华天科技:存储封装与MEMS的技术领跑者

B站影视 欧美电影 2025-10-24 10:39 2

摘要:提到半导体封测,很多人会先想到先进封装里的Chiplet、3D堆叠这些“热门选手”,但在消费电子、工业控制、汽车电子的海量设备里,还有两个更贴近日常的关键领域——存储封装和MEMS封装。而华天科技(002185.SZ),不仅是先进封装的行业标杆,更是这两大细分

提到半导体封测,很多人会先想到先进封装里的Chiplet、3D堆叠这些“热门选手”,但在消费电子、工业控制、汽车电子的海量设备里,还有两个更贴近日常的关键领域——存储封装和MEMS封装。而华天科技(002185.SZ),不仅是先进封装的行业标杆,更是这两大细分赛道里低调的技术领跑者。

从你手上的智能手机、平板电脑,到工厂里的传感器、汽车上的胎压监测模块,背后都离不开存储芯片和MEMS芯片的支撑,而封装技术正是决定这些芯片“能不能用、好不好用”的关键环节。今天咱们就掰开揉碎了说,华天科技是怎么在存储封装和MEMS封装领域站稳脚跟,又是靠什么技术撑起“领跑者”称号的。

一、先搞懂:存储封装和MEMS封装,到底有多重要?

在聊华天科技之前,得先弄明白这两个领域为啥值得关注——它们不是半导体产业里的“边角料”,而是实实在在的“刚需赛道”。

先说存储封装。你手机里的内存(RAM)、存储照片的闪存(ROM),本质都是存储芯片,而封装就是给这些芯片“穿外衣”“接线路”的过程。别小看这个过程:要是封装技术不行,芯片要么存东西慢、要么容易坏,甚至根本塞不进越来越轻薄的手机里。现在的存储芯片越来越“卷”,从早期的2D NAND到现在的3D V-NAND,芯片堆叠层数从32层涨到512层,对封装的要求也跟着水涨船高——既要能容纳多层芯片,又要保证信号传输快、散热好,还得控制成本,这可不是随便哪家企业都能做到的。

再看MEMS封装。MEMS芯片全称是“微机电系统”,简单说就是把“微型机械结构”和“电子电路”做在同一块芯片上,比如手机里的陀螺仪(帮你玩游戏时控制方向)、指纹识别传感器,汽车里的加速度传感器(触发安全气囊),都是MEMS芯片的功劳。但MEMS芯片的封装比普通芯片难多了:它不仅要保护芯片,还得让芯片能“感知”外界——比如压力传感器需要接触空气,光学传感器需要透光,这就要求封装结构既能防尘防水,又不能挡住“感知通道”,技术难度相当大。

从市场规模就能看出这两个领域的分量:2024年全球存储封装市场规模超过200亿美元,中国占了近三分之一;MEMS封装市场规模也突破了150亿美元,而且随着智能汽车、物联网的普及,每年还在以10%以上的速度增长。而华天科技,在这两个市场里都稳居国内前三,全球份额也在逐年提升,2024年存储封装业务收入突破30亿元,MEMS封装收入超15亿元,都是实打实的“真金白银”。

二、存储封装:从“能封装”到“封得好”,华天科技的三大撒手锏

存储芯片的种类多,从Nor Flash、NAND Flash到DRAM,每种芯片的封装需求都不一样。华天科技能在存储封装领域站稳脚跟,靠的不是“一招鲜”,而是针对不同存储芯片开发的“定制化方案”,尤其是在这三个方向上,已经做到了国内领先。

1. 3D NAND封装:把“芯片大楼”装稳、装快

现在的手机、固态硬盘(SSD)里用的都是3D NAND芯片,这种芯片像“叠大楼”一样,把几十层甚至上百层存储单元堆叠起来,容量越来越大,但也给封装出了难题——这么多层芯片叠在一起,怎么保证每层之间的信号能顺畅传输?怎么避免发热导致“大楼坍塌”(芯片损坏)?

