光刻機、晶圓等半導體核心設備和材料近年來是搜索引擎上的熱詞，然而半導體産業中的一個重要環節卻在這一波波關注熱潮中被忽視了——封裝。所謂“封裝技術”是一種將積體電路用絕緣的塑膠或陶瓷材料打包的技術。以CPU（中央處理器）為例，我們實際看到的體積和外觀並不是真正的CPU內核的大小和面貌，而是CPU內核等元件經過封裝後的産品。封裝起著安放、固定、密封、保護晶片和增強導熱性能的作用，同時還是溝通晶片內部世界與外部電路的橋梁。封裝技術的好壞直接影響著積體電路産品自身性能的發揮和與之連接的PCB（印製電路板）的設計和製造，因此是至關重要的一環。

隨著晶片製程達到物理極限，摩爾定律開始失效，光刻工藝進展緩慢，半導體製造技術的進步正逐漸將重心移至後段的封裝領域，各种先進封裝製程、高精密封裝製程應運而生，甚至有人預測，未來十年積體電路發展重心在於封裝。

然而就是在這樣重要的領域，我國卻缺乏自主創新的能力，甚至在關注度上也不如光刻機等熱門領域。好在已經有人深耕於此。“事情總要有人去做。”中國電子科技集團中科芯積體電路有限公司副總經理明雪飛還未至不惑之年，卻已經是一名有著12年封裝技術經驗的“老兵”了。從一線工程師，到後來的技術負責人、如今的企業管理者，他始終置身於行業或蓬勃、或坎坷的發展洪流之中，逐漸辨明並開始全力邁向中國封裝技術要走的那條道路。

關鍵問題不能“打折”

2019年11月29日，無錫瑞廷西郊酒店，一場簡約卻不乏隆重的發佈會正在這裡召開。作為中國電科旗下重點打造的積體電路專業化企業，中科芯積體電路有限公司的“12英寸晶圓級微系統封裝整合PDK”在發佈會上宣告上線。

當天，時任封裝事業部總經理明雪飛在發佈會現場，向客戶的長期關注和支援，以及與事業部的共同發展表示了感謝。明雪飛克制的語氣中難掩激動，一幕幕攻關畫面在他腦海中如膠片般逐一閃過，把他從這熱鬧的現場拉回到5年前。

2014年，明雪飛所在的先進封裝研究室面臨著一個新的課題。隨著電子系統整合度越來越高，當時的封裝技術已經無法滿足産品與裝備的要求。這時，微系統概念逐漸火了起來。所謂微系統，就是用更先進的製造手段，把電子系統小型化、微型化，同時實現多功能，使其可以在更多裝備中發揮更先進的作用。建立一條適應新需求的先進封裝PDK（工藝設計套件）生産線迫在眉睫。

▲明雪飛（前排左三）在向用戶介紹封裝産品

當時行業內比較主流的路線是採用3D-TSV（硅通孔）封裝技術。“過去晶片是平著放在一些載板上面的，3D封裝技術就是把晶片堆疊起來，然後在中間穿孔，使晶片之間實現互聯，通過這種三維整合的手段使晶片小型化。”這項技術在業內被認為是未來封裝技術的發展趨勢。一開始，明雪飛跟大多數人一樣，看好這一技術方向。但在一次又一次的論證中，他逐漸發現這種主流方向未必符合當時企業的實際需求。

“核心問題是設備和原材料不受控，其次是投入大、研發週期長。”明雪飛一如當年的明白了當，一針見血地指出癥結所在。事實也的確如此，3D封裝技術最早由臺積電和英特爾研發，關鍵技術材料和設備都受控於人。2019年，我國開始自主研製這項技術時投入了大量資金，也遭遇了很多困難。而在中科芯開始著手先進封裝PDK生産線研發的2014年，更可以想見其條件之不成熟。

“客戶和産品的需求不等人，我們面對的最大需求就是能儘快應用。我們的研究必須以實際的工程需求出發，要能真真正正落地。”面對技術條件不成熟、資金不足的現狀，充分分析了技術路線並進行了大量論證後，年輕的明雪飛大膽地提出了與主流聲音不同的觀點。

