成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大國，設(shè)備要先行

近日，EAC2024易貿(mào)汽車產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨產(chǎn)業(yè)展在蘇州國際博覽中心盛大召開。本次展會(huì)聚焦新能源、智能駕駛、內(nèi)外飾與智能座艙3大領(lǐng)域，由30場論壇、7展區(qū)以及20+同期行業(yè)活動(dòng)構(gòu)成，芯師爺專訪了國內(nèi)數(shù)家汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)秀企業(yè)，特別推出專題報(bào)道。

本文為芯師爺專訪蘇州博眾半導(dǎo)體有限公司（以下簡稱：博眾半導(dǎo)體）研發(fā)總監(jiān)付江波的實(shí)錄。

關(guān)于博眾半導(dǎo)體

蘇州博眾半導(dǎo)體有限公司是博眾精工科技股份有限公司的直屬子公司，依托博眾精工二十余年技術(shù)積累，立足于半導(dǎo)體。并通過與清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等國內(nèi)知名高校開展產(chǎn)學(xué)研合作，為AI、光通信等領(lǐng)域客戶提供滿足先進(jìn)封裝要求的高精度、高速度、高穩(wěn)定性的半導(dǎo)體貼裝設(shè)備，以及高效的芯片AOI檢測設(shè)備。

01、在大量超高速光模塊需求量背景下，光模塊制造面臨著哪些挑戰(zhàn)？

超高速光模塊作為數(shù)據(jù)傳輸的核心組件，在數(shù)據(jù)中心、5G通信、高速互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的需求日益增長。然而，隨著需求量的激增，光模塊制造行業(yè)也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。

從技術(shù)角度來看，高速率的演進(jìn)是當(dāng)前光模塊行業(yè)的核心挑戰(zhàn)之一。隨著數(shù)據(jù)中心對帶寬需求的增加，光模塊的速率正向800G甚至1.6T等更高速率發(fā)展。器件封裝的高精度和可靠性是關(guān)鍵，這不僅需要在光電子器件的設(shè)計(jì)和制造上進(jìn)行創(chuàng)新，還要求材料科學(xué)和制造工藝的同步進(jìn)步。

散熱性問題也是制約光模塊技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一。高速運(yùn)行的光模塊會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如何有效散熱，保證模塊穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)中必須考慮的重要因素。

從供應(yīng)鏈角度來看，供應(yīng)鏈的管理以及成本的控制也是制造商不容忽視問題。隨著光模塊向更高速率發(fā)展，所需的高端材料和精密工藝導(dǎo)致成本不斷攀升。如何在保持競爭力的同時(shí)，有效控制成本，也是制造商需要解決的難題。

02、對比數(shù)據(jù)中心和工業(yè)應(yīng)用，車規(guī)級光模塊在封裝上是否要求更高，主要體現(xiàn)在哪些方面？

數(shù)據(jù)中心光模塊與車規(guī)級光模塊在封裝上有一定的差別和共性。數(shù)據(jù)中心光模塊通常注重高帶寬、高速傳輸和低功耗，采用小型化、密集型的封裝設(shè)計(jì)以適應(yīng)高密度的服務(wù)器機(jī)架和交換機(jī)環(huán)境。車規(guī)級光模塊封裝需要滿足汽車電子領(lǐng)域的特殊要求，以確保在車輛環(huán)境中的可靠性、穩(wěn)定性和高性能。在車規(guī)級芯片封裝中，除涉及高可靠性、高精度、高散熱、小尺寸的要求外，還可能涉及其他技術(shù)和考慮因素，如結(jié)構(gòu)應(yīng)力配合、水汽隔絕密封、高強(qiáng)度耐老化、離子遷移等技術(shù)難點(diǎn)的攻克，以及散熱效率、功率密度、抗振動(dòng)沖擊、適應(yīng)溫度范圍等方面的優(yōu)化。

