在全球半导体行业步入“后摩尔时代”的大背景下,传统制程技术所带来的性能提升逐渐减缓,而先进封装技术,特别是2.5D与3D堆叠封装技术,正逐步成为推动芯片性能持续增长的重要途径。根据Yole的数据,2022年,全球先进封装市场规模已达443亿美元,占据了整体封测市场的46.6%份额,预计到2028年,这一数字将增长至786亿美元,年复合增长率达到10%。其中,2.5D/3D封装技术的增长速度尤为显著,2022年的市场规模为92亿美元,预计至2028年将突破257.7亿美元大关,年复合增长率高达18.7%。特别是在AI数据中心处理器领域,该技术需求激增,预计从2023年至2029年,出货量将以23%的复合增长率持续扩大。
面对这一蓬勃发展的市场,国际半导体巨头如台积电、三星、英特尔等纷纷加大投入布局,而中国的半导体产业也在加速推进自主创新。在此背景下,物元半导体技术(青岛)有限公司应运而生,作为国内领先的晶圆及先进封装技术企业,物元半导体专注于2.5D/3D集成产品的研发与产业化。2023年初,公司成功建成了国内首条12英寸混合键合先进封装实验线,填补了国内在该领域的技术空白,为国产半导体产业链的完善提供了强有力的支持。
光刻机被誉为半导体制造领域的“工业皇冠上的明珠”,在先进封装工艺中同样扮演着至关重要的角色。凭借其高精度的图形转移能力,光刻机能够将复杂的电路图案从掩膜版精确复制到封装基板上,是实现芯片高密度互连与异构集成的关键设备。混合键合技术作为突破摩尔定律限制的关键途径,通过晶圆级堆叠实现芯片的高密度集成,无需依赖传统的制程微缩,就能显著提升产品性能,同时满足行业对于更高算力、更小尺寸、更低功耗的需求。
物元半导体以“自主创新”为动力,深耕3D集成制造的核心工艺,包括混合键合、硅通孔、减薄技术、深沟槽、化学机械研磨、电镀化学铜等。在WoW、多晶圆堆叠、CoW等核心工艺指标以及制造效率、生产良率方面,公司均处于行业领先地位。公司的长期战略聚焦于建设12英寸混合键合先进封装生产线,致力于为客户提供定制化的先进封装产品和服务。
2025年8月1日,物元半导体迎来了具有里程碑意义的重要时刻——首台光刻机正式入驻产线。这一事件不仅标志着公司在核心工艺能力上取得了重大突破,更意味着其产业化进程迈入了全新的阶段,为后续的大规模量产奠定了坚实的基础。青岛市委常委、副市长耿涛在座谈会上发表讲话时强调,物元半导体项目是青岛市在新一代信息技术产业布局中的战略性工程,对城阳区的产业升级具有深远影响,更将重塑胶东半岛乃至整个山东省的高新技术产业格局。
自落户青岛市城阳区以来,物元半导体取得了显著的发展成就。项目总占地面积达500亩,其中一期工程占地175亩。目前,公司已建成国内首条12英寸晶圆级先进封装专用中试线(1号线),月产能达到2000片。自2023年初投入研发使用以来,这条中试线已成功开发出多款核心产品,并于2024年6月正式进入商业化订单交付阶段。与此同时,2号线的建设也在顺利推进中,已于2024年5月完成主体厂房封顶,预计将于2025年11月正式投产。
在国产化方面,物元半导体同样取得了重大突破。设备的国产化率超过70%,原材料的国产化率更是高达85%以上,充分展示了公司推动中国半导体产业链实现自主可控的坚定决心。在产业化方面,物元半导体也取得了突破性成就,目前,公司已形成了涵盖近存计算AI芯片、新型存储器、Micro-LED新型显示芯片等前沿领域的产品体系,并获得了多个商业化订单。预计年内将完成定制化高带宽存储器1+8堆叠技术的攻关。
3D集成电路技术作为突破半导体物理极限的关键途径,已成为全球产业竞争的焦点。在当前国际形势下,美国对华实施的技术封锁使得3D集成电路技术上升到国家战略高度。中国的“十四五”规划已将其列为重点攻关的“卡脖子”技术领域。面对全球产业巨头在3D-IC领域的激烈竞争,中国正处于实现技术突破的关键窗口期。在此战略机遇期,青岛以物元半导体首台光刻机入驻为重要契机,高规格召开了“3D集成电路产业高地座谈会”,吸引了来自山东省集成电路行业协会、物元半导体、国内多家半导体设备和供应链领军企业、相关银行和投资机构代表、产学合作高校代表等150余人参加。
物元半导体深知“独木不成林”的产业发展规律,将构建协同创新生态作为核心战略。公司制定了产业生态建设方案,打造了贯穿技术创新全链条的产业共同体。一方面,公司积极寻求资本助力,为技术研发和产业扩张提供资金保障。目前,物元半导体已与华通创投共同成立了国内首支“3D集成电路产业发展CVC投资基金”,基金规模达10亿元。同时,公司与北岸控股与多家金融机构签订了战略合作协议,确保资金链的稳定。另一方面,借助青岛的教育资源优势,公司深度探索产学研融合发展模式,与山东大学、哈尔滨工业大学在青岛轨道交通示范区共建了3D-IC产学研基地,推动技术研发与人才培养。
物元半导体还积极践行供应链本土化路线,与合肥欣奕华、中微半导体、中科飞测等10余家上下游企业签订了合作协议,覆盖了设备、材料、检测等关键环节,形成了国产化供应链闭环,降低了对海外技术的依赖。这一系列举措彰显了物元半导体推动产业链协同创新的决心,增强了公司的发展动能和产业活力,也为中国3D集成电路产业关键技术突破提供了宝贵的实践经验。