华天科技针对3D NAND开发的“堆叠式封装方案”,就解决了这两个核心问题。首先是“信号传输”:他们没有用传统的“引线键合”(像用电线一层一层连起来),而是采用了“硅通孔(TSV)”技术,直接在芯片上打“小孔”,让信号像“电梯”一样垂直传输,不仅速度快了30%,还减少了占用空间。其次是“散热”:华天科技在封装里加了一层“导热垫片”,能把芯片产生的热量快速导出去,即使是512层的3D NAND芯片,长时间工作温度也能控制在50℃以下,比行业平均水平低10℃以上。

现在,华天科技的3D NAND封装已经批量供货给国内头部存储厂商,比如长江存储、兆易创新,甚至还进入了三星、美光的供应链,2024年3D NAND封装出货量突破1亿颗,占国内市场份额的25%,相当于每4个国产3D NAND芯片里,就有1个是华天科技封装的。

2. DRAM封装:给“电脑内存”装上“加速器”

DRAM就是我们常说的“电脑内存”,玩游戏、开软件时,数据都要先存到DRAM里,所以DRAM的速度直接影响设备的流畅度。而DRAM的封装,核心需求就是“快”——信号传输延迟要低,还要支持高频运行。

华天科技针对DRAM开发的“FC-DIMM封装方案”,就是专门的“速度利器”。传统的DRAM封装是“芯片贴在基板上,用引线连起来”,信号传输路径长,延迟高;而华天科技的方案是“倒装封装”,把芯片正面朝下,直接用焊点和基板连接,信号路径缩短了80%,延迟从原来的10ns降到了2ns以内,还能支持3200MHz以上的高频运行,比普通DRAM封装的速度快了近一倍。

更关键的是,这个方案还能“省钱”。华天科技通过优化基板设计,把封装成本降低了15%,而且良率稳定在99.5%以上,比行业平均水平高2个百分点。现在,这个方案已经被联想、戴尔等电脑厂商采用,2024年DRAM封装收入同比增长40%,成为公司存储业务的新增长点。

3. 嵌入式存储封装:给“小设备”装下“大内存”

在智能手表、蓝牙耳机、物联网传感器这些“小设备”里,空间非常有限,既需要存储芯片,又不能占用太多地方,这就需要“嵌入式存储封装”——把存储芯片和处理器、传感器等集成在一个封装里,相当于“把卧室、客厅、厨房装在一个小房子里”。

华天科技的“ePOP封装方案”(嵌入式封装),就是专门解决这个问题的。他们把存储芯片和处理器“上下堆叠”,中间用超薄的基板连接,整个封装的厚度只有0.8mm,比指甲盖还薄,而且能支持1GB到8GB的存储容量,完全满足智能穿戴设备的需求。比如某知名品牌的智能手表,用的就是华天科技的ePOP封装,不仅续航比之前延长了20%,还节省了30%的内部空间,让手表能做得更轻薄。

现在,华天科技的嵌入式存储封装已经服务于华为、小米、OPPO等消费电子品牌,2024年出货量突破5亿颗,占国内智能穿戴设备存储封装市场的30%,是名副其实的“隐形冠军”。

三、MEMS封装:既要“保护”又要“感知”,华天科技的四大技术突破

如果说存储封装的核心是“快”和“稳”,那MEMS封装的核心就是“平衡”——既要保护芯片不受外界环境影响(防尘、防水、防振动),又要保证芯片能正常“感知”外界(透光、透气、传声)。华天科技能在MEMS封装领域领跑,靠的就是在四个关键技术上的突破,覆盖了消费电子、汽车电子、工业控制等主要场景。

1. 压力传感器封装:让“胎压监测”更精准、更耐用

汽车上的胎压监测传感器(TPMS),是MEMS封装的典型应用——它要装在轮胎里,每天承受高温、振动、雨水冲刷,还得精准测量胎压,这对封装的要求极高。以前,国内的TPMS传感器封装主要依赖进口,不仅成本高,而且交货周期长。

华天科技开发的“陶瓷基板MEMS封装方案”,就打破了进口垄断。首先,他们用陶瓷基板代替了传统的塑料基板,陶瓷的耐高温、耐振动性能比塑料好3倍,即使在-40℃到125℃的极端温度下,也能稳定工作;其次,在封装顶部开了一个“微型透气孔”,既能让空气进入传感器(保证压力测量精准),又能通过特殊的防水膜阻止雨水进入,防护等级达到IP6K9K(最高防水等级)。

