華邦電子從產(chǎn)品到LTS制程技術(shù)踐行節(jié)能減碳

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃晶晶）當(dāng)前，節(jié)能減碳、綠色環(huán)保，實(shí)現(xiàn)碳中和碳達(dá)峰已經(jīng)成為全球許多國(guó)家和地區(qū)的共同目標(biāo)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)制造等過(guò)程中也消耗能源，當(dāng)然廠(chǎng)商們紛紛制定環(huán)保戰(zhàn)略，肩負(fù)節(jié)能減碳的重任。近日，存儲(chǔ)芯片廠(chǎng)商華邦電子就節(jié)能減碳、ESG（環(huán)境、社會(huì)和公司治理）領(lǐng)域的工作和進(jìn)展，以及相關(guān)產(chǎn)品和先進(jìn)工藝向媒體做了分享。

華邦作為一個(gè)在半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)耕耘了三十多年的公司，在企業(yè)社會(huì)責(zé)任方面投入了相當(dāng)多的資源。企業(yè)社會(huì)責(zé)任包括節(jié)能減碳、減少溫室氣體排放、減緩氣候變暖等議題，同時(shí)還涉及公司治理、環(huán)境治理、員工發(fā)展、綠色供應(yīng)鏈等。

華邦電子大陸區(qū)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)處處長(zhǎng)朱迪表示，除了成立專(zhuān)門(mén)的ESG發(fā)展委員會(huì)外，華邦還將ESG實(shí)實(shí)在在地滲透到全體員工的日常工作、行為規(guī)范中，同時(shí)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及工藝上的改良也體現(xiàn)出了華邦致力于綠色發(fā)展的社會(huì)責(zé)任。

華邦早在2006年就獲得了的ISO14064 GHG 溫室氣體排放認(rèn)證，近兩年接連獲得ISO 14067 “碳足跡”認(rèn)證和ISO 14046 “水足跡”認(rèn)證，2022年更是通過(guò)了ISO 50001 能源管控認(rèn)證。同時(shí)，華邦正在加速向公司的2030年永續(xù)目標(biāo)前進(jìn)：臺(tái)中廠(chǎng)的綠電使用率達(dá)到90%，碳排放減少60%。

在產(chǎn)品制造以及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，華邦會(huì)通過(guò)先進(jìn)的工藝、設(shè)備來(lái)減少碳排放，比如水資源、廢舊物料的回收、低功耗產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等。此外華邦還建設(shè)了屋頂太陽(yáng)能電站，且已經(jīng)并入到工廠(chǎng)所在地的電網(wǎng)中，讓華邦的綠色電能更好地為城市所用。那么華邦電子如何從產(chǎn)品和工程技術(shù)的部分實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳的目標(biāo)呢。

GP-Boost DRAM

GP-Boost DRAM意為Green Power Boost-DRAM，也就是低功耗的DRAM。相比過(guò)去幾年在業(yè)內(nèi)用得較多的標(biāo)準(zhǔn)型DRAM產(chǎn)品，例如SDRAM、DDR1、DDR2等，華邦的Green Power產(chǎn)品運(yùn)行功耗會(huì)比常規(guī)產(chǎn)品低10%左右，待機(jī)功耗更是顯著降低，可以比常規(guī)的SDRAM產(chǎn)品低60%到70%。同時(shí)性能也同樣出眾，GP-Boost DRAM的帶寬較傳統(tǒng)產(chǎn)品也有增加，可以滿(mǎn)足邊緣計(jì)算等應(yīng)用場(chǎng)景。



朱迪表示，除了產(chǎn)品本身的低功耗特性之外，產(chǎn)品封裝上所用的化學(xué)原材料用量也與能源消耗息息相關(guān)。每一顆芯片的外部都有厚厚的一層塑膠保護(hù)層，如果我們把封裝做小就會(huì)減少化學(xué)物品的消耗。例如華邦最新推出的100BGA LPDDR4/4X就是一個(gè)在封裝層面降低消耗的經(jīng)典產(chǎn)品。華邦曾向JEDEC標(biāo)準(zhǔn)組織提議在JED209-4標(biāo)準(zhǔn)里增加對(duì)100BGA封裝的規(guī)定。相對(duì)于傳統(tǒng)的200BGA，100BGA的封裝體積縮小了一半左右，節(jié)約了整體材料成本，也可以減少在PCB的占用空間，幫助客戶(hù)同時(shí)降低了成本和能源消耗。



HYPERRAM

HYPERRAM產(chǎn)品具備超低功耗特性，運(yùn)行功耗遠(yuǎn)低于同容量的CellularRAM和SDRAM，同時(shí)通過(guò)特有的混合睡眠模式（Hybrid Sleep Mode），HYPERRAM功耗可進(jìn)一步降低。





朱迪介紹，HYPERRAM大多采用24BGA、 WLCSP這類(lèi)沒(méi)有外部塑料的封裝，比傳統(tǒng)的LPDDR產(chǎn)品封裝還要都小很多，可以節(jié)約PCB面積、降低成本，同時(shí)降低消耗。此外，華邦目前也在和主芯片廠(chǎng)商合作進(jìn)行SiP（多芯片合封技術(shù)）的開(kāi)發(fā)，提供KGD產(chǎn)品跟客戶(hù)的主芯片一起封裝，在華邦進(jìn)行測(cè)試，免去單獨(dú)的封測(cè)環(huán)節(jié)。多芯片合封技術(shù)同樣是減少封裝面積、減少能源消耗、降低客戶(hù)成本、提升產(chǎn)品性?xún)r(jià)比方式。



