於大全:先進封裝產教融合踐行者
廈門雲天半導體科技有限公司(以下簡稱“雲天半導體”)位於廈門海滄集成電路產業園。公司董事長於大全的辦公室布置相對簡單,白牆上一幅字畫寫著“路雖遠行則將至,事雖難做則必成”,這既像是於大全對自己的勉勵,又像是對他多年成績的總結。
2021年11月3日,在北京舉行的2020年度國家科學技術獎勵大會上,“高密度可靠電子封裝關鍵技術及成套工藝”項目從3000多個項目中突出重圍,榮獲2020年度國家科學技術進步獎一等獎。於大全作為項目核心成員,榮登榜單。談及自己的成功密碼,於大全歸結隻有兩個字——“堅持”,堅持做最難的事,堅持把難的事一直做下去。
歸國再出發
他不懼挑戰勇攀高峰

於大全榮獲2020年度國家科學技術進步獎一等獎。受訪者供圖
電子封裝,是將制備合格的芯片、元件等進行精密裝配,採用適當的連接技術形成電氣連接、機械支撐和密封保護,構成可靠有效組件的整個過程,被譽為芯片的“骨骼、肌肉、血管、神經”,是實現芯片性能的根本保障。
早在就讀碩士研究生時,於大全就與封裝技術結下了不解之緣。為了探索更高端的封裝技術,2004年博士畢業后,於大全先后奔赴香港、德國和新加坡的頂尖科研機構開展芯片封裝前沿技術的研究工作,成績斐然。
雖然國外生活和科研順風順水,但於大全卻將目光轉向了國內。彼時,國內的先進封裝技術正處於起步階段,與國際先進水平相比落后10年以上,這讓深耕於該領域數年的於大全心焦不已。
2010年,於大全舉家回國,加入了中國科學院微電子研究所。
秉承“要做就要做最先進的”的理念,喜歡挑戰高難度項目的於大全將研究方向鎖定“硅通孔”(TSV)技術。據了解,硅通孔是一種穿透硅晶圓或芯片的垂直互連技術,能降低成本並有效提高系統的整合度與效能,技術的應用前景極為廣闊。然而該技術研究難度大,門檻高,不但需要大量經費支撐,更需要建設一個高水平研發團隊。
為了使研發能夠快速推進,利用國內產業資源勢在必行。於大全開始在國內相關企業密集拜訪交流,連續跑了10多家核心設備企業,通過專業的路演說服企業提供經費和設備支持,組建了中國TSV技術聯合攻關體,開啟了與國內領先企業協作研發之路。
2011年,於大全率領團隊在無錫江蘇物聯網研究發展中心建立系統級封裝實驗室,承擔硅通孔技術研發的國家02重大專項課題任務研究﹔2012年9月,於大全技術團隊參與孵化了華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司,開啟我國12寸硅通孔三維封裝技術研發。
為了將科研成果落地,實現技術向生產力的高效轉變,2014年3月,於大全開始了第一次身份的轉變,從一個科研者轉變為上市公司天水華天科技股份有限公司CTO。
然而,這樣的轉變並不容易,研發高精尖產品技術、管理技術團隊、參與謀劃企業發展方向、完成國家科技重大專項任務……擁有新身份的於大全在各項工作中“輾轉騰挪”,充分利用一分一秒的時間。
2016年,為了滿足用戶對指紋識別芯片的性能要求,於大全帶領團隊展開7個月的技術攻關,最終做出了世界最快的指紋解鎖芯片——新產品屏下指紋解鎖隻要0.16秒,遠快於其他技術的1秒解鎖時間。3個月后,該芯片實現大批量產,最終出貨量超過2400萬顆。華天科技產值從2014年的33億元一路提升至2019年的81億元,在全球封裝行業的排名由第14位提升到第7位。
深入產業內部
他聚焦市場堅毅果敢