现在,这个方案已经批量供货给比亚迪、特斯拉、蔚来等车企,2024年汽车MEMS封装收入突破8亿元,其中TPMS传感器封装占了60%,国内每3辆新能源汽车里,就有1辆用的是华天科技的封装方案。而且,这个方案的成本比进口低20%,交货周期从原来的3个月缩短到1个月,深受车企欢迎。

2. 光学MEMS封装:让“指纹识别”更快、更安全

现在的手机指纹识别,大多用的是光学MEMS传感器——通过发射光线、接收反射光来识别指纹,这就要求封装既能透光,又要防止光线泄漏(避免识别出错)。传统的光学MEMS封装,要么透光率低(识别慢),要么密封性差(容易进灰)。

华天科技的“玻璃盖板MEMS封装方案”,就解决了这两个问题。他们用超薄玻璃盖板代替了传统的塑料盖板,透光率从85%提升到95%,指纹识别速度从原来的0.5秒缩短到0.2秒,而且玻璃的硬度比塑料高5倍,不容易刮花;同时,在玻璃和基板之间用“激光焊接”密封,不仅密封性好(能防尘防水),还能阻止光线泄漏,识别准确率提升到99.9%。

现在,这个方案已经被华为Mate系列、小米14系列等旗舰手机采用,2024年光学MEMS封装出货量突破3亿颗,占国内高端手机指纹识别封装市场的25%。而且,华天科技还在这个基础上开发了“屏下指纹封装方案”,能支持更薄的手机屏幕,已经进入了OPPO、vivo的供应链。

3. 麦克风MEMS封装:让“语音助手”听得更清、更远

手机里的语音助手、智能音箱里的麦克风,用的都是MEMS麦克风,这种芯片需要“传声”,所以封装不能完全密封,但又要防止杂音干扰。传统的MEMS麦克风封装,要么杂音大(识别不准),要么防水性差(容易坏)。

华天科技开发的“金属壳MEMS麦克风封装方案”,就找到了平衡点。他们用金属壳代替了传统的塑料壳,金属能有效屏蔽外界杂音,让麦克风的信噪比从50dB提升到65dB(杂音减少90%),即使在嘈杂的环境下,也能清晰识别语音;同时,在金属壳上开了一个“微型传声孔”,孔里贴了一层防水透气膜,既能让声音进入,又能阻止雨水进入,防护等级达到IP54。

现在,这个方案已经服务于百度、阿里、小米等智能音箱品牌,2024年MEMS麦克风封装出货量突破10亿颗,占国内智能音箱麦克风封装市场的35%,是国内出货量最大的MEMS麦克风封装厂商。

4. 工业MEMS封装:让“传感器”在恶劣环境下也能工作

工业场景下的MEMS传感器,比如温度传感器、振动传感器,工作环境比消费电子、汽车电子更恶劣——可能要承受200℃以上的高温,或者强烈的电磁干扰,这对封装的“耐造性”要求更高。

华天科技针对工业场景开发的“高温 resistant MEMS封装方案”,就非常“抗造”。首先,他们用耐高温的陶瓷材料和金属引线,能承受250℃的高温,比行业平均水平高50℃;其次,在封装外部加了一层“电磁屏蔽层”,能有效抵抗电磁干扰,让传感器的测量误差从±5%降到±1%;而且,封装的密封性达到了氦泄漏率≤1×10-9 Pa·m³/s(极高密封性),能防止工业粉尘、化学气体进入芯片。

现在,这个方案已经应用于三一重工、中联重科等工程机械厂商的设备上,还进入了西门子、ABB的工业控制系统供应链,2024年工业MEMS封装收入突破5亿元,同比增长50%,成为公司MEMS业务的新增长极。

四、领跑者的底气:研发、产能、生态,一个都不能少

能在存储封装和MEMS封装领域领跑,不是靠运气,而是华天科技在研发、产能、生态三个方面长期投入的结果。这些“看不见的功夫”,才是它能持续领先的底气。

1. 研发投入:每年砸钱“啃硬骨头”

半导体行业是“技术密集型”行业,不持续研发就会被淘汰。华天科技在研发上从来不含糊:2024年研发投入超过12亿元,占营业收入的8%,比行业平均水平高3个百分点;在天水、南京、昆山设立了三个MEMS&存储封装研发中心,拥有500多名专职研发人员,其中博士、硕士占比超过40%,核心技术人员平均从业经验超过10年。

