大處著眼，細(xì)處著手——華邦電子用創(chuàng)新技術(shù)助力節(jié)能減排

綠色發(fā)展已成全球共識，半導(dǎo)體廠商即是節(jié)能減排的技術(shù)賦能者，自身也是節(jié)能減排的實踐者和責(zé)任人。全球各大半導(dǎo)體廠商紛紛制定了自己的碳減排目標(biāo)。近日領(lǐng)先的存儲芯片廠商華邦電子（Winbond）也專門召開了媒體會，華邦電子大陸區(qū)產(chǎn)品營銷處處長朱迪先生和記者分享了華邦在節(jié)能減排和ESG方面的成績。

作為一家IDM類型的半導(dǎo)體廠商，需要從產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)的兩個大的方向上來著手實現(xiàn)節(jié)能減排。而碳足跡其實遍布整個設(shè)計生產(chǎn)流程的各個環(huán)節(jié)中，因此節(jié)能減排是非常繁瑣和復(fù)雜的系統(tǒng)提升，每一次細(xì)節(jié)的優(yōu)化都能帶來成效。據(jù)朱迪介紹，華邦主要從兩個方面參與： 1. 在產(chǎn)品設(shè)計時就實現(xiàn)低功耗，減少終端產(chǎn)品的能源消耗。2. 在產(chǎn)品制造過程中，通過先進(jìn)工藝減少碳排放；同時工廠做好節(jié)能減排和水資源回收等。

細(xì)處著手，多項產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新推動節(jié)能減排發(fā)展

在產(chǎn)品設(shè)計上做出的創(chuàng)新，可以幫助下游客戶實現(xiàn)更低碳的終端產(chǎn)品。華邦電子通過技術(shù)創(chuàng)新，提供了多種低功耗的存儲產(chǎn)品和封裝組合。

超低功耗Green Power產(chǎn)品——GP-BoostDRAM

相比過去幾年在業(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)品運行功耗會比常規(guī)產(chǎn)品低10%左右，待機功耗更是顯著降低，可以比常規(guī)的SDRAM產(chǎn)品低60%到70%。同時性能方面，GP-Boost DRAM的帶寬較傳統(tǒng)產(chǎn)品也有增加，如此一來就可以滿足更多像邊緣計算這種對算力有要求的應(yīng)用場景。

更小封裝形式——100BGA

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，如果把封裝做小就會減少化學(xué)物品的消耗。華邦最新推出的100BGA LPDDR4/4X就是一個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100BGA封裝的規(guī)定。相對于傳統(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。這種縮小的封裝也可以減少器件在PCB的占用空間，幫助客戶同時降低了成本和能源消耗。

無塑料封裝、混合睡眠模式——HYPERRAM

除了GP-BoostDRAM外，針對低功耗的DRAM市場需求，華邦還推出了超低功耗特性的HYPERRAM系列。該系列的運行功耗遠(yuǎn)低于同容量的CellularRAM和SDRAM，同時通過特有的混合睡眠模式（Hybrid Sleep Mode），HYPERRAM功耗可進(jìn)一步降低。

在封裝形式上，HYPERRAM大多采用24BGA、 WLCSP這類沒有外部塑料的封裝，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，同時降低消耗。

此外，華邦目前也在和主芯片廠商合作進(jìn)行SiP（多芯片合封技術(shù)）的開發(fā)，提供KGD產(chǎn)品跟客戶的主芯片一起封裝。SiP產(chǎn)品可以在華邦進(jìn)行測試，免去單獨的封測環(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、降低客戶成本、提升產(chǎn)品性價比方式。

