在過去的兩三年時間裡，受華為的晶片代工問題影響，國産晶片的發展成了許多網友關注的熱門話題。也正是在這段時間裡，許多廠商紛紛宣布“造芯”，主要涉足晶片的設計領域。但在“造芯”的熱潮之下，另一個值得關注的焦點是半導體裝置制造，即與制造晶片有關的領域，畢竟晶片從設計圖到實物的過程，離不開與造芯相關的各種半導體裝置。
與晶片設計領域相比，國内晶片制造領域的發展狀況更為窘迫，更易被國外廠商卡脖子。近日，據東方網的報道，作為國内半導體裝置研發制造商的上海微電子，舉行首台2.5D/3D先進封裝光刻機發運儀式。與其他半導體行業的新聞一樣，上海微電子傳遞先進封裝光刻機的消息一出，在網絡上立即引起了網友們的讨論。
然而，許多網友也對該款裝置的具體用途産生了疑問，有的甚至直接将先進封裝光刻機與“光刻機”劃等号。下面，我們一起來了解先進封裝光刻機和其背後的上海微電子公司。
針對晶片封裝領域
需要提前了解的是，晶片的生産與制造劃分有多個工序，根據制作工序的不同，半導體裝置可以劃分為前道和後道裝置。我們較為熟悉的光刻機和蝕刻機均屬于前道裝置，而上海微電子的2.5D/3D先進封裝光刻機屬于後道裝置，适用于晶片生産後端的封裝領域，将晶片内的各類要素封裝起來，而非部分網友所說的用于晶圓片“雕刻”的光刻機。
更形象的說法是，廠商在制造出一塊塊完整的晶圓後，需要将晶圓劃片以切割出一塊塊小的裸片（die），之後再将裸片進行封裝。當然，封裝過程還涉及到不同種類晶片通過基闆實作的連接配接，蘋果AirPods Pro搭載的H1晶片，使用SIP封裝方式将音頻處理和解碼等晶片封裝在一起，以提升晶片組的內建度，減小對耳機内部空間的占用。
而所謂的2.5D/3D先進封裝呢？如下圖所示，CPU和DSP等與TSV層和基闆進行立體垂直堆疊連接配接。可以說封裝管的是晶片内不同單元的連接配接度，而不是CPU等晶片的制造。
華為在麒麟710系列SoC上就采用了不同的晶片封裝技術。在麒麟710、麒麟710F和麒麟710A三款晶片中，前兩款核心規格相同均采用台積電12納米工藝制造，主要差異在于麒麟710F更換了晶片封裝工藝，尾綴F指FCCSP倒裝型晶片級封裝的意思。
值得注意，上海微電子的2.5D/3D先進封裝光刻機屬于新一代産品，具有超大曝光視場和高分辨率等特點，有助于采購裝置的封測廠提升封測工藝。據多家媒體的報道，該裝置主要應用高密度內建異構領域，包括高性能計算和高端AI晶片，可滿足部分企業對2.5D/3D超大晶片尺寸的封裝需求。
筆者在查閱上海微電子官網後了解到，上海微電子此前已推出了兩款用于IC後道制造的500系列光刻機，兩款産品适用于200毫米（8英寸）/300毫米（12英寸）的晶圓。而7納米、5納米等先進制程都需要12英寸晶圓，也就是說上海微電子的裝置可能得以用于先進制程的封裝（注意非制造）。
上海微電子新款先進封裝光刻機的出現，對準的是新的市場需求。高性能計算和AI晶片都是行業的熱門賽道，華為、阿裡和百度在AI晶片領域都有布局，去年年末，富士康位于青島的半導體封測項目就曾引進幾十台上海微電子的封裝光刻機。
但也要知道，整個晶片産業鍊分布極為龐雜，任何一個領域的疏漏都有可能被“卡脖子”。理性來看，封測光刻機的研發難度雖然比IC制造光刻機要低，但上海微電子在這一領域的努力至少填補了國内産業的空白，解決了有沒有的問題。