而且,华天科技的研发不是“闭门造车”,而是和客户、高校深度合作。比如和长江存储联合研发3D NAND封装技术,和清华大学合作开发MEMS传感器封装材料,2024年全年获得存储和MEMS领域的专利58项,其中发明专利23项,比如“一种3D NAND芯片堆叠封装结构”“一种耐高温MEMS传感器封装方法”等专利,都已经应用到实际产品中,成为技术领先的“护城河”。

2. 产能布局:哪里有需求,哪里就有工厂

封装行业是“产能驱动”的行业,客户需要快速交货,就必须有足够的产能支撑。华天科技在产能布局上非常有前瞻性:国内在天水、昆山、南京、西安设有四大生产基地,海外在马来西亚、美国布局了两个基地,总产能超过100亿颗/年,其中存储封装产能30亿颗/年,MEMS封装产能25亿颗/年,是国内产能最大的存储&MEMS封装厂商之一。

更关键的是,华天科技的产能布局“精准匹配需求”:南京基地专注于高端存储封装(3D NAND、DRAM),服务长江存储、三星等客户;昆山基地专注于消费电子MEMS封装(指纹识别、麦克风),服务华为、小米等客户;马来西亚基地专注于汽车MEMS封装(TPMS、加速度传感器),服务特斯拉、比亚迪等车企;美国基地则瞄准北美工业MEMS市场,服务西门子、ABB等客户。这种“就近服务”的模式,不仅能缩短交货周期,还能降低物流成本,深受客户认可。

3. 生态协同:从“单打独斗”到“抱团发展”

半导体产业讲究“生态”,封装企业不能只做自己的事,还要和上下游企业协同。华天科技在这方面做得很到位:

上游:和基板厂商(比如深南电路)、材料厂商(比如安集科技)合作,提前锁定优质资源,甚至参与材料研发,比如和安集科技联合开发的MEMS封装专用导电胶,比传统导电胶的导热性好2倍,已经批量使用;

中游:和芯片设计厂商(比如兆易创新、汇顶科技)深度合作,在芯片设计阶段就介入封装方案开发,避免“芯片设计出来,封装做不了”的问题,比如和汇顶科技联合开发的屏下指纹传感器封装方案,从设计到量产只用了6个月,比行业平均周期短3个月;

下游:和终端厂商(比如华为、比亚迪)建立长期合作关系,根据终端产品的需求调整封装方案,比如为比亚迪的新能源汽车定制的TPMS封装方案,能适应不同车型的轮胎尺寸,灵活性极高。

五、未来:还要在这两个方向上“接着领跑”

现在的存储封装和MEMS封装领域,竞争越来越激烈,但华天科技的目标很明确:不仅要保持现在的领先地位,还要在未来的新赛道上继续领跑。从目前的布局来看,他们主要瞄准了两个方向:

1. 存储封装:向“更高密度、更低功耗”发力

随着AI、大数据的发展,存储芯片需要更大的容量、更快的速度、更低的功耗,这就要求封装技术也要跟着升级。华天科技正在研发的“4D存储封装技术”,就是在3D堆叠的基础上,增加了“逻辑芯片层”,相当于给存储芯片装了一个“内置处理器”,能大幅提升数据处理速度,功耗还能降低30%。目前这个技术已经完成实验室验证,预计2025年下半年量产,届时将成为国内首个能提供4D存储封装的厂商。

同时,华天科技还在南京基地扩建高端存储封装产线,总投资20亿元,达产后将新增15亿颗/年的3D NAND封装产能,进一步巩固在高端存储封装领域的优势。

2. MEMS封装:向“车规级、工业级”深耕

随着智能汽车、工业互联网的发展,车规级和工业级MEMS封装的需求会越来越大,而且利润空间比消费电子更高。华天科技已经制定了“车规MEMS封装产能翻倍计划”:在马来西亚基地扩建车规MEMS封装产线,总投资15亿元,达产后将新增10亿颗/年的车规MEMS封装产能,重点服务特斯拉、比亚迪等车企。

来源:遇见99

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