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晶圆级贴片机全球排前三,拟投3亿建国内生产研发基地,这家企业要做“中国芯”的推手

曹文密 06月18日 创业案例
随着5G、AI等技术的发展,市场对高集成度、高性能芯片的需求不断上升,但是摩尔定律逐渐失效,先进制程研发投入越来越高,联电、格芯等企业放弃研发,仅剩台积电和三星在先进制程上艰难前行。与此同时,先进封装工艺在低功耗、高集成度、高系统性能方面表现优秀,越来越受市场青睐,先进封装设备企业因此迎来了新的发展机遇。

IBM封面.jpg手机一天充3次电?电脑带不动新下载的游戏?挖矿机的独立显卡又烧了?

提升芯片的性能,这些问题都可解决。

一颗芯片的诞生,需要前道工序负责制备晶体管及其电路,后道工序对芯片做封装和测试。

如何才能提升芯片的性能?

一种方式是提升芯片制造中的前道工艺,目前,IBM已推出全球首款2nm制程芯片,这种高密度的晶体管技术,能把如今手机的续航提高到四天,对大型的数据中心、个人电脑,以及自动驾驶汽车,也有很大的性能提升潜力。

另一种则是优化芯片制造中的后道工艺——封装,包括贴晶片、焊线、塑封、切筋、测试等工序。先进封装能满足芯片高集成度的需求,也就让芯片的 I/O 接口更多,密度更大,性能更好。最重要的是,这是一种商业化落地更容易,性价比更高的选择。

当前,不论是台积电、三星、英特尔,还是日月光、安靠、长电科技、通富微电、华天科技在内的OSAT厂商(封装测试企业)都已布局先进封装技术。

资料显示,2019年全球先进封装芯片的全球出货量约750亿颗,伴随着半导体行业的爆发式增长,预计到2025年,全球先进封装芯片产量将达到1600亿颗,综合年化增速14%。

先进封装设备赛道虽然明朗,但技术壁垒很高,市场长期被荷兰Besi、新加坡的 ASM Pacific、美国 K&S、日本 Shinkawa 等国际知名厂商占据,而国内封装设备厂商主要以传统低端设备为主,先进封装设备国产率相对较低。

看到市场痛点的俞峰、王宏刚、王宏波三人组建了研发团队,后于2014年创立了华封科技,专注于做先进封装设备。

在华封科技联合创始人王宏波看来, “传统的贴片机的精度至少是在 20~25 微米之间,根本无法满足先进封装的需求,因此华封一开始就从先进封装贴片机切入市场。先进封装贴片机最核心的指标就是精度和速度,精度范围一般在 3~5 微米之间,华封的优势在于设备能做到和欧系、日系设备同一精度的水平上,速度是他们的 1~2 倍,为客户解决最为棘手的问题。”

目前,成立 7 年的华封科技已经跻身全球晶圆级贴片设备前三,与台积电、日月光、矽品、通富微电等顶级半导体封装制造企业实现了合作。

据悉,华封科技正筹备B轮融资,拟投入超3亿元用于大陆生产基地建设,市场及客户拓展,新产品线研发与团队建设。

首款产品获巨头认可、打通台湾市场,现已跻身全球前三

2000年左右,封装技术就从西方向东方转移,但封装设备市场一直被日系和欧系厂商主导,彼时,新加坡聚集了美光、格罗方德、星科金朋等众多领先的半导体企业,但却并无几家本土封装设备厂商。

封装技术是从Flip Chip(覆晶封装)开始,才进入到先进封装领域,Flip Chip设备正式量产的时间在2004年、2005年左右,但业内专业做Flip Chip设备的厂商并不多。

2007 年,为业内顶尖厂商工作的华封团队看到封装技术的大趋势,开始做 Flip Chip 封装设备研发,接着顺利进行了客户测试验证工作。此后于2011 年推出了苹果 A9 芯片封装环节所用到的 POP(层叠封装)贴片机。

积累了行业经验后,2014年,俞峰、王宏刚、王宏波三人在香港成立了华封科技,并在新加坡设立研发及生产制造中心。

华封能很快切入市场,除了自身实力过关,也带有一些运气成分。王宏波表示,“在台湾半导体设备材料展览会上,一家巨头注意到了华封设备与众不同的统一平台模块化设计,并提出了优化意见,华封团队收到反馈后优化迭代了设备,快速推出了晶圆级先进封装设备AvantGo 2060W,获得了日月光的青睐。由此,华封打开了整个台湾市场。”

IBM1.jpg(图为华封AvantGo2060W)

王宏波还提到,“封装厂的先进封装产线对贴片机的精度、速度、稳定性的要求都非常高,而且精度和速度往往是难以兼得。能快速获得巨头认可,源于华封能够做到三者兼备。”

在半导体制造行业,一代产品,往往是固定的设备、工艺,一旦产品更新换代,产线也必须随之调整,而半导体制造设备价格高昂,更换成本非常高。

为了帮助封装厂降低成本,同时提升自身产品的产线适应度,华封科技的产品都采用统一标准平台以及模块化设计。单体设备只需要更换不同功能、不同工艺的模组就能满足产线变化的需要。

