上海微电子推出中国首台2.5D/3D先进封装光刻机

2 月 7 日，上海微电子装备有限公司（SMEE，Shanghai Micro Electronics Equipment Group）推出中国第一台 2.5D/3D 先进封装光刻机，并且正式交付客户。

图 | 上海微电子将中国首台 2.5D/3D 先进封装光刻机交付给客户（来源：上海微电子）

根据上海微电子公司的介绍，本次发布运行的产品是更新一代的先进封装光刻机，将可以满足高端数据中心或者是高端人工智能芯片等领域的高性能的计算需求，这些领域都有着对 2.5D/3D 超大尺寸芯片的要求。

此次推出国内首台 2.5D/3D 先进封装光刻机，对于国产芯片行业也有着很大的意义。目前，国产芯片的卡脖子技术之一，就是光刻机。

光刻机主要可以分为三类：前道、后道和面板光刻机。其中，目前市场规模最大的前道光刻机主要被用于制造晶圆，而后道光刻机则主要用于芯片的封装。这次发布的 2.5D/3D 先进封装光刻机就属于后道光刻机，主要用于封装。

在后摩尔定律的时代，提高芯片性能的路线不再仅仅局限于追求更小的线宽，许多晶圆制造商也在寻求通过采用更加先进的封装系统来提高芯片的性能。这也是为什么先进的封装技术不仅对于封装厂商来说是重中之重，对于台积电和英特尔等晶圆厂商来说也意义重大。

芯片制造的探索之路

中国的半导体研发最早可以追溯到 1990 年代，当时主要专注的领域是 IC（集成电路）——也就是芯片——的设计领域。而经过了 30 年的征程之后，中国已成长为 IC 设计领域的主要参与者：2020 年中国的集成电路设计已经占全球的近 13%。

相似的趋势也发生在 IC 设计以外的其他领域，尤其是 IC 的制造方面。此外，随着美国提出了更加严格的半导体出口政策以及长期持续的贸易与技术对峙，中国加速了国内半导体制造产业的发展，不断努力将半导体供应链中最重要的元素本土化。尤其是芯片高端加工工具的设计和制造，步伐更是加倍。

一般来说，在得到原料——也就是原始的硅片之后，从硅片到加工成密布集成电路的晶圆，芯片的整个制造环节主要可以分为以下九大环节：清洗、扩散、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、CMP（Chip multiprocessors，芯片多处理器） 抛光、金属化、测试，过程中需要用到清洗机、扩散机、薄膜沉积设备、光刻机、涂胶显影机、刻蚀机、离子注入机、CMP、检测设备这九大关键设备。

而在芯片也就是 IC 的制造工艺中，光刻机是整个制造链最基础的部分。这一领域也是中国半导体行业相对薄弱的环节，上海微电子装备有限公司（SMEE）也是在这一背景下诞生的。

在 2002 年，光刻机技术研究项目首次被列入国家高技术研究计划（863 计划）。同年，上海电气集团成立了上海微电子公司。该公司在芯片制造领域的研究持续被列入在“02 专项”中。“02 专项”的全称为《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》项目，它由于在中国的“十二五”计划中 16 个国家重大专项中被排在了第二位而在业界被称为“02 专项”。在“02 专项”中，对于国产光刻机供应链的发展是关键任务之一。

自从成立以来，上海微电子公司已经开发出了 IC 前道制造、IC 后道先进封装、LED/MEMS/Power Devices 制造和TFT曝光等四大光刻机。在此之前，上海微电子最先进的光刻机系列是其用于 IC 前道制造的“600 系列”，该系列的光刻机可以满足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 的关键层和非关键层的光刻工艺需求。

2021 年 9 月，上海微电子还推出了 SSB520 型大视场高分辨率先进封装光刻机。它可以满足 0.8 微米分辨率的光刻工艺需求，且极限分辨率达到了 0.6 微米。套刻精度还可以通过升级运动、量测和控制系统等提升至小于 100 纳米，并且长期稳定性能也十分优越。

SSB520 光刻机主要可以应用于高密度异构体集成领域，能够帮助晶圆先进封装企业实现多芯片高密度互锁封装技术，满足流动集成到超大芯片封装尺寸的需求。此外，该光刻机的曝光视场还提供了两种配置：53mm×66mm 和 60mm×60mm，进而可以更好地应用于异构集成超大尺寸芯片的封装中。

此外据报道，上海微电子（SMEE）同时还正在全速开发深紫浸没式光刻系统，也就是 DUV 光刻机。

据悉，上海微电子主要向中芯国际、华虹半导体、积塔半导体（GTA）和长江存储科技公司等公司提供前道光刻机。除此之外，中国的领头芯片封装企业，包括日月光半导体、通富微电子和长江电子集团旗下的晶圆制造厂也配备了上海微电子的光刻机。

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