生成式AI、大模型訓練與智能終端的普及,正在引發全球存儲芯片市場的“超級周期”,而傳統存儲架構已難以突破 “內存墻” 瓶頸,高帶寬存儲器(HBM)與先進封裝技術的深度融合,成為破解AI算力提升難題的關鍵。
在這一產業浪潮中,封測作為半導體產業鏈最成熟的環節,率先承接國產替代與需求爆發的雙重紅利。2024年國內封測市場規模突破3000億元,存儲芯片封裝作為其中增速最快的細分領域之一,正成為頭部企業的必爭之地。華天科技作為國內封測行業領軍企業,憑借十余年技術積累與精準賽道布局,在存儲芯片封裝領域實現了從產能規模到技術突破的全面進階,成為AI時代存儲封裝國產化的核心力量。
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厚積薄發:華天科技十年深耕迎接AI驅動下的存儲變局
在AI應用中,尤其是在高并發、實時性要求極高的場景里,存儲芯片已經成為數據的“智能樞紐”。無論是訓練AI模型所需的海量參數存儲,還是推理過程中對數據流的快速響應,都要求存儲芯片具備極高的吞吐速度和極低的延遲。例如,LPDDR5、HBM等高性能內存,以及基于3D NAND技術的高速固態硬盤(SSD),已成為AI服務器、高端顯卡和旗艦智能終端的標配。
這不僅是對芯片設計本身的挑戰,更是對封裝技術的極限考驗。如何在有限的物理空間內集成更多的存儲單元?如何確保數十億甚至上百億個晶體管在高速運行下的信號完整性和散熱效率?如何將NAND閃存、DRAM、控制器等不同類型的芯片高效、可靠地堆疊、集成在一起?這些問題答案,都指向了先進的封裝技術。華天科技洞悉這一趨勢,早已將存儲封裝作為其技術發展的一大核心支柱,并逐步構建了覆蓋全產品線的全棧能力。
目前,華天科技在存儲芯片封裝領域已形成“技術成熟、量產穩定、迭代高效”的發展格局,核心優勢集中體現在量產經驗、良率控制與項目落地能力三大維度,為承接AI及新興領域的存儲需求奠定基礎。
量產能力方面,華天科技在存儲芯片封裝領域已經積累了10年的量產經驗,在市場競爭中奠定了堅實的基礎。十年里,華天科技不斷優化封裝工藝,提升生產效率,積累了大量的技術經驗和生產數據。目前,華天科技的存儲封裝+OS量產良率已經超過了99.95%,這一卓越的良率水平不僅體現了華天科技在封裝工藝控制方面的高超能力,也意味著其能夠為客戶提供高質量、高可靠性的存儲芯片封裝產品。高良率的實現得益于華天科技在設備管理、原材料采購、生產流程優化以及質量檢測等環節的嚴格把控,確保了每一個封裝環節都能達到高標準的質量要求。
為應對存儲技術的快速迭代,華天科技保持高強度的項目研發節奏,每年超過200件存儲新項目開案,包括DDR4/DDR5、LPDDR4X/LPDDR5X、SSD/eSSD、eMMC、UFS2.2/UFS3.1/UFS4.1、MCP/eMCP/uMCP5、ePoP/nPoP/uPoP、Micro SD等主流存儲產品,覆蓋了從移動終端(如智能手機、平板電腦)到數據中心服務器,再到新興的汽車電子與物聯網設備的廣闊應用場景。多樣化項目的淬煉,使得華天科技能夠靈活應對不同客戶的定制化需求,形成了以市場為導向的快速技術響應能力。
具體來看在封裝產品與工藝方面,華天科技已實現多類型存儲封裝的規模化量產,包括DDR5(wBGA封裝)、LPDDR5X(ODP封裝)、SSD(ODP/HDP封裝)、eSSD(1C+32NAND集成)、eMMC(1C+4NAND集成)、UFS4.1(1C+8NAND集成)、uMCP (1C+8NAND+8LP5集成)等。
