深度解析华天科技Bumping、WLP与智能工厂的进阶之路

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全球半导体产业竞争日益激烈，随着芯片制程微缩接近物理极限，通过先进封装技术来提升整体系统性能并降低成本，已成为延续摩尔定律的关键路径之一。这也使得先进封装技术在半导体产业链中的价值和战略地位日益提升。

调查机构Yole Group数据显示，2024年先进封装市场达到460亿美元，较2023年回暖后同比增长19%。Yole Group预计市场将在2030年超过794亿美元，2024年~2030年复合年均增长率（CAGR）达9.5%，人工智能（AI）与高性能计算（HPC）需求成为复苏周期主要驱动力。

作为国内半导体封装行业的领军企业，华天科技通过多年技术积累和创新布局，已在Bumping（凸点）、WLP（晶圆级封装）等先进封装技术领域取得显著进展，同时积极推动智能制造转型升级，为半导体产业的创新发展注入新动力。

10月31日，集微网举办第86期“集微公开课”活动，特邀请华天科技先进真空技术专家孔旭博士，带来了“华天科技Bumping、WLP及智能工厂介绍”的主题分享，为大家重点讲解了Bumping（凸点）、WLP（晶圆级封装）等先进封装工艺的技术细节与发展趋势，还特别介绍了华天科技在智能工厂建设、自动化生产以及降本增效方面的实战经验。

深度解析先进封装技术：Bumping与WLP

据悉，华天科技已掌握Bumping（凸点）、WLP（晶圆级封装）、SiP（系统级封装）、FC（倒装芯片）、TSV（硅通孔）、Fan-Out（扇出型）等多项集成电路先进封装技术，技术水平处于国内行业领先地位。

其中，Bumping（凸点）是在晶圆或芯片封装过程中，在芯片焊盘（或晶圆裸片）上形成一系列微小焊球、铜柱或金属凸块，用于之后的倒装芯片（FC）、晶圆级封装（WLP）、2.5D/3D封装中与基板、载板、另一晶圆或中介层（interposer）实现电连接。

在本期集微公开课中，孔旭博士首先系统介绍了Bumping（凸点）工艺的结构特点与制程流程。通过对“2P2M-Copper Pillar”结构的剖析，他详细讲解了种子层（Seed Layer）、再布线层（RDL）、钝化层（聚酰亚胺层，Polyimide layer）、金属焊盘（Metal Pad）、氧化层（Oxide layer）等关键工序的作用与材料构成。

Bumping工艺通过溅射、光刻、电镀、回流等多个环节实现芯片与基板的电性互连，是先进封装（如WLP、Fan-Out、3D封装）中的关键连接工艺之一，直接影响封装互连密度、电气性能、可靠性和成本。华天科技凭借自主研发与持续工艺优化，已实现多种结构（包括0P1M、0P2M、1P1M、1P2M-A、1P2M-B、2P2M）的批量生产能力，覆盖多种高端芯片应用场景。

在工艺流程方面，从晶圆（Wafer）来料、Polyimide层涂布、种子层溅射、RDL图形化、电镀铜柱，到最后的回流焊成型，每一步都体现出高精度与高可靠性的工艺控制。孔旭博士特别强调了种子层溅射（Ti/Cu）与RDL层在信号传输中的关键作用，以及Polyimide层在应力缓冲层、电性绝缘层与酸碱阻挡层方面的多重功能。

WLP（晶圆级封装）是在晶圆层面完成封装相关工艺（如芯片侧RDL、凸点/焊球、保护层等），常见形式有WLCSP（晶圆级芯片规模封装）、FOWLP/FOPLP等。WLP的优势是封装尺寸小、I/O密度高，适合手机射频、MCU、MEMS、存储、传感器等终端应用。在WLP（晶圆级封装）领域，华天科技在板级扇出封装（FOPLP）完成多家客户不同类型产品验证，并通过客户可靠性认证。

在本次集微公开课中，孔旭博士带来了WLP（晶圆级封装）工艺流程介绍，讲述了1P1M至3P3M等多种结构类型，展示了从晶圆（Wafer）来料、到RDL布线，再到锡球植球（Ball Drop）的全过程，重点解析了2P2M-Ball Drop工艺的流程与特点，包括RDL形成、UBM电镀、Ball Drop等关键步骤，其中Ball Drop技术采用SAC系列锡球，实现高密度、高可靠性的焊接连接。此外，晶圆测试、晶圆研磨、晶圆最终测试、晶圆切割、激光打标、编带包装等工序也逐一展开。

孔旭博士指出，华天科技在WLP领域具备完善的全制程能力，体现了华天作为专业封测大厂在商业化方面的专业与实力。

迈向工业4.0：华天智能工厂的建设与实践

作为本次课程的亮点之一，孔旭博士系统介绍了华天智能工厂的建设背景、难点与成果，以“智能制造”为核心，分享了华天科技智能工厂建设的整体蓝图。

他回顾了华天智能工厂项目从规划到实施的关键阶段，阐述了在自动化、信息化、系统集成等方面的创新突破。通过EAP、MES、CIM、ERP等系统深度融合，华天实现了从生产设备到数据管理的全流程自动化与可视化。

面对传统产线自动化程度低、人力依赖度高、CT时间长等问题，华天科技通过以下四大方面的系统化改造，实现了从“制造”到“智造”的跨越：

• 自动化设备导入：实现晶圆自动搬运、自动检测与自动派工，人员劳动强度显著降低；
• OHT天车系统：实现国内封测行业首创导入，目前线上在轨天车60台，日均搬运量超1.2万笔，人员减少90%，机台产能提升5%~10%；
• 自动化检测与数据上传：通过AOI、AI检测实现标准化判定，杜绝人工误差；
• 业财一体化平台：通过ERP/MES/CIM系统集成，实现生产、物流、财务信息的实时互通，支撑企业数字化决策。

数据显示，智能化系统上线后，华天科技产线CT时间提升超过100%，人均产出提升50%，瓶颈机台稼动率提高20%，充分验证了智能制造的高效与可靠。

面向未来，华天科技将持续推进智能工厂2.0建设，将重点聚焦：

• 机台自动化和CIM软件支持推进；
• WLP天车传送，工具自动化
• 自动光罩管理系统（Mask Room）与集中供液系统（CDS）、自动光刻胶更换方案等导入；
• 智能排程系统（APS）、产品大数据分析平台（EDA）建设；
• CRM、SRM系统升级，实现全链路信息闭环。

这些举措将进一步推动华天科技在Bumping、WLP、CP、FC/FT等先进封装领域的智能化进程，构建更具竞争力的封装制造生态。

结语

本次集微公开课不仅系统展示了华天科技在先进封装工艺上的技术积累，更呈现了其在新一代智能制造转型中的战略布局与落地成果。随着半导体产业向更高集成度、更智能制造方向演进，华天科技正以扎实的工艺基础与前瞻的工厂架构，引领中国封测行业走向更广阔的未来。