“那是一段非常艱難的經歷。”選擇勇敢發聲就要用同樣的勇氣去承受隨之而來的質疑。“不可能沒有壓力，那應該是壓力最大的一段時期了。”明雪飛用“年輕氣盛”來形容當時的自己，“換成現在我可能不會説那麼直接的話，但當時確實跟很多人爭執過技術路線。”明雪飛堅守的底線始終是這條工藝線能不能結合實際工程應用。“英特爾和臺積電搞3D封裝技術，那是投入了多少資金、人力、物力？每年甚至以數十億美金的規模來計算。另外在産業鏈掌控能力，以及人才聚集程度上，我們的條件都不夠成熟。這是我們必須正視的現實。我有信心，將來我們國家一定會在這項技術上迎頭趕上，但同時我們也必須承認這不是一蹴而就的事情。如果純粹為了追求一個主流的概念，卻囿于條件所限，在很多關鍵問題上‘打折’，那麼這種‘打折’就會以犧牲我們整個技術發展為代價，偏離我們原本的目標。”

明雪飛不僅提出了反對意見，也提出了他的解決方案——12英寸晶圓級扇出工藝就是這樣誕生的。

如果説TSV技術是將晶片像積木一樣摞起來，那麼扇出工藝就如同拼拼圖——將很多晶片平面拼成一個更大的晶片，其強調的是二維空間上的高密度的互聯技術。這兩種技術並沒有好壞之分，但二維技術顯然比三維技術更簡單，因為三維技術需要在晶片上穿孔，這就需要提前根據不同的晶片預留打孔位置，但對於大部分晶片還來源於進口的我國來説，根據不同晶片的情況預留位置顯然是不現實的。

既然自己提出了一條不同的路線，那就必須把這條路走通，才能證明自己的觀點。“隨大流是很容易的，因為即便走錯了也不會有人説什麼，大家都這樣認為。但提出不同的觀點卻很難，一旦行不通，那就百分之百是自己的問題了。”頂著巨大的心理壓力，明雪飛開始了技術攻關。接下來，他要面對的是從傳統封裝到先進封裝技術需要跨越的巨大的技術鴻溝。

相對於傳統封裝來説，先進封裝技術採用或借鑒了半導體工藝製造技術中的一些設備和思想，其工藝會用到光刻機、真空鍍膜等晶片生産才會使用的設備和材料。也因此，從傳統封裝到先進封裝，並非簡單的技術升級，而是技術的跨越。

那時為了攻克技術難題，明雪飛聯繫了國內很多技術先進的企業，利用週末時間親自前往諮詢，請教一些技術上的問題，同時想了不少辦法引進人才。這份堅持加上符合實際産業情況的技術方案，讓這條12英寸晶圓級扇出PDK終於成功上線。目前，這條被明雪飛描述為“接地氣”的工藝線已經為上百家國內單位和企業提供了加工服務，在整合度方面至今仍位列國內前茅。

從一線走來

如今再回頭看當年的選擇，明雪飛不好意思地説自己當時太年輕了，説話不懂得“迂迴”，但對於自己做出的選擇，他從不後悔。這種“以工程應用為本”的研究思想其實與明雪飛的成長經歷有著很大的關係。

明雪飛本科時就讀于西南交通大學材料成型與控制專業，他幽默地解釋自己的專業：“通俗一點講就是‘鐵軌焊接’。”即將畢業時，他認為材料專業在積體電路領域的發展空間會更大，於是讀研時，他選擇了積體電路的材料方向，“説白了就是從焊鐵軌變成了焊積體電路”。這次，他的落腳點是香港科技大學機械工程系。在這裡，材料專業和機械專業不再被區分，而是合併在一起，明雪飛於此完成了專業的轉向。