於大全為前來考察的嘉賓介紹企業情況。受訪者供圖
2018年,移動設備、大數據、人工智能、5G通信、高性能計算、物聯網、智能汽車、智能工業等新興行業快速發展,對底層芯片技術產生的需求也隨之提升。“芯片功能越強大,對封裝技術提出的挑戰越多。”據於大全介紹,當時日本和美國在高性能射頻器件上佔據了全球90%的市場。“射頻前端器件作為5G通信的核心,國內技術急需突破。”
想要解決問題,需要打通研發到產業化的路徑,要重新扎根開始。本著應用先進技術解決關鍵產業問題的想法,2018年,經過多方考察,於大全將廈門雲天半導體科技有限公司落戶在了具有良好政策及工業基礎的廈門市海滄區,並將研發目標直接對准了5G射頻前端封裝這一細分領域。
面向高性能射頻器件,一個要突破的關鍵技術就是玻璃通孔技術。據於大全介紹,這是一種在性能和成本上都優於硅通孔技術的新一代封裝技術,不僅可以制作高性能無源器件,還能用於高速高頻基板應用。但因研發難度極大,國內在該技術上數十年未獲突破。
“我們知道這個技術難,但沒想到這麼難。”說起玻璃通孔技術的研發過程,向來喜歡挑戰高難度項目的於大全也直呼太難了。“在研發過程中,我們經常在與成功近在咫尺時,被一道小小的裂紋打回起點。”
提出想法,反復測試,反復修改……經歷了近百次實驗,研發團隊終於做出了實驗樣品。“剛開始的生產並不順利,在第一輪試產中,良品率隻有30%,根本達不到量產要求。”回憶生產的過程,於大全記憶猶新,“當一個團隊隻為了一個數字而夜以繼日時,那個感覺確實挺崩潰的。”
然而,這些並沒有擊垮於大全,反而激起了他的斗志。“企業做技術研發,就是要耐得下心,坐得了冷板凳。”在近2年的攻關中,於大全不斷調整生產技術,把良品率從30%升至60%、90%,直到滿足量產的高要求,並成功開發先進激光加工技術,可以實現每秒鐘2000多個孔處理速度。雲天半導體也因此成為國內第一個玻璃通孔技術量產獨立代工,國際第一個規模化量產企業。“從嚴重依賴國外,到實現自主化生產,並推動國內企業開發出自主裝備,這就是我們存在的價值。”於大全堅定地說。
此后,根據市場需求,團隊又先后攻克了多項射頻封裝與器件技術,迎來了一次又一次裡程碑。目前,雲天半導體的主營業務包含晶圓級三維封裝、扇出型封裝、射頻模塊的系統封裝,同時聚焦集成無源器件(IPD)制造技術與高密度玻璃通孔、高精度天線等高精密制造技術。其中,公司所研發的射頻芯片扇出型封裝和天線一體化(AiP)技術、濾波器圓片級封裝技術及片上集成IPD等工藝已達到國際先進水平。公司2021年銷售收入2352萬元,2022年銷售收入預計超過6000萬元。

於大全為雲天半導體新廠房剪彩。受訪者供圖
“企業發展的每一步,都離不開海滄區政府的大力支持。”於大全表示,雲天半導體作為海滄區重點引進項目,區裡為企業提供了項目選址、代建廠房、增資擴產等全方位的幫扶。2022年6月,雲天半導體搬進位於廈門海滄集成電路產業園36000平方米新廠房,具備了從4吋到12吋晶圓級封測及系統集成能力,成為國內射頻封裝集成的領先企業,為我國射頻器件國產化進程提供了有力的支撐。
培育產業人才
他熱情慷慨傾囊相授
隨著封裝技術的不斷革新,於大全深感國內封測技術人才缺乏,基礎研究薄弱。2019年,於大全又增加了一個新身份——廈門大學電子科學與技術學院教授,並組建了一支高素質的研發團隊,在開展封裝技術基礎研究的同時,探索人才培養、產業實踐及產教融合發展模式。
目前,擁有雙重身份的於大全不僅帶領雲天半導體在廈門海滄建立研發基地和量產孵化生產線,並與海滄區共建國內稀缺的4/6/8吋晶圓級三維封裝平台,助力海滄、廈門相關企業發展。同時還陸續承擔了廈門大學國家集成電路產教融合創新平台建設的相關任務、國家自然科學基金項目、廈門市科技重大專項任務等。其中,廈門大學國家集成電路產教融合創新平台海滄子平台由海滄區人民政府與廈門大學共建,主要場地設置於雲天半導體,兼顧人才培養、科技創新和學科建設多重使命。

於大全受邀做技術培訓。受訪者供圖
值得一提的是,自2019年起,雲天半導體共建平台為廈門大學、廈門理工學院、華僑大學、福州大學、電子科大等近百位本科生提供了實習實訓機會﹔20余名相關學科的碩士、博士在讀研究生利用公司的先進平台開展科研攻關,並在玻璃通孔集成、毫米波芯片、濾波器芯片封裝上取得積極進展﹔接受過雲天半導體線上、線下專題培訓的學生超過3萬人次。
一生一事,行遠自邇,相比於個人榮譽,於大全更看重整個行業的發展。與我國芯片行業同舟共濟的12年裡,於大全始終負重前行,不曾鬆懈。面對未來,於大全雖感肩上的擔子沉重,但他堅信隻要初心不變,踔厲奮發,終將干霄凌雲。(鄔眉 文雅)
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