不同的車規(guī)級光模塊封裝方案可能會(huì)有所差異，具體的封裝方式會(huì)根據(jù)光模塊的應(yīng)用場景、性能要求、成本等因素進(jìn)行選擇和優(yōu)化。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，車規(guī)級光模塊封裝也在不斷演進(jìn)和創(chuàng)新，以滿足汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展需求。盡管如此，兩者在追求高性能、低延遲和成本效益方面具有共性，都需要高精度的貼片機(jī)設(shè)備及封裝技術(shù)來提升整體性能和可靠性，并且光模塊產(chǎn)業(yè)與激光雷達(dá)高度協(xié)同，配套生產(chǎn)設(shè)施可共用，鑒于激光雷達(dá)與光模塊在收發(fā)模塊上的相似性，光模塊產(chǎn)業(yè)鏈公司可將在該領(lǐng)域積累的技術(shù)、工藝、供應(yīng)鏈采購規(guī)模和產(chǎn)能等方面的優(yōu)勢復(fù)用于激光雷達(dá)業(yè)務(wù)。

03、了解到博眾半導(dǎo)體正在發(fā)力國際市場，主要發(fā)力哪些地區(qū)？目前進(jìn)展如何？

我們了解到，除了傳統(tǒng)的北美、歐洲市場，光模塊企業(yè)正在將產(chǎn)業(yè)逐步轉(zhuǎn)移至東南亞、南亞和非洲等新興市場，東南亞作為全球未來重要的電子產(chǎn)品制造基地，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有近80家規(guī)模不一的光通信企業(yè)在此設(shè)立工廠或辦事處。

目前，博眾半導(dǎo)體面向光通信行業(yè)的星威系列共晶貼片機(jī)已率先進(jìn)入海外市場，憑借創(chuàng)新技術(shù)、高端產(chǎn)品和客制化服務(wù)等核心優(yōu)勢，在海外市場逐漸嶄露頭角。對于博眾半導(dǎo)體的國際化進(jìn)程，我們信心十足。為高度響應(yīng)光模塊行業(yè)的發(fā)展趨勢，下一步我們也將瞄準(zhǔn)東南亞市場，特別是馬來西亞、越南、泰國等國家。同時(shí)，我們也在規(guī)劃設(shè)立東南亞地區(qū)的本土化生產(chǎn)基地以降低成本并提高市場響應(yīng)速度。

產(chǎn)品層面，博眾半導(dǎo)體將繼續(xù)緊貼市場需求，專注于半導(dǎo)體工藝裝備，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品迭代，不斷開發(fā)滿足市場發(fā)展的產(chǎn)品，爭取為客戶創(chuàng)造價(jià)值的最大化。在業(yè)務(wù)層面，將秉承內(nèi)外兼顧、深耕細(xì)分市場的策略，持續(xù)強(qiáng)化國際團(tuán)隊(duì)建設(shè)，搭建安全可靠的供應(yīng)鏈，加強(qiáng)國際化發(fā)展的探索與實(shí)踐，為全球客戶提供更多元的產(chǎn)品及服務(wù)。

04、目前光通信模塊制造的主要痛點(diǎn)是什么？博眾如何解決？

光模塊的快速發(fā)展離不開上下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同推進(jìn)。這包括光器件、光芯片、電芯片和結(jié)構(gòu)件等制造商，以及封裝及測試設(shè)備供應(yīng)商等的共同努力。只有產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的緊密協(xié)作，才能確保光模塊行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

在海量的超高速光模塊需求量背景下，光模塊制造成本、工藝提升面臨極高的技術(shù)挑戰(zhàn)，需要使用高精度、高穩(wěn)定性、高靈活性的自動(dòng)化工藝設(shè)備，才能保證所生產(chǎn)的高性價(jià)比光模塊，具備一致性、穩(wěn)定性、可靠性，促進(jìn)光通訊行業(yè)的蓬勃發(fā)展，滿足人工智能時(shí)代的需求。博眾半導(dǎo)體的星威系列EH9721型全自動(dòng)高精度共晶貼片機(jī)是光電子器件、光模塊封裝工藝的理想設(shè)備，該設(shè)備兼具共晶貼片、 蘸膠貼片及Flip Chip貼片功能，可滿足多芯片、多工藝的貼裝場景。先進(jìn)的設(shè)計(jì)和高質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)使其貼片精度可達(dá)±3μm，可滿足光模塊單芯片及多芯片高密度的貼裝需求，兼容CoC、CoB、CoS等多種封裝工藝，并且可根據(jù)客戶需求選配UV加熱、畫膠、打螺絲等特殊功能。值得一提的是，該系列設(shè)備經(jīng)過多次技術(shù)升級迭代，目前已儲(chǔ)備頭部加熱、大尺寸共晶臺(tái)、高精度閉環(huán)力控等關(guān)鍵技術(shù)布局，能夠通過高效高可靠性的共晶加熱系統(tǒng)，以降低熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力對激光芯片性能的影響，且高精度閉環(huán)力控的ZR模組，更適應(yīng)高長寬比激光芯片的貼合。