畢業後，在繼續深造還是參加工作的兩種選擇中，明雪飛選擇了後者。他的想法很簡單，“當時不想走純學術的路線，有一些實際經驗後再做後續打算可能會更好”。回到內地後，明雪飛沒有選擇繁華的一線城市，也沒有回到家鄉青島，而是來到了位於無錫的中科芯積體電路有限公司。在國內的封裝領域，中科芯一直位於頭部。對於明雪飛來説，這裡是能學習、能做事的地方，也是他實現自己報國情懷最好的地方。

在中科芯，明雪飛的崗位是一線工程師。很多年過去了，他還記得自己接觸的第一項工作是給積體電路打標，“就是在一些做好整合封裝的電路上，用油墨或鐳射去做一些標記，讓人家知道這個電路是誰家的産品、什麼型號”。當時，這道工序採用的是由人工進行油墨打標的老辦法，“相當於手動去蓋一個印章”。但因為人工“蓋章”力度無法統一，使標記會産生一些孔洞或其他缺陷，這些缺陷就會導致標記在後續發生脫落。

無論從生産效率還是從可靠性角度考慮，人工打標的方式都應該做出改變。在明雪飛到來以前，公司也曾經嘗試用自動化手段來解決這個問題，但因為種種原因沒有成功，設備也被扔進了倉庫落灰。

10年後，明雪飛的到來讓這些設備得以“重見天日”。經過兩三個月的不斷調試，明雪飛終於“啃”下了自動打標這塊硬骨頭。機器上線後，生産工序簡化了，生産效率提高了，標記品質也得到了保證，為此，所在部門還得到了公司的表揚。

“結果很好，我也很高興，但過程其實充斥著各種絕望。”回憶起這短短兩三個月，明雪飛用輕鬆的語氣描述了當時自己並不輕鬆的心路歷程。週而复始的調試，無法預期的結果，以及剛剛從香港高校讀研歸來卻幹起了“技術工人”工作的心理落差……明雪飛笑著回憶，自己當時也有過動搖，但好在隨著這台機器的完美運轉，他內心的一切懷疑也都隨之煙消雲散了。

經過這件事之後，明雪飛越發地“接地氣”了，設備研發出來還需要人來操作，他被委任班組長，俗稱“班頭兒”，親自去寫操作和檢驗規範，手把手地教會工人，再根據生産任務節奏去排班——儼然拋下了高材生的架子。

“我經常被下面的工人質疑，而且他們質疑得很有道理，因為他們很有經驗。有一些我考慮不週的地方，他們會考慮到，所以我也很習慣於接受別人的意見。”在一線摸爬滾打培養起來的實事求是、相容並包的工作習慣被明雪飛保留至今，也因此在先進封裝技術項目開工的時候，他敢於堅持以實際工程需求為出發點和最終目標，既虛心求教、聽取意見，也大膽質疑，做到這一切他靠的不是感覺，而是多年沉浸一線的實戰經驗。

2014年，明雪飛從一線來到中科芯先進封裝技術研究室之後，他開始參與、負責科研項目，逐步完成了自己的技術積累。除了前述的12英寸晶圓級封裝生産線，作為技術研發團隊帶頭人，明雪飛還研製出國內首款1500Pin/2000Pin氣密性陶瓷封裝電路、國內首款通過7400N級考核的基板型塑封電路、國內首款40GHZ頻段硅基MMIC與GaAs扇出整合微系統、國內首款處理器+記憶體+AD+IPD一體化晶圓級扇出微系統、國內首款DSP×4＋DDR×16一體化整合微系統、國內首款低成本瓦片式Ku波段相控陣天線組件，先後在多個技術領域取得多項技術突破，申請專利10項，實現企業化生産轉化年産值達數千萬元。

從“2字頭”的年紀跨過而立之年的門檻，明雪飛以工程師的自覺高速成長著。“應用為本”成為他刻在工作信條上的第一句話，直到與華中科技大學劉勝教授的一次合作後，他的工作思想開始發生重要的變化。

發現工程理論的“黑匣子”