除了24BGA封裝以外，WLCSP跟KGD封裝非常小，可以算是“免封裝”產(chǎn)品，相應(yīng)的功耗也比較低。低功耗帶來(lái)的另一個(gè)好處就是可使客戶(hù)的產(chǎn)品功耗降低、提升產(chǎn)品續(xù)航能力，從而提升客戶(hù)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于需要電池供電的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，還能減少電池的消耗，有助于減小電池生產(chǎn)和回收的環(huán)境污染等。


1.2V NOR Flash

以NOR Flash 而言，目前的主流電壓是3.3V，而可穿戴設(shè)備以及其他低功耗的應(yīng)用，主流電壓會(huì)達(dá)到1.8V。華邦是全球第一家推出1.2V NOR Flash的廠(chǎng)家，并于2020年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，目前已經(jīng)有海外的大客戶(hù)在批量生產(chǎn)采用1.2V NOR Flash的產(chǎn)品。



朱迪解析，1.2V NOR Flash有以下幾個(gè)好處：一個(gè)是可以同步配合主芯片廠(chǎng)商的制程的演進(jìn)。因?yàn)橹瞥淘酵挛⒖s，產(chǎn)品電壓會(huì)持續(xù)下降，需要的I/O電壓也持續(xù)下降，采用1.2V產(chǎn)品就可以很好地匹配，無(wú)需使用電平轉(zhuǎn)換器即可直接和SoC連接，從而降低BOM成本和PCB占用空間。



此外從 1.8V 電壓降至 1.2V，產(chǎn)品本身在運(yùn)行上會(huì)降低50%的功耗，待機(jī)功耗也會(huì)減少33%，電池壽命、續(xù)航能力有大幅的增加，對(duì)于整機(jī)產(chǎn)品的功耗會(huì)有非常顯著的改善。和HYPERRAM一樣，能夠很大程度上幫助客戶(hù)提高產(chǎn)品的續(xù)航能力。

導(dǎo)入LTS低溫焊接技術(shù)

根據(jù)國(guó)際電子生產(chǎn)商聯(lián)盟（iNEMI）的預(yù)測(cè)，到2027年采用LTS工藝的產(chǎn)品市場(chǎng)份額將從約1%增長(zhǎng)至20%以上。11月16日，華邦電子宣布其閃存產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)將正式導(dǎo)入新型低溫錫膏焊接（Low Temperature Solder，簡(jiǎn)稱(chēng)LTS）工藝。



在存儲(chǔ)行業(yè)，華邦很早就開(kāi)始進(jìn)行LTS制程的研發(fā)，推出配合低溫焊接制程 (~190C)的閃存產(chǎn)品，符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)包括摔落、振蕩及溫度循環(huán)測(cè)試等相關(guān)的可靠度驗(yàn)證程序，證明該產(chǎn)品可以完全支持LTS制程。

LTS 低溫焊接技術(shù)，由英特爾在2017年開(kāi)始提出。過(guò)去，出于環(huán)保的考慮，將原有的鉛焊轉(zhuǎn)變成無(wú)鉛焊接，但付出的代價(jià)則是焊接溫度從常規(guī)的210℃、220℃上升到260℃，近40℃的溫度升高對(duì)能源消耗是巨大的。所以2017年英特爾主導(dǎo)研發(fā)了低溫焊接的技術(shù)，最先在電腦和平板產(chǎn)品開(kāi)始使用。

朱迪分析，低溫焊接技術(shù)的核心是焊接材料、芯片本身的需求以及低溫焊接錫膏，好處就是溫度可以從260℃降到190℃，能源消耗、碳排放都有顯著減少。隨著焊接溫度的下降，廠(chǎng)商可為芯片和PCB選擇成本較低的低溫材料。過(guò)渡到 LTS 工藝后，SMT 生產(chǎn)過(guò)程的整體年成本可降低約40%。根據(jù)英特爾2017年發(fā)布的低溫錫膏焊接（LTS）工藝介紹中第18-19頁(yè)，通過(guò)采用LTS工藝，SMT 溫度可從無(wú)鉛工藝的 220℃~260 ℃降低到 190℃，每條 SMT 生產(chǎn)線(xiàn)的二氧化碳排放量每年可減少57公噸。

此外低溫焊接可以把插件的焊接工藝——波峰焊和回流焊二合一，一道焊接技術(shù)就可以完成，同樣可大幅降低代工廠(chǎng)SMT產(chǎn)線(xiàn)的能源消耗和成本。由于插件可承受低溫錫膏焊接工藝的溫度，SMT生產(chǎn)線(xiàn)可一次性組裝PCB上的所有元件，大幅簡(jiǎn)化SMT工藝流程并縮短工作時(shí)間。

作為閃存產(chǎn)品的領(lǐng)軍企業(yè)，華邦一直以來(lái)都是ESG領(lǐng)域的表率，也將發(fā)揮好自身的示范和引領(lǐng)作用，積極推動(dòng)碳中和，致力于減緩全球變暖。