举例来说,一台设备有4个不同的接口,就可以去贴不同尺寸的die(裸晶),而传统的只有1个接口的设备,需要4台设备串联起来才能实现。“不仅是降低成本,这样的设计还能增加下游制造企业产线变更的灵活度。”王宏波说。 

IBM2.jpg(图为华封 AvantGo 2060 SD)

华封的平台模块化设计可以用一台机器满足客户的不同需求,同时模块可以根据客户的制造工艺进行优化。

而部分设备厂商由于追求规模效益,选择生产相对标准化的产品,真正有能力解决客户技术难题并因客户需求生产定制化产品的厂商很少,这让华封找到了自身的差异化定位。

2017年,华封科技开始商业化落地,截至目前,在售设备完成了台积电、日月光、矽品、通富微电等国际及国内超一线半导体封测厂及晶圆厂的全线测试(PoC)及销售。

2018年,华封实现了盈亏平衡,进入高速发展阶段。华封科技的晶圆级封装产品打败 Besi、ASM 等国际排名领先的装备提供商,成为全球排名第一的封测公司 (日月光) 的 5G 芯片生产工艺关键设备的核心供应商;AvantGo 系列产品已经广泛用于日月光为美国高通、博通、德州仪器、华为海思等公司代工的 5G 芯片生产线、以及为美国英伟达公司的人工智能芯片生产线。

目前,华封在全球晶圆级贴片设备中位列前三,在高端半导体封装设备积累了国际领先的核心技术,特别在 Flip Chip 倒装芯片、Fan-Out 扇出型晶圆级芯片封装、2.5D/3D 封装、SIP 整合封装、Stack-Die Memory 层叠封装等先进封装设备上拥有成熟的产品线。

设备性能赶超Besi等老牌厂商,拟投超3亿建设国内研发中心

数据显示,2019 年全球先进封装设备市场体量在 3.8 亿美元,预计每年增速在 10%,2025 年将达到 6.73 亿美元。其中大中华地区受产业政策的刺激和贸易战进口替代的因素影响,在全球占比约 70%,即市场将达到 4.37 亿美元。

在王宏波看来,与传统封装相比,先进封装能满足芯片高集成度的需求,也就意味着芯片的 I/O 接口更多,密度更大,对机台的稳定性和精度要求也更高。先进封装贴片机的精度范围在 3~5 微米之间,而传统的贴片机至少是在 20~25 微米之间,根本无法满足先进封装的要求。

良率和速度对 OSAT 厂商至关重要,对应到先进封装贴片机就是精度和速度,但精度和速度往往是矛盾的,提高速度有时会影响精确度。王宏波指出,华封设备的优势在于可以做到在和欧系、日系设备同一精度的基础上,速度快上1~2倍,并能实现7x24小时持续稳定工作,为客户解决痛点。

IBM3.jpg在客户服务上,华封选择为客户提供驻场服务,积极配合客户进行最先进的工艺进行探索。

“先进封装设备更换的成本十分高昂,往往卖出一台设备的时候,只是合作的开始。”在王宏波看来,华封服务的客户如日月光等都是行业头部企业,代表着行业技术的未来,有很强的标杆作用。当一款设备被头部企业认可使用,后来者都会纷纷效仿。与此同时,华封为巨头服务,也会反哺自己的技术迭代。

团队上,华封的创始团队曾在新加坡知名半导体企业任职,多位研发人员拥有超30年以上半导体行业经验。此外,团队还有来自互联网行业、传统IT行业的人员,多元化的团队让华封兼具深厚行业经验与更先进的产品理念。

“华封的名字中,封指封装行业,而取华字,是因我们创始团队都是华人。”王宏波提到,2020 年下半年,华封开始拓展国内市场,把国际最先进的技术引进国内,期望能增加中国半导体行业设备供应链安全系数。

王宏波还透露,目前华封的国内订单增长迅速,预计2021年的营收会比去年翻一倍。下一步拟完成超3亿元B轮融资,融资后资金将会用于几大方面:

第一, 扩产能。会在国内设立生产基地,一方面可以扩大设备产能,另一方面也可以充分利用中国供应链的优势降低设备成本。

第二, 加大研发投入。在垂直方向,会继续发挥技术优势,一方面研发更高端的亚微米精度的Hybrid Bond设备,另一方面,在国内成立研发团队,研发面向大陆市场的中高端封装设备。水平方向,会考虑通过自主研发或并购的方式来丰富和完善自身产品线。

第三, 加大市场拓展投入。对于国内市场,会针对国内客户建立专业的本地化销售团队以及本地化售后服务团队,今年国内团队会扩展至100人左右,国际市场方面,会开始开拓韩国和美国市场。

最后,未来3年,当公司的规模足够大,业务足够成熟时,会考虑筹备上市。

本文是小饭桌原创文章,作者:曹文密,如需转载请注明出处。
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