其實除了24BGA外，WLCSP和SiP KGD封裝尺寸都非常小，可以看作是“免封裝”產(chǎn)品，相應(yīng)的功耗也比較低。

低電壓帶來更低功耗——1.2V NOR Flash

除了上述產(chǎn)品設(shè)計上的創(chuàng)新外，低電壓也是華邦所努力的方向之一。以NOR Flash 而言，目前的主流電壓是3.3V，可穿戴設(shè)備以及其他低功耗的應(yīng)用，主流電壓會達(dá)到到1.8V。華邦作為業(yè)界領(lǐng)先的NOR Flash廠商，是全球第一家推出1.2V NOR Flash的廠家，并已于2020年實現(xiàn)量產(chǎn)，目前已經(jīng)有很多大客戶在批量采用該1.2V NOR Flash的產(chǎn)品。

1.2V NOR Flash主要帶來兩個好處，第一是可以同步配合主芯片廠商的制程的演進(jìn)，第二是帶來功耗降低。

主芯片的制程在逐步微縮，芯片的電壓也隨之下降，芯片I/O口電壓也在下降。采用1.2V的NOR Flash就可以很好滴匹配這種高制程工藝節(jié)點的SoC，從而免去了電平轉(zhuǎn)換的設(shè)計，降低BOM成本同時縮小PCB面積。

產(chǎn)品的電壓從1.8V降低到1.2V，本身的運行上就會降低50%的功耗，待機功耗也會減少33%。因此電池的壽命、整機的續(xù)航能力都可以得到非常顯著的改善。

簡化SMT流程——LTS 制程

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

在存儲行業(yè)，華邦很早就開始進(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)，通過包括摔落、振蕩及溫度循環(huán)測試等相關(guān)的可靠度驗證程序，證明該產(chǎn)品可以完全支持LTS制程，沒有質(zhì)量上的疑慮。

低溫焊接技術(shù)的好處是溫度可以從260℃降到190℃，能源消耗、碳排放都有顯著減少。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SMT產(chǎn)線的能源消耗和成本。

綠色生產(chǎn)和業(yè)務(wù)成長并舉

“想要實現(xiàn)綠色生產(chǎn)和綠色產(chǎn)品，需要公司一步一個腳印去做，咋愛其中對于資金的消耗其實是很高的?！敝斓戏窒淼?，“那這中間就必然會出現(xiàn)矛盾：實現(xiàn)ESG和減碳目標(biāo)帶來的成本上升一定會降低產(chǎn)品的價格競爭力。并不是每個公司都愿意去犧牲價格優(yōu)勢，投入資金去做環(huán)保，所以這是一個相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。華邦一直在研究更先進(jìn)的技術(shù)，在不增加成本的前提下實現(xiàn)節(jié)能減碳?！?

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年更是通過了ISO 50001 能源管控認(rèn)證。同時，華邦正在加速向其2030年永續(xù)目標(biāo)前進(jìn)：臺中廠的綠電使用率達(dá)到90%，碳排放減少 60%。

在產(chǎn)品制造過程中，華邦溫室氣體的主要排放源是制程上所使用的全氟化物氣體（PFCs）以及燒鍋爐所產(chǎn)生的部分二氧化碳。針對這一部分，華邦自2000年起就參與了世界PFC溫室氣體排放減量計劃，通過制程調(diào)整、替代氣體使用、設(shè)置含氟碳化物（PFCs）削減設(shè)備，來減少溫室氣體排放。傳統(tǒng)的天然氣鍋爐是直接排放二氧化碳，近幾年華邦已經(jīng)陸續(xù)將其都換成電鍋爐，從而減少直接排放。

針對擴(kuò)產(chǎn)的問題，華邦通過專注比例來保證可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。華邦設(shè)置的節(jié)能減碳的目標(biāo)，比如減少單位產(chǎn)品的用電量和耗水量，都是對單位產(chǎn)品的消耗進(jìn)行評估。當(dāng)前華邦的臺中工廠處于滿載狀態(tài)，設(shè)置的節(jié)能目標(biāo)都已經(jīng)達(dá)成。新的高雄廠產(chǎn)品和設(shè)備比較新，華邦通過把臺中廠已經(jīng)被證明是有效的、成熟的做法（像減少能源、水的消耗、廢物回收和水循環(huán)等）同步到高雄廠，從而快速讓高雄廠步入綠色生產(chǎn)。透過這樣的方式，即使有新制程和新產(chǎn)能開出來，跟公司整體的碳排放也不會產(chǎn)生矛盾之處。