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在細分存儲品類上,DRAM領域已掌握LPDDR3/4/4X、245/315/496球LPDDR5/5X、wBGA DDR4/5的全流程封裝技術,適配1y/1z nm、1ɑ/1βnm工藝節點;NAND Flash領域覆蓋eMMC、UFS2.2/3.1/4.1(FC主控)、SSD、Micro SD,車載eMMC、eSSD等全系列產品,可適配128/176/232/300+層TLC/QLC存儲;MCP領域則實現MCP、eMCP、uPoP (LP5+UFS3.1)、uMCP (LP5+UFS4)、電磁屏蔽uMCP等產品的量產,滿足消費電子、汽車等多領域的復合型存儲需求。
隨著存儲封裝需求迅速攀升,華天科技正不斷加大研發投入,華天科技除了繼續在DDR/LPDDR/uPoP、SSD/eSSD、eMCP/uMCP、eMMC/UFS等已量產主流存儲產品進行技術精進迭代以保持技術領先外,同時積極布局了2.5D/3D存儲封裝,存內計算PIM封裝,以及新型非易失性存儲器封裝等前沿技術,并有部分產品已落地量產。華天科技還逐步在向更尖端的GDDR和HBM、3D DRAM封裝等領域進軍,逐步構建一個完整的技術矩陣。
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HBM被稱為“AI的終極內存解決方案”,它通過2.5D/3D集成技術,將多顆DRAM芯片與處理器(如GPU)在硅中介層上并肩排列或垂直堆疊,實現了遠超傳統封裝的內存帶寬。這無疑是AI訓練集群和高端顯卡最渴求的技術。華天科技在此領域的研發,是其向全球封裝技術第一梯隊發起沖擊的關鍵一步。
技術圖譜:華天科技存儲封裝全品類產品與關鍵技術拆解
目前華天科技的產品與技術版圖構建了NAND Flash、DRAM、MCP三大類存儲芯片的封裝體系,覆蓋基礎消費級、集成型、高性能存儲等市場主流需求,形成“產品可量產、技術可落地、場景可覆蓋”的完整體系。
- NAND Flash封裝:高密度與微型化雙突破,覆蓋多場景存儲需求
NAND Flash作為消費電子、數據中心的核心存儲載體,華天科技在此領域已形成“SSD/eSSD+eMMC/UFS+Micro SD”的全產品矩陣,技術亮點集中于超高芯片堆疊密度、極致微型化設計與多場景適配性:
3D NAND-SSD/eSSD:突破多層芯片堆疊技術,支持1D/2D/4D/8D/16D/32D全系列芯片層疊(最高32層),適配128/232層3D NAND(TLC/QLC)工藝,可在12×18mm的FBGA132封裝尺寸內實現64GB~2TB存儲容量,且通過優化基板層數與芯片厚度,將封裝厚度控制在1.4mm(SSD)、1.6mm(eSSD)以內,滿足超薄筆記本、AI 終端的空間需求;帶散熱片的eSSD產品進一步優化熱管理,散熱片厚度僅0.13mm,可適配高端服務器的高負荷運行場景。
eMMC/UFS:聚焦消費電子主流需求,eMMC采用“1控制器+1/2/4顆NAND”的集成方案,UFS支持“1控制器+2/4/8顆NAND”的靈活配置,均采用FBGA153封裝(11.5×13mm),球徑0.30mm、球距0.50mm的微型化互連設計,且UFS創新性采用“WB+FC Hybrid結構”,兼顧成本與性能,存儲容量覆蓋64GB~1TB,適配智能手機、物聯網設備的中高端存儲需求。
Micro SD卡:以“極致超薄+特種工藝”突破微型存儲瓶頸,采用LGA8封裝,通過45μm超薄芯片、20/10μm DAF膠層設計,將封裝厚度控制在0.8mm以內;同時集成異型塑封、激光切割、斜刀切割等特種工藝,解決傳統SD卡的邊緣開裂等問題,適配232層3D NAND(TLC)工藝,容量達64GB~1TB,且支持黑白蓋印、彩色噴印的定制化外觀,滿足消費電子的個性化需求。
- DRAM封裝:低功耗與高帶寬兼顧,適配高性能計算場景
