成为半导体产业大国，设备要先行

近日，EAC2024易贸汽车产业大会暨产业展在苏州国际博览中心盛大召开。本次展会聚焦新能源、智能驾驶、内外饰与智能座舱3大领域，由30场论坛、7展区以及20+同期行业活动构成，芯师爷专访了国内数家汽车电子产业链的优秀企业，特别推出专题报道。

本文为芯师爷专访苏州博众半导体有限公司（以下简称：博众半导体）研发总监付江波的实录。

苏州博众半导体有限公司是博众精工科技股份有限公司的直属子公司，依托博众精工二十余年技术积累，立足于半导体。并通过与清华大学、哈尔滨工业大学等国内知名高校开展产学研合作，为AI、光通信等领域客户提供满足先进封装要求的高精度、高速度、高稳定性的半导体贴装设备，以及高效的芯片AOI检测设备。

超高速光模块作为数据传输的核心组件，在数据中心、5G通信、高速互联网等领域的需求日益增长。然而，随着需求量的激增，光模块制造行业也面临着前所未有的挑战。

从技术角度来看，高速率的演进是当前光模块行业的核心挑战之一。随着数据中心对带宽需求的增加，光模块的速率正向800G甚至1.6T等更高速率发展。器件封装的高精度和可靠性是关键，这不仅需要在光电子器件的设计和制造上进行创新，还要求材料科学和制造工艺的同步进步。

散热性问题也是制约光模块技术发展的瓶颈之一。高速运行的光模块会产生大量热量，如何有效散热，保证模块稳定运行，是设计中必须考虑的重要因素。

从供应链角度来看，供应链的管理以及成本的控制也是制造商不容忽视问题。随着光模块向更高速率发展，所需的高端材料和精密工艺导致成本不断攀升。如何在保持竞争力的同时，有效控制成本，也是制造商需要解决的难题。

数据中心光模块与车规级光模块在封装上有一定的差别和共性。数据中心光模块通常注重高带宽、高速传输和低功耗，采用小型化、密集型的封装设计以适应高密度的服务器机架和交换机环境。车规级光模块封装需要满足汽车电子领域的特殊要求，以确保在车辆环境中的可靠性、稳定性和高性能。在车规级芯片封装中，除涉及高可靠性、高精度、高散热、小尺寸的要求外，还可能涉及其他技术和考虑因素，如结构应力配合、水汽隔绝密封、高强度耐老化、离子迁移等技术难点的攻克，以及散热效率、功率密度、抗振动冲击、适应温度范围等方面的优化。

不同的车规级光模块封装方案可能会有所差异，具体的封装方式会根据光模块的应用场景、性能要求、成本等因素进行选择和优化。同时，随着技术的不断发展，车规级光模块封装也在不断演进和创新，以满足汽车智能化和网联化的发展需求。尽管如此，两者在追求高性能、低延迟和成本效益方面具有共性，都需要高精度的贴片机设备及封装技术来提升整体性能和可靠性，并且光模块产业与激光雷达高度协同，配套生产设施可共用，鉴于激光雷达与光模块在收发模块上的相似性，光模块产业链公司可将在该领域积累的技术、工艺、供应链采购规模和产能等方面的优势复用于激光雷达业务。

我们了解到，除了传统的北美、欧洲市场，光模块企业正在将产业逐步转移至东南亚、南亚和非洲等新兴市场，东南亚作为全球未来重要的电子产品制造基地，据不完全统计，已有近80家规模不一的光通信企业在此设立工厂或办事处。

目前，博众半导体面向光通信行业的星威系列共晶贴片机已率先进入海外市场，凭借创新技术、高端产品和客制化服务等核心优势，在海外市场逐渐崭露头角。对于博众半导体的国际化进程，我们信心十足。为高度响应光模块行业的发展趋势，下一步我们也将瞄准东南亚市场，特别是马来西亚、越南、泰国等国家。同时，我们也在规划设立东南亚地区的本土化生产基地以降低成本并提高市场响应速度。

在产品层面，博众半导体将继续紧贴市场需求，专注于半导体工艺装备，进行技术创新与产品迭代，不断开发满足市场发展的产品，争取为客户创造价值的最大化。在业务层面，将秉承内外兼顾、深耕细分市场的策略，持续强化国际团队建设，搭建安全可靠的供应链，加强国际化发展的探索与实践，为全球客户提供更多元的产品及服务。

光模块的快速发展离不开上下游产业链的协同推进。这包括光器件、光芯片、电芯片和结构件等制造商，以及封装及测试设备供应商等的共同努力。只有产业链各环节的紧密协作，才能确保光模块行业持续发展。 

在海量的超高速光模块需求量背景下，光模块制造成本、工艺提升面临极高的技术挑战，需要使用高精度、高稳定性、高灵活性的自动化工艺设备，才能保证所生产的高性价比光模块，具备一致性、稳定性、可靠性，促进光通讯行业的蓬勃发展，满足人工智能时代的需求。博众半导体的星威系列EH9721型全自动高精度共晶贴片机是光电子器件、光模块封装工艺的理想设备，该设备兼具共晶贴片、 蘸胶贴片及Flip Chip贴片功能，可满足多芯片、多工艺的贴装场景。先进的设计和高质量的驱动结构使其贴片精度可达±3μm，可满足光模块单芯片及多芯片高密度的贴装需求，兼容CoC、CoB、CoS等多种封装工艺，并且可根据客户需求选配UV加热、画胶、打螺丝等特殊功能。值得一提的是，该系列设备经过多次技术升级迭代，目前已储备头部加热、大尺寸共晶台、高精度闭环力控等关键技术布局，能够通过高效高可靠性的共晶加热系统，以降低热应力和机械应力对激光芯片性能的影响，且高精度闭环力控的ZR模组，更适应高长宽比激光芯片的贴合。

相较于400G光模块，800G和1.6T光模块需要更高的信号完整性和更低的功耗，这要求封装技术能够有效减少信号损耗和热量积聚。具体来说，800G/1.6T 光模块在封装方面通常有以下需求：

• 更高精度：随着光模块不断迭代升级，对组装精度要求更高，需要更高精度的设备。例如，采用 CPO 技术将光学通信组件与电子芯片放置在同一个封装内，可实现更短的信号传输路径和更高性能。

• 高集成度：如硅光模块将激光器、调制器、探测器高度集成在硅光芯片上，同时有效控制功耗。这有助于减少封装体积，提高模块的密度和性能。

• 低成本：通过提高集成度来降低封装成本，并且硅基材料可大尺寸制造，也有助于降低硅基芯片成本。 

• 工艺简化：使用兼容成熟的 CMOS 工艺，可简化封装工艺。在向 800G、1.6T 升级时，相比传统光模块工艺步骤大幅增加的情况，硅光芯片只需多设计几个通道，工艺变化相对较小。

 此外，800G和1.6T光模块对材料和工艺的要求也更高。封装材料需要具备更好的热导率和电绝缘性能，以应对高功率密度带来的散热和电气隔离挑战。