05、對比400G光模塊，800G/1.6T的光模塊在封裝方面提出了哪些新的要求？

相較于400G光模塊，800G和1.6T光模塊需要更高的信號完整性和更低的功耗，這要求封裝技術(shù)能夠有效減少信號損耗和熱量積聚。具體來說，800G/1.6T 光模塊在封裝方面通常有以下需求：

更高精度：隨著光模塊不斷迭代升級，對組裝精度要求更高，需要更高精度的設(shè)備。例如，采用 CPO 技術(shù)將光學(xué)通信組件與電子芯片放置在同一個(gè)封裝內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)更短的信號傳輸路徑和更高性能。

高集成度：如硅光模塊將激光器、調(diào)制器、探測器高度集成在硅光芯片上，同時(shí)有效控制功耗。這有助于減少封裝體積，提高模塊的密度和性能。

低成本：通過提高集成度來降低封裝成本，并且硅基材料可大尺寸制造，也有助于降低硅基芯片成本。

工藝簡化：使用兼容成熟的 CMOS 工藝，可簡化封裝工藝。在向 800G、1.6T 升級時(shí)，相比傳統(tǒng)光模塊工藝步驟大幅增加的情況，硅光芯片只需多設(shè)計(jì)幾個(gè)通道，工藝變化相對較小。

此外，800G和1.6T光模塊對材料和工藝的要求也更高。封裝材料需要具備更好的熱導(dǎo)率和電絕緣性能，以應(yīng)對高功率密度帶來的散熱和電氣隔離挑戰(zhàn)。

06、能否分享一下，目前800G光模塊的商用進(jìn)展如何？

AI需求爆發(fā)正在加速推動(dòng)800G光模塊的布局，據(jù)悉，從2023年開始，北美大客戶已經(jīng)開始大規(guī)模采購，尤其是新增的AI大客戶英偉達(dá)為業(yè)績增長帶來了新動(dòng)力，確認(rèn)了800G升級的強(qiáng)勢需求。行業(yè)競爭格局相對穩(wěn)定，頭部廠商繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。根據(jù) LightCounting公布的2023年全球光模塊 TOP10 榜單，中國光模塊廠商共 7 家入圍，旭創(chuàng)科技（排名第1）、華為（排名第3）、光迅科技（排名第5）、海信寬帶（排名第6）、新易盛（排名第7）、華工正源（排名第8）、索爾思光電（排名第9）。這也印證了中國廠商在高端光模塊領(lǐng)域的技術(shù)突破，和國產(chǎn)化替代的趨勢。

800G光模塊的商用離不開產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新和成熟。目前，博眾半導(dǎo)體共晶貼片機(jī)設(shè)備已具備800G光模塊高精度貼裝的能力，未來，我們的產(chǎn)品也將會(huì)不斷的創(chuàng)新迭代，與行業(yè)共同發(fā)展，繼續(xù)賦能1.6T甚至3.2T等更高速率光模塊貼裝方案的研發(fā)與落地。

07、光電共封裝（CPO）的技術(shù)難點(diǎn)是什么？它是否將顛覆傳統(tǒng)技術(shù)？能否展開聊聊。

共封裝光學(xué)CPO（co-packaged optics，CPO）技術(shù)采用了一種創(chuàng)新的封裝方法，將光模塊和芯片緊密地封裝在同一個(gè)封裝體內(nèi)，從而極大地縮減了它們之間的連接長度和距離。

