尖端半导体领域：日本企业的隐形强者
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| 在全球封装材料成型设备市场占有6成以上份额的TOWA总部工厂（TOWA供图） |
这篇文章的3个要点：
- 芯粒集成技术对提高半导体性能发挥关键作用
- 一些不为人知的日本中型企业在该领域显示出存在感
- 这些企业在特定领域拥有高超的技术，甚至收到大型半导体企业的订单
在半导体领域，通过推进微细化来提高性能已迎来极限。作为未来对提高半导体性能起到关键作用的技术，“芯粒（Chiplet）集成”备受关注。在该领域，日本的一些不为人知的中型企业迅速提高了存在感。
芯粒指的是将以往在1个半导体芯片内完成处理工作的核心单元（Core）以及作为存储元件的存储器等构成要素分开制造的方式。芯粒集成是将多个芯片通过电气连接在一起，使它们像一个整体的大芯片一样协同工作。
传统半导体通过将微细化推进到极限来提高处理能力，结果导致制造过程中的良品率下降，成本大幅上升。芯粒集成可通过将核心单元和存储器等分开单独制造，来有效解决这些问题。而且，据说与一味提高集成度的传统芯片不同，需要高处理性能的核心单元可以推进微细化，而性能要求不太高的存储器等外围电路则可以保持以往的集成度，因此能够降低成本。
自主开发的电镀技术获得很高评价
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| 上村工业在被称为“凸点”的微小电极高精度成形技术方面拥有优势（上村工业供图） |
“股价很坚挺啊”,6月28日，日本表面处理化学品及机械制造商上村工业的股价收盘于1万1110日元后，部分市场人士发出了这样的声音。其原因是，该公司股价于4月19日创下年初以来的最低点9540日元以后，低迷的股价开始出现回升迹象。
虽然当天上村工业表示将考虑下调最少为100股的投资单位，但并没有做出明确承诺。上村工业在公众中的知名度并不高，但仍然开始被人关注，原因是上村工业被视为拥有芯粒集成等技术的企业，是提高半导体功能的必需技术。
上村工业专务桥本滋雄介绍道，“我们拥有以高精度在芯粒或安装芯粒的基板上形成凸点（bump，凸起状微小电极）的技术”。据称，要提升尖端半导体的处理能力，需要尽可能地缩小凸点之间的距离，这正是高精度凸点形成技术发挥作用的地方。
凭借技术实力，上村工业加入了新一代半导体制造技术研发联合体“JOINT 2”，由日本国内的基板、材料和设备厂商共同开发新技术。主导联合体的Resonac（力森诺科）电子业务本部副本部长阿部秀则评价上村工业说：“用于形成凸点的电镀技术（在行业内）极为出色”。
非上市企业奥珂制作所因与芯粒集成相关的曝光技术而受到高度评价。为了实现芯粒集成，关键技术是在中间基板上并排放置芯片的“2.5D封装”以及纵向堆叠的“3D封装”。
奥珂制作所的优势在于可以将半导体电路的CAD（计算机辅助设计）数据直接转印到半导体晶圆上的“直接曝光装置（DI）”。已成为半导体制造中心的曝光装置需要使用光掩模，而直接曝光则无需此步骤。
CEO办公室副参事中泽宪治说：“由于不需要光掩模，好处是可以降低成本，电路也可以描绘得很精细”。此外，使用光掩模的方式，随着芯片尺寸增大，需要多次进行曝光，而直接曝光装置只需一次，这也是其重要优势之一。
世界领先的中型封装设备制造商
保护半导体免受热量和碰撞等的封装材料也因芯粒而进入新时代。在用树脂封装芯片的成型设备领域，TOWA处于世界领先地位。尽管这是一家2023财年（截至2024年3月）销售额为504.71亿日元的中型企业，但在该设备领域占有约66%的市场份额。
特别是TOWA在2009年开发的压缩成型技术。将置于下方的模具注满树脂，然后将安装在另一模具上的芯片从上方浸入，通过压合树脂使其粘合。
传统方法是将安装在基板上的芯片用模具覆盖，从一个方向注入树脂。这种方法曾导致树脂在中途凝固，无法充分填充，或导致线路故障。另一方面，采用压缩成型，从上方将芯片浸入树脂槽中，这样能够减少此类故障。
尤其对于3D等堆叠半导体，这种方法效果显著。TOWA社长冈田博和表示：“在芯粒集成中，这有助于提高成品率，将成为核心技术”。
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| TOWA社长冈田博和（照片由宫田昌彦提供） |
Aoi Electronics公司正与东京工业大学特聘教授栗田洋一郎合作开发一种更简单的连接方式，名为“硅桥接”，而不是使用目前主流的中间基板连接芯粒集成的方式。使用中间基板的方式也被台积电（TSMC）等大型企业采用，而Aoi Electronics则进一步降低成本，挑战可以实现大型化的方式。
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| Aoi Electronics以大型面板水平实现了尖端封装（照片由Aoi Electronics提供） |
Aoi Electronics公司2023财年（截至2024年3月）的销售额也只有339.41亿日元。尽管本文介绍的公司都不是大企业，但这些企业都想抓住尖端半导体技术发展的契机。日本的许多半导体厂商在全球市场上失去了存在感，但在制造设备等领域仍占优势。不仅仅是大型企业，中型企业也想凭借自身的技术实力开创未来。
By Kenji Tamura
出处：《日经Business》电子版
https://business.nikkei.com/atcl/gen/19/00141/070100062/
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