DRAM封裝聚焦“低功耗(LPDDR)+高性能(DDR4/5)”兩大方向,技術亮點體現在精細化工藝控制、高兼容性與高速傳輸能力:
LPDDR系列:針對移動設備低功耗需求,LPDDR4X采用FBGA200封裝,支持2D/4D/8D芯片層疊,適配1y nm(14~16nm)工藝,容量 2GB~16GB;LPDDR5進一步升級為BGA315/496/245封裝,通過50μm FOW Film、45μm線弧高度的精細化工藝,降低信號傳輸損耗,且支持8層堆疊(8D),容量8GB~16GB,可直接適配AI手機、平板的高性能內存需求。
FC DDR/wBGA DDR系列:面向高端服務器與PC,FC DDR采用Cu Pillar Bump(銅柱凸塊)技術,通過倒裝焊工藝減少信號延遲,FBGA78/96/82/106封裝適配DDR4/5全系列,塑封采用Transfer(MUF)工藝,確保長期穩定性;wBGA DDR則以“晶圓級封裝+引線鍵合”平衡成本與性能,適配1x nm(16~19nm)工藝,容量4Gb~16Gb,為中高端 PC、工業控制設備提供高性價比內存封裝方案。
- MCP 類封裝:異構集成突破,滿足復合型存儲需求
MCP(多芯片封裝)通過“DRAM+NAND Flash”的異構集成,實現“內存+存儲”一體化,技術亮點在于高集成度、厚度控制與場景定制化:
uMCP/uMCP/eMCP:uMCP采用FBGA162封裝,集成1顆LPDDR2與1顆NAND,適配38nm+32nm工藝,容量1GB+2GB,滿足入門級消費電子需求;uMCP升級為FBGA297封裝,支持8顆LPDDR5與8顆NAND堆疊,適配1α+268L TLC工藝,容量12GB+512GB/1TB,且通過“瀑布線”鍵合技術解決多層芯片信號干擾問題;eMCP則聚焦國產化適配,采用國產控制器,集成“1控制器+2/4顆LPDDR+1/2顆NAND”,封裝厚度僅0.92/1.09mm,滿足國產消費電子的復合型存儲需求。
uPoP:針對高端堆疊場景,uPoP采用“13×14mm(LPDDR5)+11.5×13mm(UFS3.1)”的組合封裝,集成UFS3.1(1控制器+8顆 NAND)與 LPDDR5(8顆DRAM),適配236層3D NAND(TLC)工藝,容量8GB+512GB/1TB,核心依托TMV技術實現上下層封裝精準互連,解決傳統PoP的厚度與可靠性痛點,適配折疊屏手機、AI可穿戴設備的空間敏感需求。
值得一提的是,TMV(Through Molding Via,塑封體激光開孔)技術作為華天科技uPoP/PoP堆疊封裝的核心支撐,通過“高精度工藝+ 精細化控制” 解決 uPoP 等產品的互連難題,在實現高精度互連(中介層)方案、超低Mold Clearance、超低弧高和TMV激光燒球精度控制等方面具備顯著優勢。
結語
AI的浪潮正拍打著信息技術產業的每一個角落,而存儲芯片,作為數據的承載者,正從幕后走向臺前。華天科技憑借其在存儲芯片封裝領域的豐富量產經驗、卓越的良率表現、多樣化的產品封裝能力、強大的技術創新與研發實力以及先進的封裝設備與自動化生產,已經在市場競爭中占據了重要地位。至今為止,華天科技在存儲芯片封裝的規模體量、客戶群體、產品技術布局上均已處于國內領先地位,并且還將繼續保持領先。
未來,華天科技將繼續拓展先進封裝技術、提升封裝智能化水平、加強與產業鏈上下游合作以及拓展國際市場與品牌建設,不斷提升其在存儲芯片封裝領域的核心競爭力。華天科技將致力于以卓越的產品和服務推動微電子產業的發展,朝著打造中國封測行業第一品牌的目標奮勇前行,為全球存儲芯片市場的發展注入新的活力,助力AI技術在各個領域的廣泛應用和創新發展。
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