此次2.5D/3D先進封裝光刻機的傳遞，也再一次把上海微電子拉進人們的視野。對于許多人來說，對上海微電子還比較陌生，但殊不知它是國内唯一一家光刻機制造商。
光刻、封裝全都有
在晶片産業鍊叢集中，劃分有上、中、下遊三大叢集，上遊為各類晶片裝置和材料提供商，中遊為晶片代工廠和設計廠商，下遊則是行業應用産業鍊。我們熟悉的三星、台積電和中芯國際等晶片代工方，仍需要向上遊采購用于晶片制造的光刻機等裝置，如三星和台積電的先進制程光刻機就采購自半導體行業巨頭ASML（阿斯麥爾）。
在國内，上海微電子是少有的具備半導體裝置開發、設計和制造的公司，雖然它的大衆知名度可能不如中芯國際，但其市場價值和重要性可一點都不低。自2002年成立至今，上海微電子研發了包括光刻和封裝在内的多款晶片制造裝置。
除了封裝裝置之外，上海微電子還開發有用于IC前道制造的光刻機，其中SSA600/20光刻機最高支援90納米晶片制程。不僅如此，去年已傳出不少上海微電子28納米光刻機的消息，28納米制程工藝雖難以應用到旗艦智能手機上，但它的存在對于其它行業來說仍具有重要意義。
28納米工藝可視為半導體行業發展的邊界線，28納米以上“更老”的工藝被稱為成熟工藝，28納米以下則被稱為先進工藝，如14納米和7納米等。不同的制程工藝都有不同的适用領域，《2019年內建電路行業研究報告》顯示，28納米以上制程的市場佔有率達到52%，像是許多車規級晶片并不追求絕對的先進工藝，仍使用幾十納米制程工藝制造的晶片。
除此之外，上海微電子還生産有晶圓檢測、晶圓對準/鍵合等裝置，适用多個不同的晶片生産工序。但需要留意的是，國産晶片工業的一大難點在于“去美化”，減少對其相關技術的應用和依賴，90納米節點國産裝置能做到去美化，那28納米和14納米及以上制程節點呢？有些技術現階段無論是上海微電子、中芯國際和台積電都無法繞過，是以即使具備14納米工藝代工能力的中芯國際，也無法繼續為華為代工晶片。
國産晶片，任重道遠
在絕大多數時候，認識差距比“有意忽略差距”更重要。可能是為了追逐熱點和流量，近兩年在網際網路上出現了許多晶片相關的“沸騰”文章，有意忽略了一些關鍵點。去年坊間許多消息都稱台積電7納米工藝“源美技術”已小于10%，但現實是其依然無法為華為供貨，或許意味着國内産業鍊要達到完全的“去美化”才能打破卡脖子技術的枷鎖。而在晶片産業鍊的許多領域，我們還有許多“軟肋”沒有解決。
在光刻機領域。早在上個世紀80年代，美國開始牽頭相關公司研發EUV光刻技術，現在ASML之是以能壟斷先進光刻機市場，背後正有美國Cymer公司的技術支援，這也是ASLM難以為中芯國際提供光刻機的重要原因。
在晶片設計工具領域。專門用于晶片設計的EDA軟體（電子設計自動化）仍是我們的薄弱項，行業三大主流EDA軟體提供商（新思、楷登和明導）均為外國企業，國内雖有其他替代品，但難以稱得上主流。就像是許多使用者用的Photoshop一樣，當切換到其他國産同類軟體時不僅要适應新的界面和使用方式，還會面臨檔案相容度等一系列隐性問題。
除此之外，國産造芯産業鍊在外延材料和封測等方面還存在不少短闆。在筆者看來，保持初心、持續的投入才是解決問題的關鍵，在這條路上已爆出過不少騙取補貼和漢芯一号造假等醜聞，寒了不少行業從業者和網友的心。也希望在市場和政府的推動下，國産晶片領域的廠商們能夠腳踏實地的去研發新技術，早日解決各種卡脖子的技術難題。