上海微電子推出中國首臺2.5D3D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)推出中國第一臺 2。5D/3D 先進封裝光刻機,並且正式交付客戶。

上海微電子推出中國首臺2.5D3D先進封裝光刻機

圖 | 上海微電子將中國首臺 2。5D/3D 先進封裝光刻機交付給客戶(來源:上海微電子)

根據上海微電子公司的介紹,本次釋出執行的產品是更新一代的先進封裝光刻機,將可以滿足高階資料中心或者是高階人工智慧晶片等領域的高效能的計算需求,這些領域都有著對 2。5D/3D 超大尺寸晶片的要求。

此次推出國內首臺 2。5D/3D 先進封裝光刻機,對於國產晶片行業也有著很大的意義。目前,國產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、後道和麵板光刻機。其中,目前市場規模最大的前道光刻機主要被用於製造晶圓,而後道光刻機則主要用於晶片的封裝。這次釋出的 2。5D/3D 先進封裝光刻機就屬於後道光刻機,主要用於封裝。

在後摩爾定律的時代,提高晶片效能的路線不再僅僅侷限於追求更小的線寬,許多晶圓製造商也在尋求透過採用更加先進的封裝系統來提高晶片的效能。這也是為什麼先進的封裝技術不僅對於封裝廠商來說是重中之重,對於臺積電和英特爾等晶圓廠商來說也意義重大。

晶片製造的探索之路

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(積體電路)——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 年中國的積體電路設計已經佔全球的近 13%。

相似的趨勢也發生在 IC 設計以外的其他領域,尤其是 IC 的製造方面。此外,隨著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,中國加速了國內半導體制造產業的發展,不斷努力將半導體供應鏈中最重要的元素本土化。尤其是晶片高階加工工具的設計和製造,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,從矽片到加工成密佈積體電路的晶圓,晶片的整個製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) 拋光、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 的製造工藝中,光刻機是整個製造鏈最基礎的部分。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,光刻機技術研究專案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。該公司在晶片製造領域的研究持續被列入在“02 專項”中。“02 專項”的全稱為《極大規模積體電路製造裝備及成套工藝》專案,它由於在中國的“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,對於國產光刻機供應鏈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 前道製造、IC 後道先進封裝、LED/MEMS/Power Devices 製造和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於 IC 前道製造的“600 系列”,該系列的光刻機可以滿足 IC 前道製造 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 型大視場高解析度先進封裝光刻機。它可以滿足 0。8 微米解析度的光刻工藝需求,且極限解析度達到了 0。6 微米。套刻精度還可以透過升級運動、量測和控制系統等提升至小於 100 奈米,並且長期穩定效能也十分優越。

SSB520 光刻機主要可以應用於高密度異構體整合領域,能夠幫助晶圓先進封裝企業實現多晶片高密度互鎖封裝技術,滿足流動整合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於異構整合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)和長江儲存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製造廠也配備了上海微電子的光刻機。

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