布局汽車市場，平衡下行周期

從2022年第三季度開始，全球各大存儲廠商的財報相繼大幅下跌，內(nèi)存市場基本已經(jīng)進(jìn)入了下行周期。但華邦受到的周期波動較小，這與其產(chǎn)品和業(yè)務(wù)布局有關(guān)。華邦生產(chǎn)的主要是利基型產(chǎn)品，因此受周期波動小。此外雖然但消費確實下降不少，但在汽車和工業(yè)布局很穩(wěn)健。

據(jù)朱迪介紹，利基型中小容量的存儲產(chǎn)品，是相對于例如電腦、服務(wù)器、智能手機等這些大容量產(chǎn)品而言的。利基型存儲市場容量占整個存儲行業(yè)10%左右。這個市場是一個供需相對比較平衡的市場，在上漲跟下行的市場波動中振幅并不是很大。

當(dāng)前汽車、工業(yè)領(lǐng)域的收入目前已經(jīng)占到華邦整體營收的四分之一左右，因此面對市場下行并沒有過于悲觀，并且目前的產(chǎn)能和投產(chǎn)計劃也沒有做太大的改變。目前高雄廠前期一萬片產(chǎn)能的投入在按部就班地有序進(jìn)行?！爸杂兄?jǐn)慎樂觀的信心和底氣，是因為華邦所耕耘的這個市場目前是相對比較穩(wěn)定的，同時也具有一定門檻?！敝斓媳硎?，“在市場下行的狀況下，汽車與工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用相對比較堅挺，尤其我國的新能源汽車的市場狀況都比較良好。所以總而言之，華邦有信心來面對目前市場上的變化?！?

隨著汽車智能化電氣化的飛速發(fā)展，芯片在整車成本中所占比例大幅上升；同時伴隨著近兩年來的供應(yīng)鏈問題，汽車廠商對于芯片的供應(yīng)安全問題尤為關(guān)注。華邦從十幾年前便開始涉足汽車電子領(lǐng)域，在國內(nèi)汽車應(yīng)用的市占率也在持續(xù)提高。

首先針對供貨的質(zhì)量和安全問題，因為華邦是自有生產(chǎn)，因此受到了汽車廠商的認(rèn)可和信賴。其次針對低功耗的設(shè)計趨勢，華邦正在和主芯片廠商一起來做一些低功耗產(chǎn)品的設(shè)計；同時也有一些車機專用的封裝設(shè)計，可以在惡劣條件下抗機械沖擊，比如具有更好散熱性的BGA封裝。最后針對汽車應(yīng)用中備受關(guān)注的安全問題，華邦專門推出了安全閃存，可以幫助客戶防止遭遇非法侵入和非法數(shù)據(jù)篡改，減少用戶隱私信息被竊取的風(fēng)險。這些安全閃存產(chǎn)品目前也已經(jīng)被一些海外的tier 1客戶采用。

結(jié)語

“今年的大環(huán)境確實和去年大為不同，并且轉(zhuǎn)變非?？??！敝斓戏窒淼?，“去年大家還在為缺芯發(fā)愁，很多中間商、渠道商坐地起價，囤積居奇，導(dǎo)致整個產(chǎn)業(yè)鏈非常不健康。也有一些投機者和資金進(jìn)入芯片市場。這種現(xiàn)象對于行業(yè)的長期健康發(fā)展而言必然是不利的。”

“當(dāng)前這一波市場的下行，從某種意義上來講也不算是壞事，芯片廠商可以在這個時間更好地分辨哪些是真正的需求，哪些是客戶實際的需要，然后針對性地設(shè)計產(chǎn)品和服務(wù)。對于整個行業(yè)來說，這些泡沫洗去以后留下的應(yīng)該都是扎扎實實做事情的公司?！?