2021年，“高密度高可靠電子封裝關鍵技術及成套工藝”項目榮獲2020年度國家科技進步獎一等獎。這一項目正是由劉勝教授團隊領銜、聯合多家單位完成的，而明雪飛作為技術團隊成員共同分享了這一榮譽。

▲2021年，團隊榮獲國家科技進步獎一等獎後合影

針對高密度晶片封裝翹曲和異質界面開裂導致的低成品率問題，這一項目提出了晶片-封裝結構及工藝多場多尺度協同設計方法和系列驗證方法，應用於5G通信等領域自主可控晶片的研製，攻克了晶圓級扇出封裝新工藝，突破了7nm CPU晶片封裝核心技術。可以説，項目解決了電子封裝行業智慧財産權“空心化”和“卡脖子”難題，佔領了行業技術制高點，實現了高密度高可靠電子封裝從無到有、由傳統封裝向先進封裝的轉變。

也正是在參與這項研究的過程中，明雪飛對於科研和工程的理解有了轉變。作為從一線成長起來的工程師，以前他更強調工程化的應用，強調“應用為本”，然而在參與這一“卡脖子”技術的攻關過程中，他切切實實地感受到我國和西方國家的差距在哪——差距就在原始創新上。也因為這次契機，明雪飛開始帶著成熟的眼光，重新審視這個行業。

積體電路行業自誕生以來一直維持著高速的發展，與此伴生的是資本的持續投入。“地球上可能再沒有另外一個行業像積體電路這樣，保持著長達70年的資金投入。”近年來，受中美貿易爭端影響，中國加快了在積體電路領域的發展腳步。然而在追趕的同時，很多問題也浮出水面，許多科學層面的問題並沒有真正意義上得到解決，成為制約積體電路行業工程創新的最大瓶頸。

“以前我們只要把別人的技術有選擇地引進來，進行技術改進就可以了。但當這些技術再也沒辦法引進的時候怎麼辦？這就需要我們做原始創新，而原始創新來源於科學理論的建立和指導。”帶著想要打開那些基礎理論問題“黑匣子”的心態，明雪飛邁入了職業生涯的全新階段。

“高密度高可靠電子封裝關鍵技術及成套工藝”僅僅是一個開始，對於未來，明雪飛已經在思考佈局以工程單位積攢的大量試驗數據，結合人工智慧、大數據演算法等先進數學方法，聯合高校，共同發現工程應用中的基礎原理，再以基礎研究成果反哺工程研發，形成一個良性迴圈。“我們不能一直只用幾百年前的數學定理來解決現在的工程問題，科技創新已經進入了深水區，需要科研界和産業界共同努力，突出重圍。”明雪飛堅信，“向著科學走，未來我們的積體電路行業一定會産生質的飛躍。”

管理之道在於理解

如今作為中科芯的副總經理，明雪飛已經完成了從技術工程師到企業管理者的轉身。以前，他必須站在前面衝鋒陷陣；現在，他明白了傳承的意義，開始更多地鼓勵團隊裏的年輕人去探索、嘗試。尊重技術人員的意見，充分理解他們的需求和狀態，為他們解決問題，是明雪飛在管理上總結與摸索出來的路徑。“與其説是管理，更不如説是為大家提供幫助和服務。”

這樣的事例有很多。

2020年，在明雪飛的促成下，中科芯一支平均年齡30歲左右的年輕團隊攻克了一項新技術——高密度基板的製備。這是封裝領域一項既基礎又關鍵的技術，主要服務於高性能晶片以及先進微系統的整合。這一技術此前一直被日本壟斷，在中美關係日趨緊張的過程中，這項技術也被納入了西方國家實施進出口管制的《瓦森納協定》。

“嚴格來講，我們以前是不做這項技術的，只從日本進口這種高端原材料。但後來我們想，不能就這麼被‘卡脖子’，於是就決心自己來做，自己聯繫國內企業。”理想很美好，現實卻是殘酷的。這種高密度基板需要達到6層以上的層密度，層數越多，性能也就越好。當時日本已經能做到20層密度，而國內企業做到6層就已經封頂了。技術上巨大的差距讓團隊裏的年輕人頓時沒了信心。

