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微系统研究院“一把手谈工艺振兴”

发布时间:2020-03-25    【来源:微系统研究院】

随着“工业4.0”等概念提出,先进制造迅猛发展,特别是新一代电子装备向着高频段、高增益、高密度、高精度、小型化方向发展,对制造工艺技术提出了更高要求。微系统技术是系统级芯片(SOC)与系统级封装(SiP)技术结合产物,是更高集成密度发展趋势,没有高水平工艺就没有微系统技术的快速发展。航天科工微系统技术有限公司,定位于核心芯片到复杂微系统一体化解决方案,通过加强微系统基础工艺研究,开展微系统新工艺研发和新材料应用,为复杂微系统研制生产提供支撑和保障。

一、工艺工作回顾

201811月微系统公司成立以来,高度重视微系统工艺研发和工艺人才队伍建设工作,初步组建了由资深工艺师牵头,博士、硕士等组成的年富力强工艺师团队,放手让他们承担科研和产品工艺研究重任,通过到合作单位学习和实践,提升工艺线建设经验、熟悉规章制度、增强管理能力;注重生产过程控制,编写工艺管理制度文件十余份,涉及工艺评审、关键工序、物料管理、生产过程控制管理等,进一步规范了公司的工艺管理;积极开展工艺创新,“微波/毫米波SIP组件三维组装与互联技术”获得国家基础科研重点项目支持;围绕双频微阵列、T/R组件等重点产品,解决工艺难题,高可靠组装焊接、功率芯片及热沉载体高焊透共晶焊等工作取得较大进展,推动了产品研制工作顺利进行。

二、工艺工作存在问题及差距

一年多来,工艺工作取得了进步,但是与日新月异飞速发展的微系统技术要求和集团公司对我们的期望相比还有很大差距。

1.2019年在元器件组装焊接、共晶焊等基础工艺方面虽然取得进展,但微系统基础工艺体系化发展程度不高,还有较多短板,在三维异构集成工艺等关键工艺技术上还有较多“技术瓶颈”,还没有形成高水平的射频微系统制造成套工艺。

2.以跟踪国内外先进制造工艺为主,自主创新能力弱,缺少具有自主知识产权的核心工艺,先进工艺技术水平亟待提高。

3.工艺师队伍人数偏少,力量还比较薄弱,工程实践经验欠缺,尚不能满足工艺技术和产品研发需要,亟待加强。

4.微系统新材料应用和新工艺研发环节投入不足,主要元器件和关键材料仍以进口为主,难以实现进口替代,迫切需要加大研发投入,下大力气攻克“瓶颈”,解决自主可控。

三、工艺工作目标及发展思路

2020年是“十三五”规划收官之年,也是“十四五”规划布局之年。对照集团公司战略发展方案,微系统公司工艺工作将围绕先进工艺技术研发、产品工艺制造和工艺能力提升与建设全面展开,进一步推动工艺人员尽快成长、工艺水平持续提升,为重点产品研发做好工艺保障,为新一代产品研发做好储备,具备承担更繁重、更复杂微系统研发和生产的能力。

1.微系统工艺发展思路

针对信息电子装备发展存在的工艺技术薄弱环节,聚焦微系统三维SiP系统集成、智能制造等工艺难点,突出微系统急需工艺技术,集智合力在重点方向上取得突破,促进先进工艺创新能力和制造能力的提高,提升自主可控;加强工艺技术体系建设,深入开展射频微系统三维异质/异构集成新概念、新原理和新方法等前瞻性工艺技术研究,取得一批原创工艺成果,增强基础研究能力和前沿技术储备,为新一代电子装备研制提供有力支撑和保障。

2.微系统工艺工作目标

围绕双频微阵列和新型射频前端等重点产品,开展多温度梯度三维组装焊接、高精度芯片堆叠、功率芯片纳米金属烧结、模块/组件气密封装等工艺技术研究,形成微组装成套工艺,通过自动化微组装工艺线建设,具备一定批量制造能力。进一步开展三维异质/异构集成工艺研发和制造能力建设,使射频微系统/微模组的技术先进性、批产稳定性、质量可靠性和经济可承受性均有较大幅度提高,为实现微系统自主可控夯实基础。

四、工艺技术发展具体举措

1.结合“十四五”规划论证,组织开展先进微系统基础工艺技术研究,制定工艺发展路线图,完成国家基础科研项目验收,积极争取新的国家科研项目。针对研发过程中和未来需要面对的共性、基础、关键的工艺技术,加强工艺技术研发的前瞻性,为微系统公司可持续发展奠定基础。

2.完善工艺研发人才结构,加快研发和技能人才队伍培养和建设。不断完善工艺线建设和管理,持续提升工艺技术水平,逐步建立自主可控的射频微系统生产制造能力,提高生产效率和产品质量。

3.充分利用微系统公司国外合作平台,特别是在系统级芯片(SOC)、三维集成复杂微系统和三维电磁场仿真软件等方面的技术优势,建立射频微系统工程应用中心,以背景应用项目和预研项目为牵引,掌握国际先进集成工艺技术,为微系统研发及应用提供良好支撑。

新一代微系统技术发展和产品研发任重而道远,微系统公司将按照集团公司和航天发展要求,加强与国内外研究机构和高校联合,创新发展微系统先进工艺技术,加快建设集成制造能力,为实现新一代微系统技术和产品提供坚实工艺保障。

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