【独家】参观三星电机FC-BGA工厂

韩国釜山人力聚集最多的地方是哪里？既不是生产汽车的雷诺，也不是制造船舶的韩进重工，而是三星电机工厂。三星电机釜山工厂生产只有米粒大小1/250的多层陶瓷电容器(MLCC)和半导体用封装基板。

7月14日，我(数字日报记者金道贤)参观了位于釜山江西区的三星电机工厂。20世纪90年代初期，这里是批量生产汽车配件的地方。随着三星电机将其主要业务转移到电子元件，建立了制造MLCC和PCB的工厂。目前，在占地80,000㎡的场地上，三星电机釜山工厂拥有6个生产工厂、技术研发大楼、原材料大楼和行政大楼，显然已成为釜山最大的工厂。

当天，三星电机设备组组长安贞勋(译者著)常务表示:"釜山工厂是大城市附近的据点，有利于招聘人员。三星电机在釜山主要生产高端产品。"

釜山工厂负责三星电机的现在和未来。首先，MLCC占据了较大的比重，该产品起到储存电力并控制回路流动一定量电流的堤坝作用，还可以防止元件之间的电磁干扰，对电子产品至关重要。此前，用于智能手机和家电领域的信息技术(IT)用MLCC一直是三星电机的主要产品；目前，三星电机正在推进将其业务从增长速度缓慢的IT用MLCC扩大到其它领域用MLCC。三星电机的釜山工厂和其中国天津工厂是生产MLCC的主力。

最近，三星电机釜山工厂备受瞩目的项目是半导体封装基板，它在半导体和主板之间传输电信号，并用于保护半导体免受外部冲击。如果半导体是大脑，那么封装基板就是保护大脑的骨骼以及连接大脑并将信息从大脑传递到每个器官的神经和血管。

具体而言，半导体端口之间的距离为100微米级别，而主板为350微米，相差约4倍。正是封装基板缩小了这一差距。

虽然封装基板有很多种类型，但是三星电机的重点产品是FC-BGA。以前使用导线连接半导体和基板，现在的趋势随着工艺小型化而改变。替代方案是Flip chip结构，它的特点是能够通过增加输入/输出(I/O)端口，以及缩短芯片与板子之间的距离来更快地传输更多的信号。

Flip chip基板大致分为FC-BGA和FC-CSP。FC-CSP主要用于智能手机的应用程序处理器(AP)。FC-BGA可用于中央处理器(CPU)或图形处理器(GPU)等。FC-BGA性能更高，面积更大。

14日当天我参观的釜山工厂一侧，FC-BGA生产线正在不停地运转。三星电机在韩国釜山、韩国世宗和越南子公司生产 FC-BGA，釜山负责  "mother factory(母工厂) "。母工厂是指以产品开发和制造为中心的工厂。这是率先引进最新技术，并向其他地区扩散的核心基地。根据他们的定位，来自越南的工程师正在釜山FC-BGA工厂接受培训。

三星电机封装开发组组长黄致远(译者著)常务表示:"釜山工厂是研发基地。这是将釜山工厂已验证的内容应用于越南的系统。"

自去年年底以来，三星电机已在FC-BGA业务上投资1.9万亿韩元(点击以下视频号查看更多详情)。随着全球FC-BGA供应短缺的持续，日本和台湾的企业进行了巨额投资，当然三星电机也做出了应对需求的决定。

截至去年，三星电机的封装基板产量为70.3万㎡，相当于100个足球场的大小。订单纷至沓来，设备启动率达到100%。这就是釜山工厂忙碌的原因。

半导体厂内设有无尘室，防止生产过程中超细粉尘等杂质进入。这是因为清洁度对于半导体的正常运行至关重要。这同样适用于半导体封装基板，也需要类似于半导体的清洁设备。因此，进入FC-BGA生产线时，必须穿上防尘服，这里还设有无尘室。温度控制得很好，但是因为穿着防尘服而汗流浃背。

生产封装基板的过程在许多方面也类似于半导体。为了在基板上雕刻出半导体级的电路图案，需要多次重复切割、钻孔、喷涂和涂层。三星电机的一位工人解释说："制造高规格的FC-BGA总共需要3-4个月的时间。"

FC-BGA的核心是堆叠和钻孔的过程，因为要在有限的基板内制作很多电路。它有几层组成，4层、8层、10层、或更多层。通过钻孔用于层间电路连接，通过电镀工艺用于电连接。连接孔称为过孔Via，尺寸仅有50μm大小。

另一位工人说："随着孔越来越细，我用激光钻孔，然后进行电镀。"电镀后，对剩下的部分进行涂层，通过化学作用只留下必要的电路。三星电机还拥有实现约3μm电路线宽的技术，这是人类头发厚度的1/40。

基于这一技术诀窍，三星电机釜山工厂将从今年下半年开始量产服务器用FC-BGA，将领域从PC用扩大到服务器用产品。由于它是搭载数据中心CPU和GPU用的封装基板，因此要求比PC产品更高的可靠性和性能。近期，除了CPU、GPU之外，对人工智能 (AI) 半导体的相关需求也在快速增长。

黄常务表示: "大型科技公司已经聘请了数百名工程师确保了商用技术，三星电机将获得更多的机会，我们的目标是跃进全球三强"。