深度解析華天科技Bumping、WLP與智能工廠的進階之路

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全球半導體產業競爭日益激烈，隨著芯片制程微縮接近物理極限，通過先進封裝技術來提升整體系統性能并降低成本，已成為延續摩爾定律的關鍵路徑之一。這也使得先進封裝技術在半導體產業鏈中的價值和戰略地位日益提升。

調查機構Yole Group數據顯示，2024年先進封裝市場達到460億美元，較2023年回暖后同比增長19%。Yole Group預計市場將在2030年超過794億美元，2024年~2030年復合年均增長率（CAGR）達9.5%，人工智能（AI）與高性能計算（HPC）需求成為復蘇周期主要驅動力。

作為國內半導體封裝行業的領軍企業，華天科技通過多年技術積累和創新布局，已在Bumping（凸點）、WLP（晶圓級封裝）等先進封裝技術領域取得顯著進展，同時積極推動智能制造轉型升級，為半導體產業的創新發展注入新動力。

10月31日，集微網舉辦第86期“集微公開課”活動，特邀請華天科技先進真空技術專家孔旭博士，帶來了“華天科技Bumping、WLP及智能工廠介紹”的主題分享，為大家重點講解了Bumping（凸點）、WLP（晶圓級封裝）等先進封裝工藝的技術細節與發展趨勢，還特別介紹了華天科技在智能工廠建設、自動化生產以及降本增效方面的實戰經驗。

深度解析先進封裝技術：Bumping與WLP

據悉，華天科技已掌握Bumping（凸點）、WLP（晶圓級封裝）、SiP（系統級封裝）、FC（倒裝芯片）、TSV（硅通孔）、Fan-Out（扇出型）等多項集成電路先進封裝技術，技術水平處于國內行業領先地位。

其中，Bumping（凸點）是在晶圓或芯片封裝過程中，在芯片焊盤（或晶圓裸片）上形成一系列微小焊球、銅柱或金屬凸塊，用于之后的倒裝芯片（FC）、晶圓級封裝（WLP）、2.5D/3D封裝中與基板、載板、另一晶圓或中介層（interposer）實現電連接。

在本期集微公開課中，孔旭博士首先系統介紹了Bumping（凸點）工藝的結構特點與制程流程。通過對“2P2M-Copper Pillar”結構的剖析，他詳細講解了種子層（Seed Layer）、再布線層（RDL）、鈍化層（聚酰亞胺層，Polyimide layer）、金屬焊盤（Metal Pad）、氧化層（Oxide layer）等關鍵工序的作用與材料構成。

Bumping工藝通過濺射、光刻、電鍍、回流等多個環節實現芯片與基板的電性互連，是先進封裝（如WLP、Fan-Out、3D封裝）中的關鍵連接工藝之一，直接影響封裝互連密度、電氣性能、可靠性和成本。華天科技憑借自主研發與持續工藝優化，已實現多種結構（包括0P1M、0P2M、1P1M、1P2M-A、1P2M-B、2P2M）的批量生產能力，覆蓋多種高端芯片應用場景。

在工藝流程方面，從晶圓（Wafer）來料、Polyimide層涂布、種子層濺射、RDL圖形化、電鍍銅柱，到最后的回流焊成型，每一步都體現出高精度與高可靠性的工藝控制。孔旭博士特別強調了種子層濺射（Ti/Cu）與RDL層在信號傳輸中的關鍵作用，以及Polyimide層在應力緩沖層、電性絕緣層與酸堿阻擋層方面的多重功能。

WLP（晶圓級封裝）是在晶圓層面完成封裝相關工藝（如芯片側RDL、凸點/焊球、保護層等），常見形式有WLCSP（晶圓級芯片規模封裝）、FOWLP/FOPLP等。WLP的優勢是封裝尺寸小、I/O密度高，適合手機射頻、MCU、MEMS、存儲、傳感器等終端應用。在WLP（晶圓級封裝）領域，華天科技在板級扇出封裝（FOPLP）完成多家客戶不同類型產品驗證，并通過客戶可靠性認證。

在本次集微公開課中，孔旭博士帶來了WLP（晶圓級封裝）工藝流程介紹，講述了1P1M至3P3M等多種結構類型，展示了從晶圓（Wafer）來料、到RDL布線，再到錫球植球（Ball Drop）的全過程，重點解析了2P2M-Ball Drop工藝的流程與特點，包括RDL形成、UBM電鍍、Ball Drop等關鍵步驟，其中Ball Drop技術采用SAC系列錫球，實現高密度、高可靠性的焊接連接。此外，晶圓測試、晶圓研磨、晶圓最終測試、晶圓切割、激光打標、編帶包裝等工序也逐一展開。

孔旭博士指出，華天科技在WLP領域具備完善的全制程能力，體現了華天作為專業封測大廠在商業化方面的專業與實力。

邁向工業4.0：華天智能工廠的建設與實踐

作為本次課程的亮點之一，孔旭博士系統介紹了華天智能工廠的建設背景、難點與成果，以“智能制造”為核心，分享了華天科技智能工廠建設的整體藍圖。

他回顧了華天智能工廠項目從規劃到實施的關鍵階段，闡述了在自動化、信息化、系統集成等方面的創新突破。通過EAP、MES、CIM、ERP等系統深度融合，華天實現了從生產設備到數據管理的全流程自動化與可視化。

面對傳統產線自動化程度低、人力依賴度高、CT時間長等問題，華天科技通過以下四大方面的系統化改造，實現了從“制造”到“智造”的跨越：

• 自動化設備導入：實現晶圓自動搬運、自動檢測與自動派工，人員勞動強度顯著降低；
• OHT天車系統：實現國內封測行業首創導入，目前線上在軌天車60臺，日均搬運量超1.2萬筆，人員減少90%，機臺產能提升5%~10%；
• 自動化檢測與數據上傳：通過AOI、AI檢測實現標準化判定，杜絕人工誤差；
• 業財一體化平臺：通過ERP/MES/CIM系統集成，實現生產、物流、財務信息的實時互通，支撐企業數字化決策。

數據顯示，智能化系統上線后，華天科技產線CT時間提升超過100%，人均產出提升50%，瓶頸機臺稼動率提高20%，充分驗證了智能制造的高效與可靠。

面向未來，華天科技將持續推進智能工廠2.0建設，將重點聚焦：

• 機臺自動化和CIM軟件支持推進；
• WLP天車傳送，工具自動化
• 自動光罩管理系統（Mask Room）與集中供液系統（CDS）、自動光刻膠更換方案等導入；
• 智能排程系統（APS）、產品大數據分析平臺（EDA）建設；
• CRM、SRM系統升級，實現全鏈路信息閉環。

這些舉措將進一步推動華天科技在Bumping、WLP、CP、FC/FT等先進封裝領域的智能化進程，構建更具競爭力的封裝制造生態。

結語

本次集微公開課不僅系統展示了華天科技在先進封裝工藝上的技術積累，更呈現了其在新一代智能制造轉型中的戰略布局與落地成果。隨著半導體產業向更高集成度、更智能制造方向演進，華天科技正以扎實的工藝基礎與前瞻的工廠架構，引領中國封測行業走向更廣闊的未來。