鑽石舞台

作 者丨王東

編 輯丨於長洹

當芯片摩爾定律接近極限，封測端的新解決路徑——先進封裝，被放到市場聚光燈下，而作為半導體產業鏈核心環節之一的封測設備行業也成為「藍海」市場，將成為實現國產化設備的關鍵突破口之一。

在東莞觸點智能裝備有限公司(下稱「觸點智能」)設備測試現場，技術人員操作着固晶機，通過點膠、吸取、貼合、焊線等工藝流程，將芯片固定在載板上，貼合精度實現誤差在正負7 微米左右，相當於一根頭髮直徑的十分之一。

成立於2016年的觸點智能，經過短短几年的發展，已成為國內半導體芯片與模組精密封裝設備領域具有競爭力的企業，其研發的產品實現三項全國第一：國內首家量產CMOS固晶機、國內首家量產COB整線、國內首家超薄疊Die固晶機。

觸點智能總經理特助許煥甦在接受南方財經全媒體記者專訪時表示，半導體封裝設備產業正處在從產業價值鏈低端向上爬升的過程，在設備廠積極研發創新的環境下，國產設備實力有望進一步提升，從而更好地匹配上游封測廠要求。

「燒錢」研發導致連虧5年

在半導體產業鏈上，芯片設計、晶圓製造、封測三個關鍵節點串起一個芯片製造的完整環節，封測即集成電路的封裝、測試環節，屬於半導體製造後道工序。

後段封測核心設備在作業過程中需要高速高精的運動控制，高精密設備的核心部件在控制、算法等方面要求極高，此前國產半導體設備商難以突破技術瓶頸，一直在封測設備低端市場徘徊。

「對於後道工藝設備來說，當時國內缺乏知名的封裝設備製造廠商，也缺乏中高端封裝設備供應，而研發是一個漫長的過程，很多企業認為與其投入大量的人力物力，倒不如直接購買歐美設備來得快。」許煥甦表示，正因為看到行業問題和機遇，觸點智能於2016年12月在松山湖創立，瞄準封測設備這一領域。

對於初創公司而言，如何開拓市場成為擺在觸點智能面前的一道難題。封裝測試廠家往往希望找到案例與經驗都豐富的團隊，因此「你們公司太小了，會不會做不來？」成為經常被問及的問題。

許煥甦回憶，觸點智能當時完全沒有名氣，公司面臨的最大的困難是如何取得客戶的信任。「 公司的第一個客戶是國內較大的封裝測試廠家，當時我們面臨11家競爭對手，其中不乏老牌設備廠家和上市公司。」許煥甦說。

從8人的小廠發展壯大到現在，觸點智能實現了5年3個30倍的跨越式發展，即人數、場地和營業額實現30倍增長，這背後是人才的支撐。

擔任觸點智能研究院院長的千葉榮一博士，此前曾在日本一家老牌半導體裝備公司工作近30年，於2019年加入觸點智能，他帶領的研發團隊實現了多項核心技術突破。

以手機影像模組COB封裝過程中需要將cmos芯片，濾光片等部件貼合到基座與框架上，這個過程就需要用到機械擺臂。而此前機械擺臂操作路徑呈直角進行，整個過程耗時0.8秒。在千葉榮一的啟發下，團隊很快實現操作路徑弧形移動，整個過程只需要0.6秒。

優化的這0.2秒意味着什麼？原先設備每小時可完成貼片工作3500件，優化後可實現每小時完成5000件，效率提升40%。「同樣的工作量，以前需要三台設備完成，現在同樣的時間只需要兩台即可完成，有效降低企業生產成本。」許煥甦介紹。

目前，公司在荷蘭、新加坡、中國香港、日本、美國等地逐步建立起全球研發網絡。

在觸點智能公司簡介牆上，一組數據引起了記者的注意：公司成立以來共融資近兩億元，而研發投入已經突破1億元，公司近半數人員為工程師。許煥甦介紹，每年將賺的錢、融的資全部投入研發當中，導致已經連續虧損了5年。而隨着研究不斷深入，成果紛紛落地，越來越多的國內廠家開始尋求合作，當中不乏行業龍頭。

迎接封測設備國產化「風口」

細數觸點智能的發展歷程，精密取放成為其核心技術的關鍵詞。2019年下半年，觸點智能所研發的高速固晶機通過測試，精度能達到±15微米，每小時可貼合芯片3500顆。也正因此，其打破了歐美國家長期對於該項技術的壟斷。

「公司前期貼合精度可能做到正負20微米、30微米，後來逐漸通過技術突破技術努力做到了，現在已經能做到了7個微米，精度越來越高，工藝越來越複雜，能夠實現封裝的芯片的等級越高，應用也越來越多。」許煥甦介紹。

觸點智能的智能化生產車間。受訪者供圖

封裝貼合是一個精密製造過程，要求取放動作平穩、貼裝位置精準，需要突破軟件架構、仿真、精密機械、運動控制等多個領域的技術難題，觸點智能的核心競爭力在於構建了七大底層平台共性技術壁壘。

以高速高精運動控制為例，觸點智能自主研發的振動抑制技術通過算法的不斷優化，控制好馬達運動時加減速的節奏，讓設備精準地停在需要其駐留的位置；另一方面，通過新材料和結構仿真分析，讓設備的剛性和輕度達到最佳的配比，用最短的時間實現振動抑制。

「從a點走到b點，要滿足精度高、振動少、加速度大等條件，掌握高速高精運動控制技術尤為關鍵。」許煥甦表示，目前在封測設備領域，國內上市公司具備自主運動控制和驅動開發能力的不超過5家。

當前，隨着物聯網、5G通信、人工智能、大數據等新技術的不斷成熟，全球集成電路行業進入新一輪的上升周期，封裝測試行業規模也隨之快速增長。相關數據顯示，2021年全球封裝測試行業市場規模達618億美元，同比增長4%。其中，半導體封測設備行業作為半導體產業鏈核心環節之一，重要性也愈發凸顯。

目前，全球封裝設備市場競爭格局行業高度集中，呈寡頭壟斷格局。據中國國際招標網數據統計，封測設備國產化率整體上不超過5%，個別封測產線國產化率僅為1%，大幅低於晶圓製造前道設備15%-20%的國產化率，各類封裝設備幾乎全部被進口品牌壟斷。

業內人士表示，在全球測試產能逐漸向國內轉移的背景下，隨着國內企業不斷加大研發投入，自主核心技術不斷提升，但總體上仍與國外企業存在差距。

「整個半導體集成電路封裝設備產業處在從產業價值鏈低端向上爬升的過程，在未來有望成為國產化率較高的賽道，觸點智能也將繼續深耕先進和精密智能製造產業，聚焦精密取放技術，助力行業實現高端進口裝備國產化。」許煥甦說。

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本期編輯 劉雪瑩 實習生 梅樂軒