优势集中在细分专业市场,而非大众消费电子。Aschenbrenner谈道:“欧洲有大量中小型企业,在细分领域做到全球领先。它们同样需要先进封装,但往往找不到可以提供服务的合作方。”
高昂的设备投入,让这些企业很难自行解决封装难题。先进封装早已不是采购几台价格相对低廉的引线键合机就能搞定,晶圆级封装产线需要巨额投入。
于是,在试制产线与大规模量产之间,就出现了一块产业空白地带。
Swissbit给出了填补这一中间市场的实践案例。这家欧洲企业开发存储与安全类产品,越来越多地借助先进封装打造系统级产品,把存储、控制器、安全模块、计算单元,未来还可能加入AI功能集成在一起。
Swissbit德国区执行董事Lars Lust表示,公司的核心能力并不是半导体制造,“我们做半导体集成,先进封装是我们产品的必备能力。”
Lars Lust认为,小批量生产未必就一定不具备经济效益。关键不要为每一款产品单独搭建一套专属工艺流程。“如果拥有标准化设备链与通用平台,小批量产品就可以和大批量产品共用一套生产体系,不需要每次都重新搭建产线。”
Swissbit自身的生产模式就印证了这套思路。公司产品目录有约3500款产品,正常每月有150款产品处于生产状态。部分产品产量只有几百件,另一些可达数千乃至数万件,但全部可以共享设备、工艺步骤与工装夹具。
“我们依托平台实现产能伸缩。”Lust说,“只要搭建适配小批量产品的成熟平台,小批量产品就可以和大批量产品共用同一条产线。” 这改变了 “缺失的中间市场” 的经济逻辑。真正的难点,往往不是产量小本身,而是小批量叠加无法复用的定制化工艺。
这套模式对欧洲具备重要参考意义。欧洲不必复刻亚洲已经建成的、面向高度标准化大批量产品的庞大封装生态;欧洲厂商可以把大量细分定制化产品归集到通用先进封装平台之上。
Lust还认为,欧洲科研机构向产业界做技术转化的模式仍有优化空间。他提出,产业界应当在技术成熟度等级TRL5‑6阶段就介入,也就是早期验证样品已经证明工艺可行之后,而不是等到科研人员把工艺打磨到接近量产阶段才接手。
“科研机构不要把技术打磨到TRL7、TRL8阶段才移交出去。” 他说,“产业方要在第一代验证样品出来之后就参与进来,定义应用场景、性能指标与可量产性。” 这样的技术转移,更偏向科研与制造并行协同,而不是一场接力赛跑。
Aschenbrenner也用相似逻辑描述弗劳恩霍夫研究所当前的定位。研究所选用的封装设备尽量和工业界设备保持接近,既方便完成工艺转移,也可以在产业产线落地前承接初期小批量制造。
但他明确表示,弗劳恩霍夫不应该长期充当生产厂商。“我们可以填补缺口,但生产制造终究要走向工业化。我们非常希望输出技术与工艺,由产业界来承接量产。”
Rolf Aschenbrenner与Lars Lust都认为,欧洲建设封装产能应当有所取舍。Aschenbrenner将目光投向汽车与工业市场,欧洲在这些领域拥有实力雄厚的客户,也有大量定制化需求。“我们要立足欧洲本土真实的应用场景。我们真的需要复刻面向极致高性能计算的那套方案吗?我认为没必要。应当聚焦本土实实在在的需求。”
Lust观点相近:“照搬别人的路线行不通。传统封装的成熟产能已经布局在其他地区。欧洲应当强化自身已经具备的优势,把这些优势延伸到先进封装领域。”
这意味着要深耕复杂集成、工业定制产品、柔性制造,打造可以支撑多元应用的封装平台,而不是只服务某一个超大产品家族。
Lust表示,工业市场已经证明这套模式具备可行性:“欧洲在工业领域实力很强,我们擅长处理复杂需求与多样化定制。核心是搭建属于自己的平台与生态,把技术复用在不同应用当中。”
目前欠缺的,是把这套能力转化成可持续的产业基础设施。弗劳恩霍夫研究所可以帮技术渡过原型到量产之间的高危过渡期。但欧洲如果想要拥有韧性更强的先进封装供应链,落脚点不能停留在试验线,最终必须落地到工业产业。
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