這時，作為團隊裏“年紀最長”的人，明雪飛很快捕捉到團隊裏低迷的氛圍，立刻站出來幫大家梳理思路、樹立信心。他向團隊成員提出了三個關鍵問題：一是這項技術在科學原理上能否論證成功？答案是可以；二是目前的工藝設備是不是足夠，製造手段是不是充分，有沒有什麼加工步驟是這些設備做不了的？答案是都能想辦法解決；最後他問，一些關鍵原料能否採購到位？答案是當時還能進口，團隊也同步找了一家國內企業在進行自主開發。

“既然科學原理上説得通，製造手段上行得通，原材料也能找到，我們為什麼不去試一試呢？如果錯了也沒什麼，有時候能證明這條路走不通也是件好事，這樣以後其他人就可以少走彎路了。”一席話讓這支年輕的隊伍茅塞頓開，卸下了思想包袱。這群年輕人也發揮出了他們的優勢，敢想敢做敢拼搏。終於，在2020年年底，這支團隊做出了國內首個20層高密度基板，樣品指標達到國內領先水準。2021年，他們研發的基板樣品開始陸續為客戶提供服務，並得到了客戶的高度認可。

現在回憶起來，明雪飛説整個研發過程，大家都很開心。也許這算不上什麼意義十分重大的科技攻關，但卻是國內從來沒有人做的事。他質樸地説道：“事情總要有人去做，無論多麼小的一件事，我們都不能被它卡住咽喉。年輕人只要有了明確的目標和方向，那股拼勁兒是很大的。我要做的就是幫他們找到努力的方向。”

硬骨頭就是用來“啃”的

進入積體電路封裝領域12年，時間在明雪飛身上留下了許多痕跡——他變得更加成熟、睿智了，遇事也不再橫衝直撞；然而也有些東西是時間也改變不了的——樂觀、豁達的性格，以及性格裏的一絲堅韌。

▲明雪飛

“我的性格可能更多的還是受母親的影響。”明雪飛1986年出生於一個由軍人與醫生組合的家庭，他笑著説，“這也是那個年代標配的組合了吧。”母親在醫院救死扶傷，經歷了太多生命無常後，看問題變得十分豁達，她總是教育明雪飛，“男孩子什麼事都要想得開，做事情要拿得起放得下——拿要拿得起來，關鍵時刻必須能頂上去；但該放下的時候也要放得下”。父親在部隊保家衛國，做事追求嚴謹，總是教育他“要腳踏實地，實事求是”。這些言傳身教讓明雪飛後來的種種選擇都變得有跡可尋。

而在科研歷程中，無論是無條件支援他勇敢去闖的老領導劉岱，還是後來引導他走上理論與實踐結合道路的劉勝教授，以及如今讓他擁有了更廣闊視野的蔡樹軍所長，明雪飛説要感謝的人太多了，他始終謙虛地認為，如果説自己的工作還算是有了一些“顯示度”的話，那也是因為自己屬實是幸運的——

他入行時，積體電路行業正愈來愈受到國家的重視，這是天時；進入五十八所這個國家重點骨幹研究所，有機會站在潮頭感受發展風向，這是地利；有一群無條件信任自己的領導、夥伴，陪他搏擊風浪，這是人和。

可以預見的是，中國積體電路行業的發展在未來十年或二十年仍面臨著諸多艱巨的挑戰，完成這些挑戰，是屬於明雪飛這代積體電路人的使命。對於這個宏大的命題，明雪飛並沒有直接給出自己的答案，而是話鋒一轉，把話題又拉回到他剛剛參加工作時調試的那臺打標設備上：“那時每天日復一日地調試設備，我也不知道到底能不能把它調試成功，一定會有猶豫和動搖的時候。這時候就咬著牙做下去嘛，做好眼下的事。這麼多年來，不就是一塊接一塊地啃硬骨頭嘛，硬骨頭不就是用來‘啃’的嗎？！”説完，明雪飛爽朗地笑了起來，恣意飛揚，一如當年。