国产封装设备创企获数千万元融资,产品对标国际大厂,今年订单额超亿元

芯东西(公众号:aichip001)
作者 |  
高歌
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Panken

芯东西9月23日报道,今日,凌波微步半导体科技有限公司(以下简称“凌波微步”)宣布已完成数千万元的A轮融资,本轮融资由创新工场独家投资。

凌波微步成立于2020年,主要专注于半导体封装设备,主要产品为IC球焊机,这也是半导体封装中的核心设备之一。目前,凌波微步已完成数百台设备量产。芯东西等媒体也与凌波微步的创始人兼CEO李焕然、创新工场投资董事兼半导体总经理王震翔,就凌波微步的创建背景、在引线键合方面的技术优势以及对国产封装技术发展等进行了探讨。

国产封装设备创企获数千万元融资,产品对标国际大厂,今年订单额超亿元▲凌波微步公司介绍

一、预计年产能可达2000台,数量达国内市场3成

据李焕然分享,凌波微步半导体科技有限公司成立于2020年12月,主要专注于半导体封装后工序设备研发、生产和销售。凌波微步员工共有70人,其中研发人员20人。核心技术人员主要来自于K&S、ASM等国际半导体设备企业,普遍拥有20年以上的半导体设备行业经验。其生产基地位于常熟,面积接近一万平米,并在深圳和新加坡设有研发中心。

他本人毕业于香港理工大学,拥有工业自动化硕士学位,从事半导体设备行业已有30余年,曾在ASM、太古科技、香港新科等厂商任职。李焕然自认比较喜欢挑战,自2005年开始,创办了多家半导体封装设备公司,曾为德国Hesse设计的自动送料系统是全球销量最大的高端半导体楔焊系统。

国产封装设备创企获数千万元融资,产品对标国际大厂,今年订单额超亿元▲凌波微步半导体科技创始人、CEO李焕然

2019年,李焕然开始组织团队研发IC球焊机技术,之后创办了凌波微步,开始设计、生产半导体球焊机。如今,凌波微步的球焊机已出货数百台。

球焊机的生产流程包括零部件设计、加工、组装和整机、程序的设计组装等。凌波微步产品的零部件组装由供应商进行,其余设计、组装、调试和质量控制等流程由凌波微步自行完成。

当前凌波微步位于常熟的生产基地已经开始逐步实现量产,全部产线量产后,预计IC球焊机产能在一年1500台-2000台之间,其产能大概可以占到国内IC球焊机市场的20%-30%,销售价格大概在25万元-30万元左右。

二、3大核心技术实现高速、高精度引线键合,产品性能已达国际大厂标准

半导体封装工艺可以分为传统封装和先进封装。当前,集成电路的封装绝大多数都是采用传统封装,其中一个关键的工序是引线键合(Wire Bonding)。这一工序通过热压力和超声波能量,使金属线在芯片的焊盘和基板之间连接足够紧密,以实现芯片与基板、芯片与芯片之间的互连。

引线键合工序的核心设备就是IC球焊机,占到了键合设备市场的90%以上。此外,IC球焊机也可用于先进封装中。当前IC球焊机已经综合了超声波焊机、运动控制、精密机械等各类技术,速度精度要求接近物理极限,技术门槛较高。

以温度来说,球焊机在高速运动和静止换线时会产生0.5-1度的温差,这就会影响2-3微米的机器精度,需要进行补偿。

而和光刻机等半导体设备不同,IC球焊机市场的知名度并不高,缺乏明星效应。这也导致IC球焊机市场和大多数半导体设备市场一样被少数国际巨头所垄断。此前,还没有国产厂商在这一市场实现量产。

李焕然称,凌波微步已率先打破了技术壁垒,实现了数百台IC球焊机在国内的量产销售。其IC球焊机具备“快、准、稳、慧”4个特点,球焊机的XY平台加速至100公里/小时仅需0.2秒,Z轴焊头加速至这一速度仅需0.02秒;而在高速运动后,XY平台可以精确停在所需位置,精度在±2微米内;同时,焊接力度能够掌握在±1g;该设备也实现了较高的智能化、自动化。

