中科光智的決心：打造高可靠性封裝、SiC芯片封裝設備“矩陣”
（文/姜羽桐）當摩爾定律走向物理極限，超越摩爾定律(More Than Moore)成爲一種路徑選擇，半導體器件可靠性要求不斷提高，衍生新的挑戰與機遇；同時，伴隨傳感器、激光器、IGBT模塊、紅外夜視、第三代/第四代半導體等領域高速發展，高可靠性封裝(Hi-Rel Packaging)需求激增，對相關設備性能提出嚴峻考驗。
業界亟需一批通過自主創新，勇於突破關鍵技術，最終實現“智能裝備中國造”遠景的科技企業，以此帶動產業鏈逐步提升。在此背景下，中科光智（重慶）科技有限公司（以下簡稱“中科光智”）映入眼簾——其創立於2021年4月，是國內高可靠性半導體封裝設備提供商，主要面向半導體、光電子及先進製造市場，提供研發及生產所需的先進工藝設備及優秀解決方案。
而更先一步爲人所知的，是中科光智“打造高可靠性封裝設備、碳化硅芯片封裝設備矩陣”的決心。
聚焦後道封裝設備，構築“產品矩陣”
僅用了3年，中科光智就組建了一支後道封裝設備研發“攻堅隊”。
中科光智副總經理徐磊介紹，中科光智核心技術團隊來自中國科學院、清華大學、西北工業大學、西安電子科技大學等知名高校院所，具備較高的技術水平和較強的創新能力；同時，中國科學院院士侯洵、電子科技大學教授李天明還分別擔任中科光智半導體激光封裝設備工藝技術顧問、微波等離子設備技術顧問，提供了堅實的產業指導與智慧支撐。
基於核心團隊在大功率半導體激光器封裝、後道封裝設備領域的多年技術積澱，中科光智自主開發高性能、高品質、高性價比系列產品，主要包括——微波等離子清洗機、真空共晶迴流焊爐、銀燒結貼片機、納米銀壓力燒結機、手套箱等5大類10餘款封裝設備（支持非標定製），覆蓋半導體芯片後道封裝關鍵工藝環節所對應的設備需求，對封裝的可靠性和質量做出優化和保障，賦能高端芯片製造、電子元器件生產等產業。
數據顯示，中科光智已組建近70人的團隊，研發人員佔比超40%，高等技術人才佔比達50%，每年研發投入達千萬人民幣。在知識產權佈局方面，累計獲得授權專利超30項，主要聚焦等離子清洗技術、真空迴流焊及功率半導體封裝設備等領域，並通過GB/T 29490-2013企業知識產權管理體系認證，建立了完善的知識產權管理制度。
前瞻的產業視野與紮實的技術積累，使中科光智備受投資機構青睞——繼2022年11月完成天使輪後，中科光智在今年5月再獲數千萬元A輪融資——知守投資、安誠基金、科學城公司聯合投資，融資資金將主要用於強化半導體封裝產品矩陣，加強研發、生產及銷售體系建設，深化核心技術研發及封裝設備產品標準化，打造特色產品生態圈。集微網獲悉，在A輪融資中，投資人對中科光智給予了較高的評價與期許，高度認可核心管理團隊的行業背景、專業經驗及運營能力，且看好發力碳化硅封裝設備產品的產業選擇。
“A+輪融資目前已按照計劃有序展開。”徐磊表示，國內後道封裝設備賽道與前道相比，競爭激烈，對企業經營管理水平要求較高，不僅要投入研發加快產品迭代，還要精細管理控制成本。想要在未來競爭中“突出重圍”，需要苦練內功，強化核心競爭力，建設產品特色優勢，才能在細分市場上站穩。
角逐雙賽道，劍指“全自動化”
“打造高可靠性封裝設備、碳化硅芯片封裝設備矩陣”是中科光智留給市場最深刻的印象。
徐磊介紹，傳統封裝與先進封裝之間存在“特種”封裝的細分賽道（高可靠性封裝市場），市場規模不大，但對可靠性要求極高；此外，作爲下一代電力電子半導體材料的碳化硅芯片封裝同樣追求高可靠性，且未來市場空間巨大。兩大方向既有共通性，又有特殊性，中科光智基於對市場需求、技術趨勢和自身優勢的綜合考慮，切入了國際大廠尚未形成全面壟斷的兩大市場。
圍繞高可靠性封裝，中科光智推出微波等離子清洗機(MWD-12、MWD-8)、真空共晶迴流焊爐(VSR-8、VSR-20、VSR-20MPA)、惰性氣體手套箱(GBA系列)設備，能夠大幅提升封裝質量，實現對芯片的有效保護，尤其適合用於對高端芯片器件及表面敏感或結構複雜的芯片進行處理。
