半导体 IC 球焊设备国产厂商,凌波微步半导体科技(以下简称 “凌波微步”)近日宣布完成数千万 A 轮融资,由创新工场独家投资。本轮融资将助力凌波微步快速扩充产能,加快在封装领域其他核心设备的研究开发和市场推广,从而进一步推动半导体核心设备的国产化水平与进程,为中国半导体产业逐步实现自主可控添砖加瓦。

凌波微步成立于 2020 年,是一家专注于自主研发、生产、销售半导体封装设备及提供解决方案的高端装备制造企业,致力于为客户提供高速度、高精度、稳定可靠的封装设备。

创新工场投资董事兼半导体总经理王震翔表示,随着人工智能、大数据、5G、物联网以及汽车电子等新技术和新产品的广泛应用,半导体产业已是国民经济的基础性支撑产业,中国已经是全球芯片进口和消费最大的国家。作为芯片产业的上游,半导体设备是半导体生产、封测的关键支撑。

芯片制造链条中的核心工序

中国不仅是集成电路芯片 IC 元器件需求的大国,也是 IC 封装生产大国。半导体封装设备的市场需求持续增长,2020 年半导体制造设备的全球销售额比上年增长 19%,达到约 712 亿美元, 封装设备大约 50 亿美元。 其中中国大陆半导体制造设备销售额为 181 亿美元,排世界第一位。

半导体设备可以分为晶圆制造设备、封装设备、测试设备和其他,其中封装是半导体制造过程中的最后一个环节。

全球半导体行业的景气度提升及中国半导体行业的高速发展给半导体设备行业带来全新的机遇。值得注意的是,作为 IC 封装环节最核心最关键的球焊设备却长期依赖进口,这不仅造成下游客户成本高昂,且个性化要求得不到响应。对于龙头封装企业而言,既要考量成本,又要避免核心设备的供应链 “卡脖子” 的安全问题,中小封装企业所承受的成本压力更大,是先行采用国产的用户群体。

凌波微步 CEO 李焕然介绍,在半导体封装环节中,引线键合是其中的核心工序。“引线键合” 是采用细金属线,利用热、压力、超声波能量为使金属引线与芯片焊盘和基板焊盘紧密焊合,实现芯片与基板间的 电气互连和芯片间的信息互通,是集成电路封测最重要的一环。

在凌波微步所处的赛道中, IC 球焊机 (Ball Bonder) 正是芯片引线键合的核心设备,被誉为是封装设备的 “皇冠”。“IC 球焊机技术难度很高,速度精度要求接近物理极限。法拉利 F430 由起步加速至 100 公里/小时仅需 4 秒,但我们 IC 球焊机的 XY 平台只需 0.2 秒,是其 20 倍;Z 轴焊头更只需 0.02 秒,是其 200 倍。”

因为涉及半导体封装,精密度要求极高。“凌波微步 IC 球焊机 XY 平台从 100 公里/小时减速至 0,同样也只需 0.2 秒的时间,并且停在给定位置的±1 微米范围内; 世界上最小的细菌——薇浆菌的长度是 0.3 微米”。

自主创新, 打造 “专精特新” 的 “隐形冠军”

正因为 IC 球焊机制造难度极大,技术壁垒极大,标准化程度很高,目前全球市场处于美国 K&S、荷兰 ASM、日本 KAJIO 等国际寡头垄断状态。

随着中国在先进制造领域实力的增强,性能良好、性价比高、服务接地气的国产设备厂商也迎来了发展的良机。

凌波微步在深圳和新加坡设有研发中心,在江苏常熟建立生产基地,厂房面积近万平米。

凌波微步的主要产品为 IC 球焊机,产品技术壁垒极高,涉及到机械结构、运动控制、机器视觉等多交叉学科,是集高速度、高精度、稳定可靠于一体的工业机械设备。李焕然介绍,凌波微步的设备性能与国际品牌相当,同时集合云端技术,人工智能技术,以及利用优质服务,和成本优势,在竞争中取得优势。目前,中国 IC 球焊机市场过往多年由国际厂商主导,成立不到一年的凌波微步迅速领跑国产设备市场,成为国产品牌中最快达到数百台规模化量产的隐形冠军企业。

凌波微步核心团队成员核心成员来自 K&S,ASM 等企业,拥有 20 年以上的半导体设备行业经验。公司创始人、CEO 李焕然有 30 余年的半导体设备行业经验,硕士毕业于香港理工大学工业自动化专业,曾在 ASM、太古科技、香港新科等多家国际知名公司任职,持有多项行业相关专利。

目前,凌波微步的主流机型焊线速度、精度和稳定性已达到世界一流企业的水平。已有多家单一客户采购量超百台,凌波微步也是目前国内唯一一家实现单一客户保有量超百台,达到规模化生产的 IC 球焊设备厂商。

凭借自主研发的运控技术、力控技术、机器视觉技术、直线电机及音圈电机的设计制造工艺、超声键合技术等核心技术平台,凌波微步现已进军高端存储及 BGA 封装领域,公司产品已进入国内排行前三的头部 IC 封装企业。

“IC 球焊机所需要的核心技术包含精密机械、运动控制、图像处理、超声波焊接等,代表了精密自动化设备的最高水平。目前,凌波微步球焊机对这些技术的掌握和运用在国内领先。以此为基础,可以快速进入半导体后工序封装的其设备及相关行业。” 李焕然说:“未来,凌波微步将继续按照’ 专精特新’ 小巨人企业的标准要求自己,夯实技术护城河,打造球焊机赛道的 ‘隐形冠军’,力争成为全球半导体封装设备的领先者。”