簡單來說，CPO就是將光模塊不斷向交換芯片靠近，縮短芯片和模塊之間的走線距離，并逐步替代可插拔光模塊，最終將光引擎和電交換芯片封裝成一個(gè)芯片，從而能夠降低信號衰減、系統(tǒng)功耗，并實(shí)現(xiàn)高度集成。CPO技術(shù)目前正處于產(chǎn)業(yè)化的初期階段，盡管其潛力巨大，但仍面臨著一系列亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

在工藝、仿真和測試等多個(gè)方面，CPO都面臨著嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。其中，封裝工藝能力是制約CPO技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。CPO的封裝涉及TSV（硅通孔）、TGV（玻璃通孔）等多種先進(jìn)而復(fù)雜的封裝技術(shù)。這些技術(shù)各有利弊，需要在研發(fā)制造過程中進(jìn)行不斷的探索和優(yōu)化，以找到最可靠的方案。CPO技術(shù)的發(fā)展還面臨著其他多個(gè)方面的挑戰(zhàn)。例如，如何選擇合適的光引擎調(diào)制方案，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性；如何架構(gòu)光引擎內(nèi)部器件間的封裝，以實(shí)現(xiàn)高效的光電轉(zhuǎn)換和信號傳輸；以及如何實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)可行的高耦合效率光源耦合，以提高整體的光學(xué)性能?？偠灾珻PO封裝技術(shù)不僅帶來了器件系統(tǒng)架構(gòu)的變化，同時(shí)需要全新的芯片制造和封裝自動(dòng)化解決方案。博眾半導(dǎo)體期待在光電共封裝（CPO）未來進(jìn)程中，發(fā)揮自身技術(shù)優(yōu)勢，與行業(yè)同仁攜手合作，共同推進(jìn)光電子產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。

08、我國是否在貼片機(jī)市場占據(jù)主導(dǎo)地位？您認(rèn)為這個(gè)行業(yè)的競爭壓力大嗎？能否展開聊聊。

國內(nèi)貼片機(jī)市場經(jīng)歷了從依賴進(jìn)口品牌到國產(chǎn)技術(shù)崛起的轉(zhuǎn)變。過去，由于技術(shù)相對滯后，國內(nèi)市場長期由進(jìn)口品牌主導(dǎo)。近幾年隨著國家政策、產(chǎn)能轉(zhuǎn)移、科技創(chuàng)新的大背景，國內(nèi)廠商已迎頭趕上，逐步縮短了與國外的技術(shù)差距。不僅在中低端市場占據(jù)了一席之地，而且正逐步向高端市場進(jìn)軍，展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。

在競爭中,領(lǐng)先者往往具有更多的資源和優(yōu)勢，面對半導(dǎo)體高端設(shè)備行業(yè)不斷發(fā)展，國內(nèi)設(shè)備廠商勢必需要持續(xù)攻堅(jiān)克難和研發(fā)創(chuàng)新。博眾半導(dǎo)體通過持續(xù)的研發(fā)投入，已顯著縮小了與國際領(lǐng)先技術(shù)的差距，星威系列共晶貼片機(jī)已實(shí)現(xiàn)3微米高精度長期穩(wěn)定的貼裝，且設(shè)備關(guān)鍵零部件均為自主研發(fā)，不僅有效保障關(guān)鍵零部件的供應(yīng)，而且可根據(jù)設(shè)備整體性能需求進(jìn)行定向開發(fā)設(shè)計(jì)，保證設(shè)備的高性能及產(chǎn)品競爭力。產(chǎn)品在滿足客戶個(gè)性化需求方面展現(xiàn)出更大的靈活性和優(yōu)勢，能夠提供定制化、模塊化的設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為不斷滿足行業(yè)發(fā)展的需求，博眾半導(dǎo)體將結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，在不斷深耕高精度共晶貼片機(jī)的基礎(chǔ)上，逐漸拓展先進(jìn)封裝設(shè)備的研發(fā)，結(jié)合博眾集團(tuán)自動(dòng)化整合優(yōu)勢，滿足行業(yè)的高速發(fā)展。