上海微電子推出中國首台2.5D/3D先進封裝光刻機

2 月 7 日，上海微電子裝備有限公司（SMEE，Shanghai Micro Electronics Equipment Group）推出中國第一台 2.5D/3D 先進封裝光刻機，并且正式傳遞客戶。

圖 | 上海微電子将中國首台 2.5D/3D 先進封裝光刻機傳遞給客戶（來源：上海微電子）

根據上海微電子公司的介紹，本次釋出運作的産品是更新一代的先進封裝光刻機，将可以滿足高端資料中心或者是高端人工智能晶片等領域的高性能的計算需求，這些領域都有着對 2.5D/3D 超大尺寸晶片的要求。

此次推出國内首台 2.5D/3D 先進封裝光刻機，對于國産晶片行業也有着很大的意義。目前，國産晶片的卡脖子技術之一，就是光刻機。

光刻機主要可以分為三類：前道、後道和面闆光刻機。其中，目前市場規模最大的前道光刻機主要被用于制造晶圓，而後道光刻機則主要用于晶片的封裝。這次釋出的 2.5D/3D 先進封裝光刻機就屬于後道光刻機，主要用于封裝。

在後摩爾定律的時代，提高晶片性能的路線不再僅僅局限于追求更小的線寬，許多晶圓制造商也在尋求通過采用更加先進的封裝系統來提高晶片的性能。這也是為什麼先進的封裝技術不僅對于封裝廠商來說是重中之重，對于台積電和英特爾等晶圓廠商來說也意義重大。

晶片制造的探索之路

中國的半導體研發最早可以追溯到 1990 年代，當時主要專注的領域是 IC（內建電路）——也就是晶片——的設計領域。而經過了 30 年的征程之後，中國已成長為 IC 設計領域的主要參與者：2020 年中國的內建電路設計已經占全球的近 13%。

相似的趨勢也發生在 IC 設計以外的其他領域，尤其是 IC 的制造方面。此外，随着美國提出了更加嚴格的半導體出口政策以及長期持續的貿易與技術對峙，中國加速了國内半導體制造産業的發展，不斷努力将半導體供應鍊中最重要的元素本土化。尤其是晶片高端加工工具的設計和制造，步伐更是加倍。

一般來說，在得到原料——也就是原始的矽片之後，從矽片到加工成密布內建電路的晶圓，晶片的整個制造環節主要可以分為以下九大環節：清洗、擴散、薄膜沉積、光刻、刻蝕、離子注入、CMP（Chip multiprocessors，晶片多處理器） 抛光、金屬化、測試，過程中需要用到清洗機、擴散機、薄膜沉積裝置、光刻機、塗膠顯影機、刻蝕機、離子注入機、CMP、檢測裝置這九大關鍵裝置。

而在晶片也就是 IC 的制造技術中，光刻機是整個制造鍊最基礎的部分。這一領域也是中國半導體行業相對薄弱的環節，上海微電子裝備有限公司（SMEE）也是在這一背景下誕生的。

在 2002 年，光刻機技術研究項目首次被列入國家高技術研究計劃（863 計劃）。同年，上海電氣集團成立了上海微電子公司。該公司在晶片制造領域的研究持續被列入在“02 專項”中。“02 專項”的全稱為《極大規模內建電路制造裝備及成套工藝》項目，它由于在中國的“十二五”計劃中 16 個國家重大專項中被排在了第二位而在業界被稱為“02 專項”。在“02 專項”中，對于國産光刻機供應鍊的發展是關鍵任務之一。

自從成立以來，上海微電子公司已經開發出了 IC 前道制造、IC 後道先進封裝、LED/MEMS/Power Devices 制造和TFT曝光等四大光刻機。在此之前，上海微電子最先進的光刻機系列是其用于 IC 前道制造的“600 系列”，該系列的光刻機可以滿足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 的關鍵層和非關鍵層的光刻工藝需求。

2021 年 9 月，上海微電子還推出了 SSB520 型大視場高分辨率先進封裝光刻機。它可以滿足 0.8 微米分辨率的光刻工藝需求，且極限分辨率達到了 0.6 微米。套刻精度還可以通過更新運動、量測和控制系統等提升至小于 100 納米，并且長期穩定性能也十分優越。

SSB520 光刻機主要可以應用于高密度異構體內建領域，能夠幫助晶圓先進封裝企業實作多晶片高密度互鎖封裝技術，滿足流動內建到超大晶片封裝尺寸的需求。此外，該光刻機的曝光視場還提供了兩種配置：53mm×66mm 和 60mm×60mm，進而可以更好地應用于異構內建超大尺寸晶片的封裝中。

此外據報道，上海微電子（SMEE）同時還正在全速開發深紫浸沒式光刻系統，也就是 DUV 光刻機。

據悉，上海微電子主要向中芯國際、華虹半導體、積塔半導體（GTA）和長江存儲科技公司等公司提供前道光刻機。除此之外，中國的領頭晶片封裝企業，包括日月光半導體、通富微電子和長江電子集團旗下的晶圓制造廠也配備了上海微電子的光刻機。

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