国产封装设备创企获数千万元融资,产品对标国际大厂,今年订单额超亿元▲IC球焊机技术要求

凌波微步也有3项核心技术,分别是VR线弧、全闭环力控和20K采样频率运动控制。

其中VR线弧可以通过可视化的方法保持线弧形状,加强引线键合质量;全闭环力控也就是凌波微步球焊机能够全程掌握焊接力度的秘诀,保证焊接力度按预定曲线变化;20K采样频率运动控制则是维持设备高精度、高速运行的核心。

国产封装设备创企获数千万元融资,产品对标国际大厂,今年订单额超亿元▲凌波微步三大核心技术

目前,凌波微步在焊线精度、量产稳定性、焊接范围和适应金、银、铜、铝等材料上都达到了国际厂商的产品标准。凌波微步还引入了云端互联技术和AI技术,简化了客户操作。

国产封装设备创企获数千万元融资,产品对标国际大厂,今年订单额超亿元▲凌波微步和国际厂商产品对比

和国外厂商相比,凌波微步的一大优势在于可以更便捷地和国产厂商沟通,为国产厂商提供个性化的服务,按照其物料的变化调整及其参数。

李焕然举了两个例子:一个是电源管理IC的封装。该客户的芯片中需要封装7颗不同的Die,键合线达20余条,包括从引脚到引脚、引脚到芯片和芯片到芯片等。该电源管理IC和传统的1-1.5 mil球焊不同,采用了2.5 mil的铜线。为了实现封装,凌波微步和客户一起进行研发测试,改进设备,最终完成了客户需求。该客户IC球焊机保有量超过百台,借此节省了一千万元的的设备投资。

国产封装设备创企获数千万元融资,产品对标国际大厂,今年订单额超亿元▲电源管理IC封装实例

还有一个案例是高精度、高密度的球栅阵列封装(Ball Grid Array,BGA),该封装技术极大地提升了引脚数量,也增加了封装难度,对引线键合要求较高。目前凌波微步已在国内一家头部封装厂商中,进行了250条焊线、焊盘尺寸为40微米的BGA封装测试。

国产封装设备创企获数千万元融资,产品对标国际大厂,今年订单额超亿元▲BGA封装实例

三、核心技术团队引起创新工场关注

王震翔也分享了创新工场本轮投资的情况。他提到全球半导体设备市场已达700亿美元规模,而凌波微步的产品在IC封测设备中属于难度最高、市场份额最大的一个环节。

此前创新工场研究过这一赛道后,发现半导体设备涉及到多学科、跨学科的研究,开发的周期较长,成本很高,多领域人才十分难找。很多创业团队需要数十年苦行僧一般的研发,才能够有所成就。

近期,中国半导体设备市场开始快速扩大,其增速明显高于全球其他市场。在全球缺芯、扩产的当下,半导体设备供应较为紧张,出现了供应不足的情况,也给了新玩家打入市场的机会。因此创新工场开始关注国产半导体设备领域,凌波微步也引起了他们的注意。

从团队来说,凌波微步的创始人李焕然有着30余年的行业积累,其核心技术人员大多来自国际巨头,还具备多领域自主研发能力,是国内较少的专业人才。

创新工场还做了多方验证,发现凌波微步的核心技术很难被其他厂商所赶超,在产品性能上已经能够对标国际大厂,其服务和价格对国产厂商更有吸引力。在国内,IC球焊机厂商仅有这一家做到了大规模量产,吸引了很多下游客户。

截至目前,凌波微步今年订单额已超过一亿元。王震翔说,他几乎没见过任何一个半导体设备创企能够做到这一步。

结语:凌波微步填补球焊机国产空白

在全球缺芯、扩产的当下,半导体设备市场迎来了快速增长。而在疫情影响下,部分设备已出现了产能不足、供应紧张的问题。

越来越多的国产设备厂商不仅能够带动行业发展,更有利于打破国际巨头的市场垄断。凌波微步的创办,填补了球焊机领域的国产空白,有助于封装厂商实现设备国产替代的需求。