以真空共晶迴流焊爐爲例，其創新性地將微波等離子體去氧化技術與共晶迴流焊工藝相結合，實現芯片與基片襯底的高可靠性無空洞釺焊，廣泛應用於大功率半導體激光芯片封裝、IGBT功率芯片封裝、功率微波芯片(MMIC)封裝等，涉及5G通信、新能源汽車、智能電網、軌道交通、激光加工等領域。2023年12月，VSR-20MPA真空迴流焊爐被認定爲第二批重慶市首臺（套）重大技術裝備產品。
在汽車、工業、能源等領域的帶動下，近年來SiC市場正迅速擴張。2024年3月，法國市場研究公司Yole Group發佈《SiC/GaN市場研究報告》，預計2029年SiC功率器件市場規模將達100億美元。
由於碳化硅器件封裝大多還沿用硅基器件封裝技術，面臨諸多問題，部分關鍵設備國產化率亟待提升。圍繞碳化硅芯片封裝，中科光智推出銀燒結貼片機(ND1800)、納米銀壓力燒結機(NS3000)設備。
其中，被海外巨頭壟斷的銀燒結技術目前已由微米級進入納米級階段，銀燒結設備也成爲碳化硅封裝最核心的設備之一，具備高溫服役、高熱導率、高導電率、高可靠性的優點。對此，中科光智開發納米銀壓力燒結機NS3000，在技術性能上實現突破，解決SiC芯片在燒結過程中碎裂、陶瓷基板翹曲等難題，已廣泛應用大功率控制模塊、IGBT、MOSFET等器件。
依據中科光智產品佈局圖，其5類產品均作出“2.0”“3.0”升級規劃，在瞄準性能、功能的同時，還將下一代產品的迭代目標指向“全自動化”，進而實現對生產過程的精準控制，大幅提高生產效率。數據顯示，2023年全球半導體封裝自動化設備市場規模約58.2億美元，到2032年預計將達到76.1億美元，年複合增長率2.0%。
謀定三年規劃，平臺建設蹄疾步穩
技術演進需高瞻遠矚，戰略規劃則“先立乎其大”。在持續打造高可靠封裝領域特色產品生態圈的道路上，中科光智提出了“3年內成長爲碳化硅封裝設備供應商領域領頭羊”的產業目標——2024年實現單機量產出海，銷售額超3000萬人民幣；2025年進一步強化產品矩陣，自動化設備導入FAB廠；2026年成爲碳化硅封裝設備國內主要供應商，並開啓全球市場佈局。
徐磊對規劃作進一步闡述，他說：“由於碳化硅材料的超凡性能優勢，逐漸取代硅成爲電力電子半導體主流材料是必然趨勢。只是目前侷限於碳化硅芯片的高成本、低良率，碳化硅封裝市場還沒有真正起量，但預測未來2-3年內，碳化硅封裝市場將會出現爆發性增長，屆時將需要大量的碳化硅封裝設備。”爲迎接即將到來的窗口期，中科光智不僅組建了一流的專家技術團隊，持續打磨設備，還着手建設產品批量供貨能力。
產線建設方面，中科光智工廠生產區域面積達10000餘平米，於2023年通過IS0三體系認證，擁有標準化生產車間和嚴格管理的無塵車間，並建立起流程化的物控管理體系和高標準的精益製造生產體系，確保向業界提供高質量、高可靠性產品。數據顯示，中科光智各款設備迄今已出貨100餘臺/套。
平臺建設方面，中科光智積極打造“自有工藝實驗室+公共服務平臺”，與高校院所及產業鏈上下游企業緊密合作，千錘百煉鍛造核心技術：一方面，與電子科技大學李天明教授團隊達成微波等離子設備技術研發方面合作；另一方面，聯合西南大學電子信息工程學院、中科芯網、中國中檢合作共建重慶市“半導體封裝測試驗證公共服務平臺”。
最新消息顯示，重慶市“半導體封裝測試驗證公共服務平臺”目前已完成一期建設並投入使用，上半年服務“100+”家企業。該平臺以中科光智自有的國產化半導體封裝設備爲基底，具備完整的芯片性能測試、可靠性測試、老化測試能力，提供面向功率半導體、光電子、半導體激光器封裝檢測所需的專用設備和專業技術服務，還可以根據樣品的不同類型、功耗和尺寸提供多樣化、個性化的定製服務。
徐磊透露：“我們已經開始向碳化硅封裝行業頭部客戶提供樣機試用，在獲得客戶的充分認可後，緊跟碳化硅封裝市場發展趨勢和逐漸迸發的巨大需求，爲將來快速搶佔市場築牢基礎。”
縱觀中科光智發展歷程，在厚植內生動力的同時，迎面趕上我國集成電路產業自立自強的發展大勢，秉持“光創未來，智匯共贏”的經營理念，其“堅守中國高端自動化裝備國產化事業”的壯志終將實現。